DE2006801C3 - Shaft device for switching between driving and braking for at least one direct current motor fed by a generator - Google Patents

Description

motors der Gleichstromgenerator 2 eingesetzt ist. Die erforderlichen Leitungsverbindungen werden durch eine mit einem Steuerschalter 7 ausgerüstete Schalteinrichtung 6 hergestellt, die mit Schaltelementen 8 bis 10 ausgerüstet ist. Beim Fahren steht der Steuerschalter 7 in der eingezeichneten Stellung F. in der die Erregerwicklung 2b des Generators 2 über den einstellbaren Widerstand RX und das Schaltelement 8 an der Gleichspannungsquelle 5 liegt. Ein weiteres Schaltelement 9 ist zwischen der Erregerwicklung 3£> und dem Motoranker 3a angeordnet. Bei dem erfindungsgemäßen Antrieb ist die Schalteinrichtung derart ausgebildet, daß beim Übergang auf Bremsbetrieb durch Umlegen des Steuerschalters 7 in die Stellung V die Erregung des Gleichstromgenerators 2 durch das Schaltelement 8 abgeschaltet und gleichzeitig über ein Schaltelement 10 der Anker 3a des Gleichstrommotors auf einen Bremswiderstand 11 geschaltet wird. Dabei wird unter Aufrechterhaitung der Verbindung zwischen dem Gleichstrommotor 3a, 3b und dem Generator 2 der Bremswiderstand ti durch das Schaltelement 10 zugleich an den Anker 2a des Generators 2 angelegt. Damit arbeitet der Gleichstrommotor 3a, 3b zusammen mit dem Generator 2 im generatorischen Betrieb auf den Bremswiderstand 11. Die Spannung des nicht mehr an der Erregerspannung liegenden Generators 2 klingt schnell ab. Sobald sie die im Bremsbetrieb benötigte Spannung erreicht, wird durch ein an der Ank^rspannung liegendes Spannungsrelais 12 der Steuerhebel 7 zum Weiterschalten in die Bremsstellung B freigegeben. Wird dann der Steuerschalter 7 in die Bremsstellung B geführt, was von Hand oder durch eine selbsttätige Vorrichtung geschehen kann, so ist die endgültige Bremsschaltung hergestellt. Dabei wird die Erregerwicklung 2b des Generators 2 über das Schaltelement 8 und einen einstellbaren Widerstand /?2 mit gegenüber dem Widerstand R\ erhöhtem Widerstandswert an die Gleichspannungsquelle 5 gelegt und die Erregerwicklung 3b über die Schaltelemente 9,9c mit dem Anker 2a des Generators 2 verbunden. Zugleich wird der Anker 3a des Gleichstrommotors von seiner Feldwicklung 3b getrennt und bleibt über das Schaltelement 10 auf den veränderbaren Bremswiderstand 11 geschaltet. Das Bremsmoment kann über den veränderbaren Widerstand R2 im Erregerkreis des Generators oder durch Verändern des Premswiderstandes 11 gesteuert werden. motors of the direct current generator 2 is used. The required line connections are established by a switching device 6 equipped with a control switch 7, which is equipped with switching elements 8 to 10. When driving, the control switch 7 is in the position F shown, in which the field winding 2b of the generator 2 is connected to the DC voltage source 5 via the adjustable resistor RX and the switching element 8. Another switching element 9 is arranged between the field winding 3 £> and the motor armature 3a. In the drive according to the invention, the switching device is designed in such a way that when the control switch 7 is switched to position V, the excitation of the direct current generator 2 is switched off by the switching element 8 and at the same time the armature 3a of the direct current motor is switched to a braking resistor 11 via a switching element 10 will. While maintaining the connection between the direct current motor 3a, 3b and the generator 2, the braking resistor ti is simultaneously applied to the armature 2a of the generator 2 by the switching element 10. The direct current motor 3a, 3b thus works together with the generator 2 in generator operation on the braking resistor 11. The voltage of the generator 2, which is no longer connected to the excitation voltage, decays quickly. As soon as it reaches the voltage required in braking operation, a voltage relay 12 connected to the armature voltage releases the control lever 7 to switch to braking position B. If the control switch 7 is then moved into the braking position B , which can be done manually or by an automatic device, the final braking circuit is established. The excitation winding 2b of the generator 2 is connected to the DC voltage source 5 via the switching element 8 and an adjustable resistor /? 2 with a higher resistance than the resistance R \ and the excitation winding 3b is connected to the armature 2a of the generator 2 via the switching elements 9,9c . At the same time, the armature 3a of the DC motor is separated from its field winding 3b and remains connected to the variable braking resistor 11 via the switching element 10. The braking torque can be controlled via the variable resistor R2 in the exciter circuit of the generator or by changing the braking resistor 11.

