CH671377A5

CH671377A5 - Electronic slip regulation controller for rail locomotive - allows phase synchronised or independent regulation of motor currents for both half axes

Info

Publication number: CH671377A5
Application number: CH29286A
Authority: CH
Inventors: Paul Konrad Renkewitz
Original assignee: Paul Konrad Renkewitz
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1989-08-31

Abstract

The electronic slip regulation controller uses a phase regulator controlling the motor currents for the 3-phase drive motors for the 2 half axes of a lost wheel set. The 2 half axes can be coupled together, driven independently of one another, or the slip between the 2 half axes can be regulated. When the half axes are coupled the motor currents are phase synchronised, but during independent operation the motor currents are controlled independently. During the slip regulation the motor currents are controlled at different frequencies. Pref. during slip regulations the motor currents for the drive motors on the inside of the curve has an extended period and the motor currents for the drive motors on the outside of the curve has a shortened period. ADVANTAGE - Effective slip regulation on sharp curves.

Description

       

  
 



   BESCHREIBUNG



   Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.



   Die Erfindung hat zum Zweck, die Losradsätze so zu steuern, dass sie bei Fahr- wie   auch brei    Bremsbetrieb dem Schienenverlauf entsprechend (gemeint ist Geradeaus- und Kurvenfahrt), schlupfgeregelt gesteuert werden. Dies wird   erfindungsgetnäss    durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 reicht. Damit sind die Nachteile des Losradbetriebes bei schieengebundenen Triebfahrzeugen behoben. Vorallem ist das Auflaufen der Spurkränze am Schienenkopf und damit verbundene, extreme Abnützung nicht mehr möglich.



   Nachfolgend wird anhand der einzigen Figur ein Ausführungsbeispiel beschrieben:
Die Figur zeigt im Zentrum ein schematisch dargestelltes Drehgestell. Es besteht aus zwei schlupflosen Achsen (1). Diese wiederum bestehen aus zwei Halbachsen (2). Auf jeder Halbachse ist ein Rad (3) sowie ein Antriebszahnrad (4) aufgezogen.



  Ein Zwillings-Fahrmotor dient als Antrieb; zwei Statoren (6) und zwei Rotoren (7) sind in einem Gehäuse untergebracht. Jeder Rotor treibt eine Halbachse (2) an.



   Auf jeder Seite des Drehgestelles sind die Stromkreise eingezeichnet. Sie sind an sich bekannt. Kurz erläutert sei jedoch, dass jeder Stator durch eine vollständig eigene Infrastruktur mit Elektrizität versorgt wird. Oben ist die Primärwicklung des Haupttransformators (8). Dann folgen die Sekundärwicklungen (9). In einem Vierquadranten-Steller (10) wird der Wechselstrom aus dem Bahnnetz in Gleichstrom umgewandelt und in den Zwischenkreis (11) eingespiesen. Im Frequenzwandler (12) wird daraus ein 3-Phasen-Wechselstrom erzeugt. Dieser wird dann dem Fahrmotor (13) zugeführt.



   Erfindungsgemäss werden mit dem Phasensteller (14) die Phasen der beiden Antriebsmotoren FM1, FM2 sowie FM3, FM4 gemäss folgender Beschreibung gesteuert:
Bei Geradeausfahrt werden die beiden Antriebsmotoren einer Achse   (FMl,    FM2) mit gleich gestellten Phasen (15) betrieben. Deshalb laufen sie phasengleich synchron und somit starr. Für das Durchlaufen von Kurven bestehen zwei Möglichkeiten: a) Entkuppeln beider Motoren FM1, FM2, sowie FM3, FM4 durch freies laufen lassen der Phasen (16).



   b) Verlängern der Perioden der Motorströme der kurveninneren Antriebsmotoren und Verkürzen der Perioden der Motorströme der kurvenäusseren Antriebsmotoren; die Ströme auf der kurveninneren (19) Seite haben eine niedrigere Frequenz als die Ströme auf der kurvenäusseren Seite (18).



