DE2114121A1 - Schaltungsanordnung zur kombinierten Netz- und Widerstandsbremsung von elektrischen Triebfahrzeugen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur kombinierten Netz- und Widerstandsbremsung von elektrischen TriebfahrzeugenInfo
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/22—Dynamic electric resistor braking, combined with dynamic electric regenerative braking
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Description
Lieentia Patent-Verwaltungs-GmbH Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1
Uinnemann/mn Erf.-Nr.s B I 71/1 Nm
Schaltungsanordnung zur kombinierten Netz- und Widerstandsbremsung
von elektrischen Triebfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur kombinierten Netz- und Widerstandsbremsung von aus einem Gleichstromfahrdraht
gespeisten elektrischen Triebfahrzeugen mit Gleichstromstellern und Gleichstrom-Fahrmotoren bzw. Pulswechselrichtern
und Drehstrom-Fahrmotoren.
In den "Technischen Mitteilungen AEG-Telefunken", 1968, Heft 3»
Seite 158-161 und der ETZ A, 1969» Heft 26, Seite 700-703, ist beschrieben, wie man über Pulsstromrichter Fahrmotoren
elektrischer Triebfahrzeuge anfahren und auch widder -abbremsen
kann. Aus f ahrtechnischen Gründen wird beim Abbrem sen meistens eine wesentlich höhere Leistung auftreten als
beim Anfahren, da es üblich ist, aus voller Geschwindigkeit he.raus die Fahrmotoren mit Drehmomenten abzubremsen, die in
209840/0422 !
- 2 - - . -- B I 71/1 .Β»
der Größenordnung des Anfahrmomentes und evtl. noch hoher
liegen. Eine vollelektrische Netzbremse des Triebfahrzeugs ist daher nur möglich, wenn zum Zeitpunkt des Abbremsens
eine Anzahl von Verbrauchern dem Fahrdraht entsprechend Energie entnehmen oder die Unterwerke in der Lage sind,
Energie ins XandesnetZ zurückzuspeisen. Die ßückspeisefähigkeit
von Gleichstromunterwerken ist jedoch noch nicht
erprobt worden, da vor dem Aufkommen der Pulsstromrichter hierfür keine Notwendigkeit bestand und darüber hinaus die
r Spannungsabfalle längs des Fahrdrahtes ihr Vorzeichen umkehren
würden,
eine übermäßig
eine übermäßig
sodaß am elektrischen Triebfahrzeug selbst hohe Spannung und damit eine Gefährdung der
gesamten elektrischen Einrichtung auftreten würde. Abhilfe dagegen wird durch einen Bremswiderstand erreicht, in dem
die volle kinetische Energie des Fahrzeuges in Wärme umgesetzt werden muß, sobald das Netz nicht mehr aufnahmefähig
ist. Um nicht auf den Vorzug der Netzbremse völlig zu verzichten, wird die rückgespeiste Leistung den vorhandenen
Abnehmern angepaßt und nur der Energieüberschuß in Bremswiderstände»
in Wärme umgesetzt. In der Zeitschrift ETZ A, 1969, Heft 26, Seite 7OO-7O3, ist eine derartige gemischte
Netz- und Widerstandsbremse beschrieben. Sie weist jedoch Nachteile auf» ,
1. Die Aussteuerung des Gleichstromstellers muß bei der Netz-.
bremse anderen Gesetzen folgen als bei der Widerstandsbremse, sodaß bei der gemischen Netz- und Widerstandsbremse
hohe Anforderungen an den Stromregler des Strom-* richters gestellt werden. Zum Beispiel muß bei Übergang
209840/042 2.
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- 5 - - ' ■ . B I 71/1 Hi
von der vollen Widerstands- isur vollen ffetisbremse der
Begier ua naheeu den vollen Bereich ausgesteuert werden.
2. Ib obengenannten Fall ist der gepulste Bremswiderstand
nicht gleichseitig als Überspannungsschutz verwertbar.
Der in der Literaturstelle M!technische Hitteilungen AEG-Telef
unken" 1968, Heft 3» Seite 158-161 beschriebene gepulste Bremswiderstand für einen Windenantrieb an Bord eines
Schiffes wird lediglich ein- und ausgeschaltet, jedoch nicht
der rückfließenden Leistung angepaßt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, «ine einfache und betriebssichere
Anordnung obengenannter Art au schaffen, bei der die auf ge«
führten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Parallelschaltung eines Pufferkondensators, eines gepulsten Bremswiderstandes, der aus der Reihenschaltung eines Brems-Widerstandes
und eines im Pulsbetrieb arbeitenden steuerbaren Halbleiterventils besteht, und eines Spannungsreglers,
der das im Pulsbetrieb arbeitende steuerbare Halbleiterventil derart ansteuert, daß die Spannung am Pufferkondensator
konstant ist und geringfügig über dem Nennwert der Gleichstromfahrdrahtspannung liegt. Zur Erläuterung der Erfindung
soll das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel dienen.