Wie F i g. 2 zeigt, kann der Generator auch als Wechselstromgenerator 20 ausgebildet sein. An diesen ist ein Gleichstrommotor 3a, 3b über elektrische Ventile 13a, 136, 13c angeschaltet. Die für eine Bremsung erforderliche schnelle Herabsetzung der Generatorspannung wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß beim Übergang auf Breinsbetrieb gleichzeitig mit einer Abschaltung der Erregerwicklung 20ό des Wech-S selstromgenerators 20 ein Leitungspoi R abgeschaltet wird. Hierzu ist die Schalteinrichtung 6 mit Schaltelementen 8,15,16,17 ausgerüstet. Im Zuge des Leitungspols R ist ein Schalter angeordnet. Zweckmäßigerweise ist zumindest das dem Leitungspol R zugeordnete elektrische Ventil 13a steuerbar ausgebildet, und seine Steuerelektrode ist durch das Schaltelement 15 von dem Zündimpulsgeber Z eines Steuergerätes 14 abschaltbar. Die Schaltelemente 16, 17 verbinden in der Stellung V des Steuerschalters 7 den Anker 3a des Antriebsmotors 3a, 36 und über die elektrischen Ventile die Ständerwicklung 20a des Generators mit dem Bremswiderstand 11.Like F i g. 2 shows, the generator can also be designed as an alternating current generator 20. A direct current motor 3a, 3b is connected to this via electrical valves 13a, 136, 13c. The rapid reduction in the generator voltage required for braking is advantageously achieved in that a line poi R is switched off at the same time as the excitation winding 20ό of the alternating current generator 20 is switched off during the transition to pure operation. For this purpose, the switching device 6 is equipped with switching elements 8, 15, 16, 17. In the course of the line pole R , a switch is arranged. At least the electrical valve 13a assigned to the line pole R is expediently designed to be controllable, and its control electrode can be switched off by the switching element 15 from the ignition pulse generator Z of a control device 14. In the position V of the control switch 7, the switching elements 16, 17 connect the armature 3a of the drive motor 3a, 36 and, via the electrical valves, the stator winding 20a of the generator to the braking resistor 11.

Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es, die Generatorspannung noch rascher auf die beim Bremsen erforderliche Spannung herabzusetzen.This embodiment of the invention makes it possible to the generator voltage even more quickly to the Braking to reduce the voltage required.

Nach dem Erreichen der zum Speisen der Erregerwicklung 3b des Antriebsmotors 3 vorgegebenen Spannung wird durch die Schalteinrichtung 6 in der Bremsstellung B die Erregerwicklung 20b des Wechselstromgenerators 20 über das Schaltelement 8 und den Widerstand R2 mit herabgesetztem Erregerstrom wieder eingeschaltet. AÜs Bremsschaltung dient eine an sich bekannte Verbundwiderstandsschaltung, bei der während des Bremsens der Erregerstrom und der Ankerstrom einen sogenannten Verbundwiderstand 18 in derselben Richtung durchfließen. Dabei bewirkt die Summe der Spannungsabfälle beider Ströme im Verbundwiderstand 18, die einer mehr oder weniger konstanten Erregerspannung des Generators 20 entgegengeschaltetAfter the voltage specified for feeding the excitation winding 3b of the drive motor 3 has been reached, the excitation winding 20b of the alternating current generator 20 is switched on again by the switching device 6 in the braking position B via the switching element 8 and the resistor R2 with reduced excitation current. A known composite resistor circuit is used as the braking circuit, in which during braking the excitation current and the armature current flow through a so-called composite resistor 18 in the same direction. The sum of the voltage drops of the two currents in the composite resistor 18 has the effect of counteracting a more or less constant excitation voltage of the generator 20

sind, eine Änderung des Erregerstromes bei jeder Änderung des Ankerstromes in dem Sinn, daß die Bremskraft etwa konstant bleibt.are, a change in the excitation current with every change of the armature current in the sense that the braking force remains approximately constant.