   Der Phasensteller (14) steuert die beiden Frequenzwandler (12) gemäss a) oder b). Der Phasensteller (14) erhält seine Informationen betreffend die an den Fahrmotoren anliegende Frequenz von den Klemmen der Fahrmotoren (13) FM1, FM2.

 

  Auch benötigt er Informationen über den Fahrzustand, also Kurven- oder Geradeausfahrt für die Prozedur gemäss a) und zusätzlich über den Kurvenradius für die Prozedur gemäss b).



   Der Fahrzustand in bezug auf Geradeaus-, Kurvenfahrt und/oder den Kurvenradius, kann mittels eines variablen Widerstandes (2), induktiv (elektromagnetisch oder mit Synchromotor) oder durch einen Laserstrahl, erfasst werden. Das Erfassen kann am Drehgestell (21) erfolgen, wobei die Positionierung eines bestimmten Punktes zum Fahrzeugkasten gemessen wird.



   Vorzugsweise wird die Differenz der Umdrehungen des kurvenäusseren zum kurveninneren Rad mittels Laserstrahl erfasst und dem Phasensteller zugeführt. Der Phasensteller ist vorzugsweise ein Mikroprozessor. 



  
 



   DESCRIPTION



   The invention relates to an electronic control device according to the preamble of patent claim 1.



   The purpose of the invention is to control the idler gear sets in such a way that they are controlled in accordance with the slip during driving as well as wide braking operation in accordance with the course of the rail (meaning straight ahead and cornering). This is sufficient according to the invention by the characterizing features of claim 1. This eliminates the disadvantages of idle wheel operation in rail-bound locomotives. Above all, it is no longer possible for the wheel flanges to run up on the rail head and the associated extreme wear.



   An exemplary embodiment is described below with reference to the single figure:
The figure shows a schematically represented bogie in the center. It consists of two non-slip axes (1). These in turn consist of two semi-axes (2). A wheel (3) and a drive gear (4) are mounted on each semi-axis.



  A twin traction motor serves as the drive; two stators (6) and two rotors (7) are housed in one housing. Each rotor drives a semi-axis (2).



   The circuits are shown on each side of the bogie. You are known per se. However, it should be briefly explained that each stator is supplied with electricity by a completely separate infrastructure. Above is the primary winding of the main transformer (8). Then the secondary windings (9) follow. In a four-quadrant actuator (10), the alternating current from the rail network is converted into direct current and fed into the intermediate circuit (11). A 3-phase alternating current is generated therefrom in the frequency converter (12). This is then fed to the traction motor (13).



   According to the invention, the phases of the two drive motors FM1, FM2 and FM3, FM4 are controlled with the phase adjuster (14) according to the following description:
When driving straight ahead, the two drive motors of one axis (FM1, FM2) are operated with the same phases (15). Therefore, they run synchronously in phase and therefore rigid. There are two options for traversing curves: a) Uncouple both motors FM1, FM2 and FM3, FM4 by allowing the phases to run freely (16).



   b) extending the periods of the motor currents of the drive motors on the inside of the curve and shortening the periods of the motor currents of the drive motors on the outside of the curve; the currents on the inside of the curve (19) have a lower frequency than the currents on the outside of the curve (18).



   The phase adjuster (14) controls the two frequency converters (12) according to a) or b). The phase adjuster (14) receives its information regarding the frequency applied to the traction motors from the terminals of the traction motors (13) FM1, FM2.

 

  He also needs information about the driving state, i.e. cornering or driving straight ahead for the procedure according to a) and additionally about the curve radius for the procedure according to b).



   The driving state in relation to driving straight ahead, cornering and / or the curve radius can be detected by means of a variable resistor (2), inductively (electromagnetic or with a synchromotor) or by means of a laser beam. The detection can take place on the bogie (21), the positioning of a specific point relative to the vehicle body being measured.