Parallel zum Pufferkondensator 5 des Gleichstromstellers 7
bzw. des Puls Stromrichters 8 wird ein gepulster Bremswiderstand 1 geschaltet. Dieser gepulste Bremswiderstand 1 be-
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- 4- - B I 71/1 Nm
stelit aus dem eigentlichen Bremswiderstand 2 und einem in
Reihe geschalteten, im Pulsbetrieb arbeitenden steuerbaren Hälbleiterventil 3, das in der Lage ist, den Bremswiderstand
2 kurzzeitig in den Stromkreislauf ein- und auszuschalten. Der Widerstandswert des Bremswiderstandes 2 ist
so bemessen, daß beim Auftreten der vollen Bremsleistung und keiner Aufnahmefähigkeit des Netzes bei ihm eine Spannung
auftritt, die nur wenig über der normalen Netzspannung liegt. Wird das Fahrzeug mit weniger Leistung abgebremst
oder ist das Netz imstande, Leistung aufzunehmen, dann wird das im Pulsbetrieb arbeitende steuerbare Halbleiterventil 3
von einem parallel zum gepulsten Bremswiderstand 1 und dem Pufferkondensator 5 geschalteten Spannungsregler 4 derart
angesteuert, daß im gepulsten Bremswiderstand 1 nur so viel Leistung in Wärme umgesetzt wird, wie zum Aufrechterhalten
\ des eingestellten Spannungswertes erforderlich ist. Im Grenzfall
wird bei hoher Netzaufnahmefähigkeit der gepulste
Bremswiderstand 1 vom Pufferkondensator 5 völlig abgetrennt, ' d.h. das im Pulsbetrieb arbeitende steuerbare Halbleiterventil
3 sperrt. Da der gepulste Bremswiderstand 1 sowohl beim Fahren als auch beim Bremsen Je nach Bedarf vom Spannungsregler 4- verschieden stark eingeschaltet wird, dient
er auch gleichzeitig als Überspannungsschutz bei den die elektrische Einrichtung des Triebfahrzeugs gefährdenden
Vorgängen. Derartige Vorgänge können beispielsweise durch das Einschwingen des durch die Eingangsdrossel 6, die Fahrleitung
und den Pufferkondensator 5 gebildeten LG-Filters
oder durch das Abbremsen eines in der Nähe befindlichen
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- 5 - BI 71/1 Nm
fahrzeuges hervorgerufen werden.
Das Pulsen des Bremswiderstandes 2 mit Hilfe des im Pulsbetrieb
arbeitenden steuerbaren HalbleiterVentils 3 kann auf zwei Arten erfolgen:
1. Der Spannungsregler 4 arbeitet als Zweipunktregler, indem
er den Momentanwert der Spannung des Pufferkondensators 5 abtastet und den Wert der Spannung im Zweipunktverfahren
regelt.
2. Der Spannungsregler 4· steuert das im Pulsbetrieb arbeitende
steuerbare Halbleiterventil 3 so an, daß dieses den Bremswiderstand 2 mit konstanter Frequenz jedoch
variablen Ein- und Ausschaltverhältnissen zu- und abschaltet.
Die erste Anordnung ist billiger und eignet sich besonders bei überschaubaren Ifetzverhältnissen, während die zweite
Anordnung dort von Vorteil ist, wo sich durch Veränderung der Fahrleitungsinduktivität (variabler Abstand vom Unterwerk)
die Resonanzfrequenz des aus der Eingangsdrossel 6, der Uetζinduktivität und des Pufferkondensators 5 gebildeten Filters verändern kann. In diesem Fall muß die Frequenz
des Stromes durch den Bremswiderstand 2 in einem angemessenen Abstand über der größtmöglichen Resonanzfrequenz liegen.
Deshalb ist beim Bremsen mit konstanter Frequenz die Pulsfrequenz, mit der der Bremswiderstand 2 betrieben wird, aus
der Pulsfrequenz des Gleichstromstellers 7 bzw. des PuIs-
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Wechselrichters 8· abzuleiten und in ein festes, ganzzahliges
Verhältnis zu ihr zu setzen.
6 Seiten Beschreibung 3 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen mit 1 Figur
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Claims (3)
- Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1Ninnemann/mn Erf.-Nr.: B I 71/1PatentansprücheM.^Schaltungsanordnung zur kombinierten Netz- und Widerstandsbremsung von aus einem Gleichstromfahrdraht gespeisten elektrischen Triebfahrzeugen mit Gleichstromstellern und Gleichstrom-Fahrmotoren bzw. Pulswechselrichtern und Drehstrom-Fahrmotoren, gekennzeichnet durch die Parallelschaltung eines Pufferkondensators (5), eines gtpulsten Bremswiderstandes (1), der aus der Reihenschaltung eines Bremswiderstandes (2) und eines im Pulsbetrieb arbeitenden steuerbaren Halbleiterventils (3) besteht, und eines Spannungsreglers (4·), der das im Pulebetrieb arbeitend* steuerbare Halbleiterventil (5) derart ansteuert, daß di· Spannung am Pufferkondensator (5) konstant ist und geringfügig über dem Nennwert der Gleichstromfahrdrahtspannung liegt.
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsfrequenz des im Pulsbetrieb arbeitenden steuerbaren Halbleiterventils (3) in einem festen und ganzzahligen Verhältnis zur Frecjuenz steht,209840/0422B I 71/1 Nmmit der der oder die Gleichstromsteller (7) bzw. der oder die Pulswechselrichter (δ) arbeiten.
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch während des Fährbetriebs des elektrischen Triebfahrzeugs der gepulste Bremswiderstand (1) als Überspannungsschutz parallel zum Pufferkondensator (5) geschaltet ist.209840/OA22
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DE19754932A1 (de) * | 1997-12-11 | 1999-06-24 | Voith Turbo Kg | Elektrische Bremswiderstandsbaueinheit für elektrische Antriebssysteme |
US9908433B2 (en) | 2014-12-29 | 2018-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Reliable electric brake for a synchronous engine |
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1971
- 1971-03-20 DE DE19712114121 patent/DE2114121A1/de active Pending
-
1972
- 1972-03-14 CH CH372972A patent/CH534594A/de not_active IP Right Cessation
- 1972-03-20 US US00236323A patent/US3715602A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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US3715602A (en) | 1973-02-06 |
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