An Stelle der Verbundwiderstandsschaltung kann natürlich auch eine andere, z. B. die in F i g. 1 gezeigte Bremsschaltung verwendet werden, bei der nach dem Erreichen der zum Speisen der Erregerwicklung des Antriebsmotors vorgegebenen Spannung die Erregerwicklung des Antriebsmotors von dessen Anker getrennt und an den Generator angeschlossen wird.Instead of the composite resistor circuit can of course also another, e.g. B. the in F i g. 1 shown braking circuit can be used in the after The excitation winding reaches the voltage specified for feeding the excitation winding of the drive motor of the drive motor is separated from its armature and connected to the generator.

Der Leitungspol R kann zu Beginn des Bremsens oder während des gesamten Bremsbetriebes abgeschaltet sein. Für den Fall, daß der Leitungspol R nur zu Beginn des Bremsvorganges unterbrochen wird, knnn während des Bremsbetriebes die 3remswirkung auch durch Abschalten des Leitungspoles R beeinflußt werden. The line pole R can be switched off at the beginning of braking or during the entire braking operation. In the event that the Leitungspol R is interrupted only at the beginning of the braking process, Knnn during braking operation the 3remswirkung also by switching off the line pole R be affected.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schalteinrichiung zur Fahr-Brems-Umschaltung für mindestens einen von einem Generator gespeisten Gleichstrommotor — insbesondere den Antriebsmotor eines brennkraftelektrischen Triebfahrzeuges —, der im Fahrbetrieb als Reihenschlußmotor geschaltet ist und dessen Anker im Bremsbetrieb auf einen Bremswiderstand geschaltet ist, während die Erregerwicklung vom Generator mit reduzierter und über die Generatorerregung steuerbarer Spannung gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung mit Schaltelementen (8 bis 10 bzw. 8 und 15 bis 17) in der Weise ausgerüstet ist, daß beim Übergang auf Bremsbetrieb die Erregung des Generators (2) abgeschaltet und gleichzeitig der Anker (3a) des Gleichstrommotors unter Aufrechterhaltung der Fahrschaltungsverbindung mit dem Generator (2) auf den Bremswiderstand (11) geschaltet wird und daß nach dem Erreichen der zum Speisen der Erregerwicklung (3b) des Gleichstrommotors vorgegebenen reduzierten Spannung die Fahrschaltung aufgelöst, die Schaltung zur Einspeisung der Erregerwicklung (3i>) aus dem Generator (2) hergestellt und die Erregung des Generators (2) in herabgesetzter Höhe wieder eingeschaltet wird.1. Schalteinrichiung for driving / braking changeover for at least one DC motor fed by a generator - in particular the drive motor of an internal combustion-electric traction vehicle - which is connected as a series motor when driving and whose armature is connected to a braking resistor in braking mode, while the exciter winding is connected to the generator reduced voltage which can be controlled via the generator excitation, characterized in that the switching device is equipped with switching elements (8 to 10 or 8 and 15 to 17) in such a way that the excitation of the generator (2) is switched off and at the same time the armature (3a) of the DC motor is switched to the braking resistor (11) while maintaining the drive circuit connection with the generator (2) and that after reaching the reduced voltage specified for feeding the excitation winding (3b) of the DC motor, the drive circuit is released, the switchgear It is established to feed the excitation winding (3i>) from the generator (2) and the excitation of the generator (2) is switched on again at a reduced level. 2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Generators als Wechselstromgenerator (20), an den der Gleichstrommotor (3a, 3b) über elektrische Ventile (13a, 13b, 13c) angeschaltet ist, die Schalteinrichtung mit zusätzlichen Schaltelementen in der Weise ausgerüstet ist, daß beim Übergang auf Bremsbetrieb zusätzlich ein Leitungspol (R) des Wechselstromgenerators abgeschaltet wird.2. Switching device according to claim 1, characterized in that when the generator is designed as an alternating current generator (20) to which the direct current motor (3a, 3b) is connected via electrical valves (13a, 13b, 13c), the switching device with additional switching elements in the It is equipped in such a way that a line pole (R) of the alternator is also switched off during the transition to braking mode. 4040 Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung