DE965906C - Einrichtung bei Nutzbremsschaltungen, insbesondere fuer Einphasenwechselstrom-Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

• Einrichtung bei Nutzbremsschaltungen, insbesondere für Einphasenwechselstrom-Triebfahrzeuge Bei Bremsung von Triebfahrzeugen mit Stromrücklieferung in das Fahrleitungsnetz liegen die Bremskraftkurven, über der Geschwindigkeit aufgetragen, oft ziemlich steil, so daß es dem Führer der Lokomotive- oder des Triebwagens nicht immer leicht ist, jeweils diejenige Bremsstufe zu wählen, die bei der augenblicklichen Geschwindigkeit die gewünschte Bremskraft liefert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Führer diese Tätigkeit abzunehmen und eine Einrichtung zu schaffen, die selbsttätig die Bremskraft auf dem vom Fahrzeugführer eingestellten Wert konstant hält.
• Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die mit der Transformatorspannung in Phase liegende Komponente des Ankerstromes der bremsenden Fahrmotoren mit einer einstellbaren Sollgröße verglichen und die Differenz dieser beiden miteinander verglichenen Größen zur Betätigung von Kontakten herangezogen wird, die je nach der Polarität dieser Differenz ein Auf- oder Abwärtslaufen des Schaltwerkes bewirken.
• Bei der Durchführung des Vergleiches ist zu berücksichtigen, daß bei Wechselstrom-Triebfahrzeugen die Bremskraft nicht nur von der Größe des Ankerstromes der bremsenden Fahrmotoren, sondern auch von seiner Phasenlage gegenüber der Transformatorspannung abhängig ist, da nur die Wattkomponente des Ankerstromes eine Bremskraft liefert. Nach der weiteren Erfindung werden die beiden miteinander zu vergleichenden Spannungen an die beiden Außenschenkel eines Drei-schenkeltransformatoars gelegt. Die in. dessen Mittelschenkel induzierte EMK wird zur' Speisung der einen Phase eines als Zweiphasenasynchronmotor gebauten Relais herangezogen, während die zweite Phase dieses Relais än eine gegen die Transformatorspannung um 9o .elektrische Grade verschobene konstante Spannung, vorzugsweise an die Spannung der Erregermaschine der Fahrmotoren, gelegt ist.
• In Abb. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens veranschaulicht. Auf dem ersten Schenkel eines Dreischenkeltransformators T ist eine Spule mit w1 Windungen aufgebracht, die an den Spannungsabfall I - R in den Dämpfungswiderständen des Ankerstromkreises, die in Abb. 3 mit 12, 13' und 13" bezeichnet sind, gelegt wird. Die auf dem dritten Schenkel befindliche Spule mit w3-Windungen wird an die am Haupttransformator abgegriffene, vom Fahrschalter aus einstellbare Meßspannung E, gelegt. Ist l, der gewünschte Bremsstrom, dann maß die Beziehung gelten d. h., die Flüsse in den beiden Außenschenkeln des Dreischenkeltransformators T sind gleich groß. Liegt außerdem der Bremsstrom Jo mit der Meßspannung Eo in Phase, dann führt der Mittelschenkel des Dreischenkeltransformators T keinen magnetischen Fluß. Weicht der tatsächliche Bremsstrom J der Größe und Phasenlage nach von dem gewünschten Bremsstrom J, ab, dann ist der magnetische Fluß im Mittelschenkel des Dreischenkeltransformators T verhältnisgleich der geometrischen Differenz zwischen den Strömen J, und 1. Für die in der Spule mit w2 Windungen auf dem Mittelschenkel des Dreischenkeltransformators T induzierte EMK gilt also die Beziehung Diese EMK wird nun an die eine Phase B eines als Zweiphasenasynchronmotor ausgebildeten Relais R gelegt, an dessen andere Phase A die Spannung UE des als Erregergenerator geschalteten Fahrmotors, der in der Abbildung mit 2 bezeichnet ist, gelegt wird.
• Für das Stillstandsmoment dieses Relais R gilt die Beziehung denn die Spannung UE steht, wie aus dem in Abb. 2 dargestellten Vektordiagramm hervorgeht, praktisch senkrecht auf der Transformatorspannung Uo und somit auch auf der Meßspannung E.. Diese wird auf einem bestimmten Wert gehalten. Das Drehmoment D ist also verhältnisgleich, der mit der TransformatorspannungUQ in Phase liegenden Komponente der EMK E2 bzw. proportional der Stromdifferenz 1o - J. Da nach obigem der gewünschte Bremsstrom 1, die Wattkomponente des Ankerstromes sein soll, ist das Drehmoment D nur noch abhängig von der Differenz. zwischen dem gewünschten Bremsstrom J, und der Wattkomponente Tu, des tatsächlichen Bremsstromes J. Übersteigt diese Abweichung der Wattkomponente des Ankerstromes und somit der Bremskraft einen bestimmten Betrag, dann übersteigt das Drehmoment des Relais R die Kraft der Feder F, die das Relais in der Ruhelage zu halten sucht, und schließt entweder den Kontakt K1 oder den Kontakt K2, die ein Auf- oder Abwärtslaufen des Schaltwerkes bewirken.
