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Vereinigte Kurzschluß- und Nutzbremsschaltung für Gleichstrom-Reihenschlußmotoren
Im Hauptpatent 677 404 ist eine vorzugsweise für Fahrzeuge Verwendung findende vereinigte
Kurzschluß- und Nutzbremsschaltung für Gleichstrom-Reihenschlußmotoren angegeben
worden, bei der auf jeder Bremsstufe innerhalb des Nutzbremsbereiches ein Schaltschütz
selbsttätig den Übergang von der Kurzschlußbremsung zur Nutzbremsung bewirkt, wenn
im Kurzschlußbremskreis eine ausreichende Spannung herrscht. Dabei wird eine fremderregte
Hilfsmaschine verwendet, die während der ganzen Bremsperiode ankerseitig mit den
Motorfeldern und während der Kurzschlußbretnsung auch mit den Motorankern in Reihe
liegt, wobei das Schaltschütz die Umschaltung von der Kurzschluß- auf die Nutzbremsung
in solcher Weise bewirkt, daß der im Kurzschlußbremskreis liegende Stabilisierungswiderstand
parallel zur Reihenschaltung von Hilfserregermaschine und Motorfeldern gelegt wird
und daß nach darauffolgender Anlegung der Motoren an das Netz der Kurzschlußbremswiderstand
abgeschaltet und die Änderung des Nutzbremsmomentes durch Erregungsänderung der
Hilfserregermaschine über Kontakte auf der Bremsbelagseite der Schaltwalze vorgenommen
wird.
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Nach Abb: 6 des Hauptpatents sind zwei Kurzschlußbremsstromkreise
in Reihe geschaltet, wobei die Fremderregung durch zwei Erregermaschinen bewirkt
wird. Die vorliegende Erfindung, die eine Vereinfachung und Verbilligung des Erregermaschinensatzes
sowie eine Anpassungsfähigkeit der vorgeschlagenen Schaltung an verschiedene Betriebsverhältnisse
anstrebt, besteht darin, daß die beiden Kurzschlußbremsstromkreise einerseits über
eine Erregermaschine und andererseits über einen zu der letzteren parallel liegenden
Stabilisierungswiderstand
verbunden sind. Vermittels dieser neuartigen
Anordnung kann also die Fremderregung der beiden Fahrmotoren durch eine einzige
Erregermaschine bewirkt werden.
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Durch die Abb. r und z wird die erfindungsgemäße Schaltung veranschaulicht.
In den Schaltbildern sind mit al und a2 die Fahrrnotorenanker, mit f1 und f2 die
dazugehörigen Feldwicklungen, mit r1 und r2 die regelbaren Bremswiderstände, mit
g der Anker und mit wg die Gegenverbundwicklungen der. Erregermaschine sowie mit
m der diese Maschine antreibende Motor, mit c1, dl, ei bzw. c2, d2, e2 die Kontakte
einer Schaltvorrichtung, die vermittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten
Hilfskontaktes des Stromrückgewinnungsschützes s gesteuert werden, und mit w, der
Stabilisierungswiderstand bezeichnet.
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Die dargestellten Bremsschaltungen zeigen das Stromrückgewinnungsschütz
s im abgeschalteten Zustand. Jeder der Fahfmotoren liegt also in einem Kurzschlußbremsstromkreis
und arbeitet auf die Bremswiderstände r, bnv. r2. Der Erregermaschinensatz g, m
ist bereits auf dem Wege des Überschaltens von der Nullstellung in die erste Bremsstellung
an Spannung gelegt worden. Die Erregermaschine g arbeitet bereits auf den Stabilisierungswiderstandw,
Die Fremderregung wirkt also bei dieser Kurzschlußbremsung noch nicht mit. Wird
nun die Bremsspannung so. weit gesteigert, daß sie höher als die Netzspannung ist,
wird die Zugspule des als polarisiertes Relais ausgeführten Stromrückgewinnungsschützes
s erregt und mit dem Schließen der Schützkontakte S eine Verbindung mit dem Netz
geschaffen. Mittels eines Hilfskontaktes dieses Schützes wird eine Schaltvorrichtung
betätigt, die im ersten Schalttakt `die Kontakte ei und e2 öffnet und. die Kontakte
d1 und d2 schließt. Im nächsten Schalttakt werden dann die Kontakte c1 und c2 geöffnet.
Dieser Umschaltvorgang spielt sich in sehr kurzer Zeit ab. In seiner ersten Phase
wird als Übergangsschaltung eine vereinigte Nutz-und Kurzschlußbremsung mit Fremderregung
geschaffen, und erst in der zweiten Phase werden die Bremswiderstände abgeschaltet,
so daß also nach Beendigung des Schaltvorganges eine reine Nutzbremsung mit Fremderregung
besteht. In dieser Schaltung liegen die Anker a1 und a2 über dem Stabilisierungswiderstand
w, unmittelbar am Netz, während die Feldwicklungen f1 und f2 und die Erxegerrnaschine
g dem Stabilisierungswiderstand w, parallel geschaltet sind.