zur Fahr-Brems-Umschaltung für mindestens einen von einem Generator gespeisten Gleichstrommotor — insbesondere den Antriebsmotor eines brennkraftelektrisehen Triebfahrzeuges —, der im Fahrbetrieb als Reihenschlußmotor geschaltet ist und dessen Anker im Bremsbetrieb auf einen Bremswiderstand geschaltet ist, während die Erregerwicklung vom Generator mit reduzierter und über die Generatorerregung steuerbarer Spannung gespeist ist.The invention relates to a switching device for driving / braking switching for at least one of a generator fed direct current motor - in particular the drive motor of a combustion electric Traction vehicle - which is connected as a series motor while driving and its armature in the Braking operation is switched to a braking resistor, while the field winding from the generator with reduced and via the generator excitation controllable voltage is fed. Bei bekannten Antrieben dieser Art sind als Antriebsmotoren Reihenschlußmaschinen verwendet, deren Drehmoment und Drehzahl durch Änderung der Erregung eines Generators gesteuert wird. Durch die 5:i CH-PS 1 99 633 und die US-PS 23 97 226 ist eine Anordnung mit Gleichstromgeneratoren und durch das DT-Gbm 19 75 746 eine solche mit Wechselstromgenerator bekannt. Im Bremsbetrieb arbeiten die Reihenschlußmaschinen als Generatoren und werden nach Abtrennung vom Generator mit ihren Ankern auf Bremswiderstände geschaltet. Der Generator dient dann zum Speisen der Erregerwicklungen der Reihenschlußmaschinen. Der Widerstand der Erregerwicklung dieser Reihenschlußmaschinen ist sehr klein. Deshalb benötigt der Generator im Bremsbetrieb ei;\e wesentlich kleinere Spannung als im Fahrbetrieb, um den erforderlichen Erregerstrom für die Reihenschlußmaschinen sicherzustellen. Will man daher vom Fahrbetrieb in den Bremsbetrieb übergehen, so muß nach dem Herabsetzen der Erregung des Generators erst eine gewisse Zeit gewartet werden, bis die Generatorspannung abgebaut ist. Die Bremsschaltung kann nämlich erst dann hergestellt werden, wenn die Generatorspannung auf die im Bremsbetrieb mögliche Spannung abgesunken ist. In der Zwischenzeit kann nicht gebremst werden. Ähnliche Verhältnisse können bei fremderregten Gleichstrommaschinen auftreten.In known drives of this type, series connection machines are used as drive motors Torque and speed is controlled by changing the excitation of a generator. Through the 5: i CH-PS 1 99 633 and US-PS 23 97 226 is an arrangement with direct current generators and through the DT-Gbm 19 75 746 one with alternating current generator known. In the braking mode, the series machines work as generators and are after Separation from the generator with its armatures switched to braking resistors. The generator serves then to feed the excitation windings of the series machines. The resistance of the excitation winding this series connection machine is very small. Therefore, the generator needs ei; \ e significantly in braking operation lower voltage than when driving to provide the required excitation current for the series machines to ensure. If you want to go from driving mode to braking mode, you have to go down after the reduction the excitation of the generator must first be waited for a certain time until the generator voltage is reduced is. The braking circuit can only be established when the generator voltage has risen the voltage possible during braking has dropped. In the meantime, you cannot brake. Similar conditions can occur with separately excited DC machines. Aufgabe der Erfindung ist es, die Zeit bis zum Herstellen der Bremsschaltung mit einfachen Mitteln zu verkürzen und während dieser Zeit schon eine Bremswirkung zu erreichen.The object of the invention is to use simple means to reduce the time required to produce the brake circuit shorten and achieve a braking effect during this time. Bei einem Antrieb der eingangs genannten Art ist dies erfindungsgemäß dadurch möglich, daß die Schalteinrichtung mit Schaltelementen in der Weise ausgerüstet ist, daß beim Übergang auf Bremsbetrieb die Erregung des Generators abgeschaltet und gleichzeitig der Anker des Gleichstrommotors unter Aufrechterhaltung der Fahrschaltungsverbindung mit dem Generator auf den Bremswiderstand geschaltet wird und daß nach dem Erreichen der zum Speisen der Erregerwicklung des Gleichstrommotors vorgegebenen reduzierten Spannung die Fahrschaltung aufgelöst, die Schaltung zur Einspeisung der Erregerwicklung aus dem