• Eine weitere vorteilharze Ausgestaltung des Erfindungsgedankens soll an Hand der Abb. 3 erläutert werden. In dieser bedeuten i den Haupttransformator, 2 den als Erregergenerator , geschalteten Fahrmotor, 3 bis 6 die bremsenden Fahrmotoren sowie 7 und 8 die Transformatoren für die zusätzlichen Erregerspannungen zur Phasenkompensation. Die Schaltdrosselspule für das Hauptschaltwerk ist mit 9 und eine weitere Schaltdrosselspule, die den Transformator 8 speist, mit io bezeichnet. Mit ii ist das Bremsschütz und mit 12,13' und 13" sind die im Ankerstromkreis der Fahrmotoren liegenden Dämpfungswiderstände bezeichnet.
• Je nach der Größe der gewünschten Bremskraft maß die Schaltdrosselspule io am Haupttransformator i in geringen Grenzen entlang geschaltet werden, um durch Veränderung der Zusatzspannung im Feldstromkreis der Fahrmotoren 3 bis 6 bei allen Bremskräften mit möglichst günstigem cos 99 zu arbeiten. Bei geeigneter Wahl des einen Anschlußpunktes d kann mit diesem Weiterschalter der Schaltdrosselspule io gleichzeitig auch die Meßspannung U, entsprechend verändert werden, so daß mit der Wahl der Bremskraft zwangläufig auch die für diese Bremskraft günstigste Phasenkompensation eingestellt wird. Der Lokomotiv-bzw. Triebwagenführer hat also nur die Schaltdrosselspule io in die der@gewünschten Bremskraft entsprechende Stellung zu bringen. Es bleibt dann diese eingestellte Bremskraft bei allen Geschwindigkeiten bei günstiger Phasenlage des Bremsstromes so lange konstant, bis entweder der Anschlußpunkt der Schaltdrosselspule io zum Übergang auf eine andere Bremskraft von dem Fahrzeugführer geändert wird oder die Bremsung beendet ist. Die übrigen für die Einrichtung nach der Erfindung notwendigen Spannungen können, wie in Abb. 3 durch strichpunktierte Linien dargestellt; an den Punkten c, d, e und .f entnommen werden.
• In Netzen mit-stark schwankender Fahrdrahtspannung kann diese Anordnung unter Umständen zu Unzuträglichkeiten führen, da sich entsprechend der Änderung der primären Transformatarspannung auch dieTransformatorspannung U, und mit dieser die Bremskraft ändert. Um nun bei höchster wie bei niedrigster Fahrdrahtspannung jeder Stellung der den Anschluß der Schaltdrosselspule io betätigenden Bremswalze stets die gleiche Bremskraft zuzuordnen, ist es erwünscht, die Zahl der zwischen den Anschlußpunkten a und b liegenden Transformatorwindungen unabhängig von der Stellung der Bremswalze, jedoch in Abhängigkeit von der Fahrdrahtspannung zu ändern. Dies kann nach der weiteren Erfindung dadurch bewerkstelligt werden, daß die bei normalen Schaltwalzen stillstehenden äußeren Kontakte, die von der innenliegenden Walze beschaltet werden, im vorliegenden Fall auch auf einem für sich. drehbaren Teil angeordnet sind. Für diesen äußeren Teil können nun z. B. drei Stellungen für niedrige, mittlere und hohe Fahrdrahtspannung vorgesehen werden. Ein beispielsweise druckluftbetätigter Servomotor, der von der Fahrdrahtspannung gesteuert wird, bringt diesen äußeren Kontaktträger stets in die-der jeweiligen Spannung entsprechende Stellung.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung bei Nutzbremsschaltungen, insbesondere für Einphasenwechselstrom-Triebfahrzeuge, zur Konstanthaltung der Bremskraft auf einen vom Führerstand aus einstellbaren Wert, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Transformatorspannung in Phase liegende Komponente des Ankerstromes der bremsenden Fahrmotoren (3 bis 6) mit einer einstellbaren Sollgröße verglichen und die Differenz dieser beiden miteinander verglichenen Größen zur Betätigung von Kontakten (K1, K2) herangezogen wird, die je nach der Polarität dieser Differenz ein Auf- oder Abwärtslaufen des Schaltwerkes bewirken.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für den Ankerstrom der von diesem erzeugte Spannungsabfall an den Dämpfungswiderständen (i2, 13, , i3") herangezogen und die Meßspannung (E0) dem Haupttransformator (i) entnommen wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden miteinander zu vergleichenden Spannungen an Wicklungen auf den beiden Außenschenkeln eines Dreischenkeltransformators (T) gelegt werden und daß die in der Wicklung auf dessen Mittelschenkel induzierte EMK zur Speisung der einen Phase eines als Zweiphasen-Asynchronmotor gebauten Relais (R) herangezogen wird, während die zweite Phase dieses Relais an eine gegen die Transformatorspannung um 9o elektrische Grade verschobene konstante Spannung, vorzugsweise an die Spannung der Erregermaschine (2) gelegt ist. q..
4. Einrichtung nach Anspruch i und 2; dadurch gekennzeichnet, daß zwangläufig mit der Änderung der Meßspannung (E0) auch eine Änderung der zur Phasenkompensation dienen den Zusatzspannung im Feldstromkreis der bremsenden Fahrmotoren (3 bis 6) so bewirkt wird, daß bei.allen einzustellenden Bremskräften eine Bremsung mit günstigstem Leistungsfaktor erfolgt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Fahrdrahtspannung die Stellung der Schaltdrosselspule (io) gegenüber dem Haupttransformator (i) ohne Änderung der Stellung des Bremsschalters am Führerstand selbsttätig in einem solchen Sinne geändert wird, daß die Transformatorspannung (U., Spannung zwischen den Anschlußpunkten a und b) und damit die Bremskraft nur von der Stellung des Bremsschalters abhängig, aber unabhängig *von der Fahrdrahtspannung ist.