   The difference between the revolutions of the wheel on the outside of the curve and on the inside of the curve is preferably detected by means of a laser beam and fed to the phase adjuster. The phase adjuster is preferably a microprocessor.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Elektronische Steuereinrichtung mit einem Phasensteller zum Steuern der Motorströme der 3-phasigen Antriebsmotoren der zwei Halb achsen eines Losradsatzes eines schienengebundenen Triebfahrzeuges, um wahlweise die Halbachsen im Verbundbetrieb elektrisch starr miteinander zu koppeln oder im losen Betrieb unabhängig voneinander anzutreiben oder um den Schlupf zwischen den Halbachsen zu regeln, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasensteller - bei Verbundbetrieb die Motorströme der Antriebsmotoren der beiden Halbachsen phasengleich synchron steuert - bei losem Betrieb die Motorströme der Antriebsmotoren der beiden Halbachsen unabhängig voneinander steuert - bei der Schlupfregelung die Motorströme der Antriebsmotoren der beiden Halbachsen mit unterschiedlicher Frequenz steuert. PATENT CLAIMS 1.Electronic control device with a phase adjuster for controlling the motor currents of the 3-phase drive motors of the two half-axles of an idler gear set of a rail-bound locomotive, in order to selectively couple the semi-axles electrically rigidly with one another in combination or to drive them independently in loose operation or to slip between them Semi-axes to regulate, characterized in that the phase adjuster - in combined operation controls the motor currents of the drive motors of the two semi-axes synchronously in phase - in loose operation controls the motor currents of the drive motors of the two semi-axes independently of one another - with the slip control, the motor currents of the drive motors of the two semi-axes are different Frequency controls.

2. Elektronische Steuereinrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Schlupfregelung die Perioden der Motorströme des kurveninneren Antriebsmotors verlängert (19) und die Perioden der Motorströme des kurvenäusseren (18) Antriebsmotors verkürzt werden, so dass die Motorströme auf der kurveninneren Seite eine niedrigere Frequenz haben, als die Motorströme auf der kurvenäusseren Seite. 2. Electronic control device according to claim 1, characterized in that with the slip control, the periods of the motor currents of the drive motor inside the curve are extended (19) and the periods of the motor currents of the drive motor (18) on the outside of the curve are shortened, so that the motor currents on the inside of the curve have a lower one Frequency than the motor currents on the outside of the curve.

3. Elektronische Steuereinrichtung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasensteller auch bei Bremsbetrieb den Schlupf regelt. 3. Electronic control device according to claim 2, characterized in that the phase adjuster controls the slip even when braking.

4. Elektronische Steuereinrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage an den Klemmen der Fahrmotoren (13) zur Steuerung an den Phasensteller (14), zurückgemeldet wird. 4. Electronic control device according to one of claims 1-3, characterized in that the phase position at the terminals of the traction motors (13) for control to the phase adjuster (14) is reported back.

5. Elektronische Steuereinrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Fahrmotoren (13) mittels Laser erfasst und elektronisch an den Phasensteller (14), zurückgemeldet wird. 5. Electronic control device according to one of claims 1-3, characterized in that the speed of the traction motors (13) is detected by means of a laser and is reported back electronically to the phase adjuster (14).

6. Elektronische Steuereinrichtung gemäss einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Fahrmotoren (13) (FMl + FM2, FM3 + FM4) induktiv, z.B. 6. Electronic control device according to one of claims 1-3, characterized in that the speed of the traction motors (13) (FMl + FM2, FM3 + FM4) inductively, e.g.

mit einem Dynamo (22), erfasst und elektronisch/elektrisch an den Phasensteller zurückgemeldet wird. with a dynamo (22), recorded and reported electronically / electrically to the phase adjuster.

7. Elektronische Steuereinrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschlag des Drehgestells mittels Laser, eines variablen Widerstandes (20) oder induktiv erfasst und an den Phasensteller zurückgemeldet wird. 7. Electronic control device according to one of claims 1-4, characterized in that the turning of the bogie by means of laser, a variable resistor (20) or inductively detected and reported back to the phase adjuster.