CH408998A - Anordnung zur Vermeidung der Selbsterregung in einer Nutzbremsschaltung für Einphasenkollektormaschinen - Google Patents

Description

  Anordnung zur Vermeidung der     Selbsterregung        in        einer        Nutzbremsschaltung     für     Einphasenkollektormaschinen       Die vorliegende Erfindung     betrifft    eine Anord  nung zur Vermeidung der Selbsterregung in einer       Nutzbremsschaltung    für     Einphasenkollektormaschi-          nen,    wobei mindestens eine der Maschinen als Er  regermotor und mindestens eine andere als Brems  motor Verwendung findet, dessen Anker über eine       Impedanz    an einen Stufentransformator geschaltet  ist.  



       Nutzbremsschaltungen    der vorgenannten Art ge  hören seit längerer Zeit bei Triebfahrzeugen mit meh  reren Motoren zum Stand der Technik. Normaler  weise speist der Erregermotor die in Reihe liegenden  Feldwicklungen der Bremsmotoren und wird vom  Stufentransformator aus erregt. Solche Schaltungen  ermöglichen sehr niedrige Baugewichte der Brems  apparaturen und ergeben gute Bremscharakteristi  ken. Von Nachteil ist jedoch die Tatsache, dass       Kommutatorkaskaden    im allgemeinen zu     Selbsterre-          gungserscheinungen    neigen.

   Ausser der Gleichstrom  selbsterregung können auch     Wechselstromselbsterre-          gungen    mit netzfremden Frequenzen auftreten, die  jeden geordneten Bremsbetrieb unmöglich machen.  Die Frequenz der selbsterregten Ströme beträgt etwa  25-50     %    der Netzfrequenz. In diesem Fall genügt  bereits ein sehr kleiner Erregerstrom des Erreger  motors, um in den Bremsmotoren einen grossen  Ankerstrom zu erzeugen. Der massgebende Faktor  für den Eintritt der Selbsterregung ist die Anker  umfangsgeschwindigkeit der     Kollektormaschinen.        In     geringerem Masse spielen auch die Erregerschaltung  an sich, die Bürstenstellung, der     Bürsteneinschliff     und die Sättigung eine gewisse Rolle.

   Bei modernen  Triebmotoren, die hohe     Ankerumfangsgeschwindig-          keiten    besitzen, wird die Verhinderung der Selbst  erregung immer schwieriger, da der hierfür notwen  dige Erregerstrom des Erregermotors bei Kaskaden-         schaltungen    umgekehrt proportional mit dem Qua  drat der     Ankerumfangsgeschwindigkeit    abnimmt.  



  Die Selbsterregung lässt sich jedoch auch bei  grossen     Ankerumfangsgeschwindigkeiten    mit Sicher  heit vermeiden, wenn erfindungsgemäss die Impe  danz über ein Kopplungselement mit der Feldwick  lung des Erregermotors in Verbindung steht.  



  Die Zeichnung stellt     ein        Ausführungsbeispiel    des  Erfindungsgegenstandes vereinfacht dar.  



       Fig.    1 zeigt ein     Schaltschema.     



  Die     Fig.    2 und 3 dienen zur Erläuterung der       Wirkungsweise.     



  In     Fig.    1 ist mit 1 die Primärwicklung, mit 2  die     Sekundärwicklung    eines     Stufentransformators     bezeichnet. Eine     Induktivität    3 sowie ein     Ohmscher     Widerstand 4, welchem die     Feldwicklung    5 eines  Erregermotors 6 parallel     geschaltet    ist, liegen an der       Stufentransformatorsekundärwicklung    2. Der Anker  7 des Erregermotors 6 speist die Feldwicklung 8  eines Bremsmotors 9, dessen Anker 10 mit einer  Bremsdrossel 11 verbunden ist.

   Ein Kopplungsele  ment 12 zwischen der Bremsdrossel 11 und der  Feldwicklung 5 des     Erregermotors    6 besteht aus  einem Transformator 13, einem     Wirkwiderstand    14  und einer Drossel 15.  



  Die Wirkungsweise der     erfindungsgemässen    An  ordnung sei     anhand    der     Fig.    2 und 3     dargelegt.     



       Fig.    2 zeigt den     Frequenzgang        eines        in.    die Feld  wicklung 5     eingespeisten        zusätzlichen        Stromes        1Z    für  verschiedene     Kreisfrequenzen        w    und verschiedene       Ankerumfangsgeschwindigkeiten    v der Motoren,       wobei        ein    konstanter Ankerstrom 11o des Brems  motors     .auftreten    würde.

       v1    ist hierbei ]deiner     als          v2,        (i)1    ist kleiner als     c)2    usw. Die Lage des     Koordi-          natenursprungs    O des     Systems    x, y     dient    als     Krite-          rium    für das     Einsetzen    der     Selbsterregwng.    Es lässt      sich nämlich nachweisen, dass die Schaltung gemäss       Fig.    1 für jede     Geschwindigkeit,    deren zugehörige  Kurve rechts an O vorbeiläuft,

       selbsterregungsfrei        ist,          während    bei     allen        Geschwindigkeiten,        deren    zuge  hörige     Kurven        links    von O liegen,     Selbsterregung     auftritt.