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Da bei Nutzbremsungen dieser Art ein ziemlich weiter Nutzbremsbereich
erzielt wird, genügen im Fahrschalter wenige Nutzbremsstellungen, so daß der weitaus
größte Teil der gesamten Bremsstellungen für reine Kurzschlußbremsung benutzt werden
kann.
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Es ist nun auf zweierlei Art möglich, die Nutzbremsung wieder in eine
Kurzschlußbremsung überzuführen. Einmal kann dieser Übergang dadurch bewirkt werden,
daß die Bremsspannung kleiner als die Netzspannung wird, und zum anderen ist ein
Abfallen des Stromrückgewinnungsschützes s dadurch zu erzielen, daß aus den Nutzbremsstellungen
in die Kurzschlußbremsstellungen des Fahrschalters weitergeschaltet wird. Im letzteren
Falle wird dann beim Verlassen der letzten Nutzbremsstellung im Fahrschalter ein
Steuerstromkontakt, der im Stromkreis der Zugspule des Schützes liegt, geöffnet.
Im übrigen erfolgt das Schalten der Kontakte cl, d1, ei bzw. c2, d2, e2 im
umgekehrten Sinne wie vorher beschrieben wurde. Die erstgenannte Art des Rückschaltens
von der Nutzbrems- auf die Kurzschlußbremsstellung wird im allgemeinen bei Talfahrten
zur Geltung kommen, während die zweite Art für Straßenbahnbetriebe wegen der häufigen
Haltestellen Anwendung findet. Im Fahrschalter sind die Nutzbremsstellungen mit
den Kurzschlußbremsstellungen teilweise übereinandergelagert,. so daß beide Arten
der Bremsübergänge wahlweise ohne weiteres möglich sind. Da nun bei Ausbleiben der
Netzspannung die Kurzschlußbremse auf jeder für die Nutzbremse eingerichteten Bremsstellung
des Fahrschalters wirksam sein soll, werden auf den Nutzbremsstellungen auch zugleich
die Kurzschlußbremswiderstände stufenweise kurzgeschlossen.
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Erfindungsgemäß kann man beim Übergehen aus den Nutzbremsstellungen
des Fahrschalters in die Kurzschlußbremsstellungen die Wirkung der Kurzschlußbremsung
dadurch verstärken, daß man sich bei letzterer die als - Generator arbeitenden Fahrmotoren
nicht mehr allein erregen läßt, sondern eine dauernde zusätzliche Fremderregung
schafft. Eine derartige Wirkung wird dadurch erzielt, daß beim Abfallen des Stromrückgewinnungsschützes
s nur die Kontakte c1 und c2 der Schaltvorrichtung wieder geschlossen werden, dagegen
die Kontakte d1 und ei bzw. d2.und e2 in ihrer Schaltlage, in der sie durch ein
elektromagnetisch gesteuertes Sperrglied festgehalten werden können, welches vom
Fahrschalter aus bedient. wird, verbleiben.
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Um die Einleitung der Nutzbremsung auch schon in der ersten Nutzbremsschaltung
bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten zu erreichen, kann schon bei der einleitenden
Kurzschlußbremsung die Selbsterregung
durch eine Fremderregung mittels
der Erregermaschine g unterstützt und somit die Bremsspannung gesteigert werden.
Dies wird dadurch erreicht, daß, wie in Abb.2 dargestellt ist, die Klemmen der Erregermaschine
bezüglich der Leitungsanschlüsse an die Kontakte e1 und e2 vertauscht werden. In
diesem Falle ist allerdings die Erregermaschine etwas stärker zu bemessen, als wenn
die Überkreuzschaltung der Querleiter nicht angewandt wird.
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Um schädliche Bremsstöße zu vermeiden, die namentlich bei der mit
Fremderregung arbeitenden Kurzschlußbremsung auftreten können, wird man vorteilhaft
die Erregermaschine mit zwei Gegenverbundwicklungen versehen, von denen jede in
einem der Kurzschlußbremsstromkreise liegt und jeweils zwischen dem Motoranker und
dem Stabilisierungswiderstand angeordnet ist. Gegebenenfalls genügt auch eine Gegenverbundwicklung,
die nur in den einen der beiden Ankerzweige gelegt wird.
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Um beim Ausbleiben der Netzspannung oder bei sonstigen Netzstörungen
ein unzulässig hohes Anwachsen der von den als Generatoren arbeitenden Fahrmotoren
erzeugten Spannung zu verhindern, muß dafür Sorge getragen werden, daß die Erregermaschine
g die Motorfeldwicklungen f1 und f2 nicht mehr zusätzlich erregt. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erzielt, daß ein von der Klemmenspannung der generatorisch arbeitenden
Fahrmotoren abhängiges Überspannungsrelais in einem derartigen Betriebsfall den
Motor m des Erregermaschinensatzes von seiner Stromquelle abschaltet: Es sei noch
vermerkt, daß' die Schaltung nach der Erfindung sinngemäß auch für viermotorige
Fahrzeuge Anwendung finden kann.