Generator hergestellt und die Erregung des Generators in herabgesetzter Höhe wieder eingeschaltet wird. Auf diese Weise setzt eine Bremswirkung unverzüglich ein, und die Remanenzspannung des Generators klingt durch die Anschaltung an den Bremswiderstand innerhalb kurzer Zeit auf die im Bremsbetrieb erforderliche Spannung ab. Die Bremsschaltung kann schnell hergestellt werden.In the case of a drive of the type mentioned at the outset, this is possible according to the invention in that the switching device is equipped with switching elements in such a way that the excitation during the transition to braking operation of the generator is switched off and at the same time the armature of the DC motor is maintained the driving circuit connection with the generator is switched to the braking resistor and that after reaching the specified reduced for feeding the excitation winding of the DC motor Voltage resolved the driving circuit, the circuit for feeding the exciter winding from the generator and the excitation of the generator is switched on again at a reduced level. To this A braking effect sets in immediately and the generator's remanent voltage comes through the connection to the braking resistor to the level required in braking operation within a short time Tension off. The braking circuit can be established quickly. Dient als Generator ein Wechselstromgenerator, an den — wie das DT-Gbm 19 75 746 zeigt - der Gleichstrommotor über elektrische Ventile angeschaltet ist, .-o kann beiti Übergang auf Bremsbetrieb die Generatorspannung zusätzlich noch dadurch sehr rasch abgebaut werden, daß die Schalteinrichtung mit zusätzlichen Schaltelementen in der Weise ausgerüstet ist, daß beim Übergang auf Bremsbetrieb zusätzlich ein Leitungspol des Wechselstromgenerators abgeschaltet wird.An alternating current generator serves as a generator, to which - as the DT-Gbm 19 75 746 shows - the direct current motor is switched on via electrical valves can also be dismantled very quickly that the switching device with additional Switching elements is equipped in such a way that an additional line pole when transitioning to braking operation the alternator is switched off. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. It shows F i g. 1 eine elektrische Antriebseinheit mit einem Gleichstromgenerator, der einen Gleichstromreihenschlußmotor als Antriebsmotor speist, undF i g. 1 an electric drive unit with a direct current generator, which is a direct current series motor feeds as a drive motor, and F i g. 2 einen Antrieb, bei dem ein Wechselstromgenerator über elektrische Ventile an einen GleichstromreihLnschlußmotor angeschlossen ist.F i g. 2 a drive in which an alternating current generator is connected to a direct current series motor via electric valves connected. Wie F i g. 1 zeigt, ist mit einer Turbine 1 ein Gleichstromgenerator 2 kraftschlüssig verbunden, der einen Gleichstrommotor speist, dessen Anker mit 3a und dessen im Fahrbetrieb in Reihenschluß zum Anker geschaltete Erregerwicklung mit 3b bezeichnet ist. Die Welle des Kollektormotors ist über ein Getriebe 4 mit einer Triebachse 4a eines Fahrzeuges oder einer Schwungmasse verbunden. Die Drehzahl und das Moment des Gleichstrommotors wird über die Erregung des Gleichstromgenerators 2 gesteuert. Hierzu ist dessen Erregerwicklung 2b über einen einstellbaren Widerstand Ri an eine G'.eichspannungsquelle 5 angeschlossen. Like F i g. 1 shows, a direct current generator 2 is non-positively connected to a turbine 1 and feeds a direct current motor whose armature is denoted by 3a and whose excitation winding connected in series to the armature is denoted by 3b during driving. The shaft of the commutator motor is connected to a drive axle 4a of a vehicle or a flywheel via a transmission 4. The speed and the torque of the direct current motor are controlled by the excitation of the direct current generator 2. For this purpose, its excitation winding 2b is connected to a G 'calibration voltage source 5 via an adjustable resistor Ri. Um mit dem Gleichstrommotor nicht nur antreiben, sondern auch bremsen zu können, wird die Fahrschaltung in eine fremderregte Widerstands-Bremsschaltung übergeführt, in der für die Erregung des Gleichstrom-In order to not only be able to drive but also to brake with the DC motor, the driving gear is transferred to an externally excited resistance braking circuit, in which for the excitation of the direct current