   So kennzeichnet     beispielsweise        in        Fig.    2 die  Kurve     v1    (Punkt<I>A, B</I> usw.) einen     selbsterregungs-          freien    Betrieb, während sich die Kurven     v2,        v3     (Punkte C, D,<I>E,</I> F usw.) auf selbsterregte Zustände  beziehen.

   Um nun die     Selbsterregung    auch bei höhe  ren     Ankerumfangsgeschwindigkeiten    zu     verhindern,     führt man der     Feldwicklung    5 des Erregermotors 6       mit    Hilfe des Kopplungselementes 12 einen Zusatz  strom     1Z    zu, der beispielsweise die in     Fig.    2 angege  bene Richtung hat.

   Der     Ursprung    O des     Koordi,          natensystems    gelangt somit in den Punkt F, wodurch       die    Schaltung gemäss     Fig.    1 für jede     Geschwindigkeit,     deren zugehörige Kurve     rechts    an F vorbeiführt,       selbsterregungsfrei        wird.     



       Fig.    3 gibt ein Zeigerdiagramm wieder, aus     wel#-          chem    die     Funktion    des     Kopplungsgliedes    12 ersicht  lich ist. Der Ankerstrom<B>110</B> des Bremsmotors 9  fällt in Richtung der     y-Achse    von     Fig.2    und     ist          wesentlich    grösser als     1Z.    Die     Spannung    an der Brems  drossel 11 und     damit    auch die Spannung     U13    am       Transformator    13,

   der zur     galvanischen    Trennung  und     Spannungsanpassung    dient, sind     gegenüber        11o     um 90      el.    phasenverschoben. Die Eigenwiderstände  der Feldwicklung 5 können     näherungsweise    vernach  lässigt werden, so dass     U13    gleich ist einer     Summen-          spannung,        gebildet    aus dem     Spannungsabfall        1"    -     R14     am     Wirkwiderstand    14 und dem Spannungsabfall  h -     x1,

  3    am Blindwiderstand     x15    der Drossel 15.  



  Mit     Hilfe    der vorgeschriebenen Anordnung lässt  sich die     Selbsterregungsgrenze    in bezug auf die An  kerumfangsgeschwindigkeiten beträchtlich erhöhen,  ohne dass die übrigen Eigenschaften der Nutzbremse  hierdurch ungünstig     beeinflusst    würden. Den Zusatz  strom     1Z    wählt man     zweckmässigerweise        annähernd     senkrecht zu der     v-Kurvenschar,    da sich hierdurch  bei minimalem     1Z    eine grösstmögliche Erweiterung  des     selbsterregungsfreien    Bereichs ergibt.

   Das zu-         sätzliche    Kopplungselement 12 braucht dann nur  für Bruchteile von 1 ö der Bremsleistung ausge  legt zu werden.  



  Der Transformator 13 des Kopplungselements 12  lässt sich dann einsparen, wenn die Bremsdros  sel 11 mit einer zusätzlichen Wicklung versehen  wird, die zur Speisung des Wirkwiderstandes 14,  der Drossel 15 und der Feldwicklung 5 dient. An  derseits könnte man aber bei Verwendung eines  Transformators 13 dessen     Streuinduktivität,    etwa  durch Vergrösserung des Streuraumes, so weit er  höhen, dass die Drossel 15 fortfallen kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zur Vermeidung der Selbsterregung in einer Nutzbremssehaltung für Einphasenkollek- tormaschinen, wobei mindestens eine der Maschinen als Erregermotor und mindestens eine andere als Bremsmotor Verwendung findet, dessen Anker über eine Impedanz an einen Stufentransformator geschal tet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz (11) über ein Kopplungselement (12) mit der Feld wicklung (5) des Erregermotors (6) in Verbindung steht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass an die Impedanz (11) die Primär wicklung eines Transformators (13) angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung über einen Wirkwider stand (14) sowie eine Drossel (15) zur Feldwicklung (5) des Erregermotors (6) führt. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass an die Impedanz (11) ein Trans formator mit vergrösserter Streuinduktivität ange schlossen ist, dessen Sekundärwicklung über einen Wirkwiderstand (14) zur Feldwicklung (5) des Er regermotors (6) führt. 3. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Impedanz (11) eine zusätzliche Wicklung aufweist, die über einen Wirkwiderstand (14) sowie eine Drossel (15) zur Feldwicklung (5) des Erregermotors (6) führt.