DE732473C - Device for braking electrically operated vehicles in which a Metadyne is connected between the energy source and the vehicle engines - Google Patents

Description

Einrichtung zum Bremsen elektrisch betriebener Fahrzeuge, bei denen zwischen Energiequelle und Fahrzeugmotoren eine Metadyne geschaltet ist Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch betriebene Fahrzeuge, deren Motoren über einen Umformer nach dem Metadynesystem gespeist werden.Device for braking electrically operated vehicles in which A metadyne is connected between the energy source and the vehicle engines. The invention refers to electrically powered vehicles whose engines have a converter be fed according to the metadynes system.

Eine derartige Metadyneeinrichtung kann, wie bekannt, über eine Fahrdrahtleitung oder von Akkumulatoren gespeist werden, wobei die Metadyne dann entweder als Umformer arbeitet, der vom Netz aus gespeist wird, oder, wenn das Fahrzeug eine Primärmaschine, z. B. eine Dieselmaschine, aufweist, als Metadynegenerator, oder den Strom, für die Motoren erzeugt. Eine besondere Eigenschaft der Metadynen ist, daß sie leicht und einfach zur Nutz- und Widerstandsbremsung benutzt werden können, wobei die elektrische Bremsung zum vollständigen Stillsetzen des Fahrzeuges benutzt werden kann, wodurch mechanisch-, Bremsen 'am allgemeinen überflüssig sind.Such a metadyne device can, as is known, via a contact wire line or from accumulators, the Metadyne then either as a converter works that is fed from the grid, or, if the vehicle is a primary machine, z. B. a diesel engine has, as a metadynegenerator, or the electricity, for the engines produced. A special property of the metadynes is that they are light and can easily be used for regenerative and resistance braking, with the electrical Braking can be used to completely stop the vehicle, whereby mechanical "brakes" are generally superfluous.

Wenn aus irgendeinem Grunde das Netz ausfällt, z. B.. dadurch, daß der Stromabnehmer abspringt oder. der Netzschalter abschaltet, so ist eine Nutzbremsung unmöglich. Die Bremsung hört auf und gefährdet somit das Fahrzeug. Bei Dieselfahrzeugen, mit einem Metadynegenerator ist eine Energieruckgewinnung kaum möglich, da der Dieselmotor nur für einen. Bruchteil seiner Nennleistung als Kompressor benutzt werden kann. Eine Nutzbremsung ist auch bei den bekannten Bremsschaltungen, die mit normalen Gleichstronrnaschinen der üblichen Bauart arbeiten, nicht möglich; wenn nie Netzverbindung unterbrochen ist. Man hat daher, um für diesen Fall eine Bremswirkung überhaupt zu erzielen, einen gegebenenfalls regelbaren Belastungswider stand zu den rückarbeitenden Fahrmotoren parallel geschaltet, der beim überschreiten einer bestimmten Spannungsgrenze am: Fahrnetz bzw. an den nunmehr als Generatoren arbeitenden Fahrmotoren ,einen reinen Energieverbraucher für die erzeugte Spannung darstellt.If for any reason the network fails, e.g. B .. by the fact that the pantograph jumps off or. If the power switch turns off, there is regenerative braking not possible. The braking stops and thus endangers the vehicle. For diesel vehicles, With a metadyn generator, energy recovery is hardly possible because the diesel engine only for one. Fraction of its rated power can be used as a compressor. Regenerative braking is also possible with the known brake circuits that work with normal DC machines of the usual design work, not possible; if never network connection is interrupted. One therefore has to have a braking effect at all in this case to achieve a possibly adjustable load resistance to the people working back Traction motors connected in parallel when a certain voltage limit is exceeded am: traction network or the traction motors now working as generators, one represents pure energy consumer for the generated voltage.

Eine solche Maßnahme wäre grundsätzlich auch bei mit Metadynen ausgerüsteten Fahrzeugen anwendbar. Desgleichen kann man zur Erzielung einer Bremsung 'die Sekundärbürsten der Metadyne bzw. -die Anker der Fahrmotoren kurzschließen. Als Energieverbraucher würde dann der Widerstand der eigenen Ankerwicklung dienen, auf den .dann die Fahrmotoren arbeiten.Such a measure would in principle also apply to those equipped with metadynes Vehicles applicable. You can also use the secondary brushes to achieve braking short-circuit the metadyne or the anchors of the traction motors. As an energy consumer the resistance of its own armature winding would then serve on the .then the traction motors work.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun eine elektrische Bremsung des mit einer Metadyne ausgerüsteten Fahrzeuges auch für den Fall, daß das Netz ausfällt oder die Wärmekraftmaschine keinen genügend großen Widerstand bildet. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß in den Primär- und/oder Sekundärkreis der Metadyne :ein fester oder veränderlicher Widerstand eingeschaltet. Man erreicht hierdurch den Vorteil, daß eine stetige Anpassung des Widerstandswertes aal die jeweilige Fahrgeschwindigkeit nicht erforderlich, die Bremsung also von der subjektiven Steuerung des Fahrers befreit ist bzw. verwickelte selbsttätige Regeleinrichtung gen fortfallen, aber trotzdem eine praktisch gleichbleibende Bremsung bis zum Stillstand des Fahrzeuges vorhanden ist. Bei Einschaltung des Widerstandes in den Primär- bzw. Sekundärkreis der Metadyne kommt man außerdem mit -wesentlich kleineren Schaltmitteln als bei den bekannten Schaltungen aus und erzielt somit ein geringeres Leistungsgewicht.The present invention now enables electrical braking of the vehicle equipped with a Metadyne also in the event that the network fails or the heat engine does not form a sufficiently high resistance. to this purpose is according to the invention in the primary and / or secondary circuit the metadyne: a fixed or variable resistance switched on. One achieves This has the advantage that a constant adjustment of the resistance value aal the respective driving speed is not required, so the braking depends on the subjective Control of the driver is exempt or entangled automatic control device genes are omitted, but still a practically constant braking to a standstill of the vehicle is available. When switching on the resistor in the primary resp. The secondary circuit of the Metadyne can also be obtained with much smaller switching means than with the known circuits and thus achieves a lower power-to-weight ratio.

In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestollt. Abb. I zeigt eine Metadyne in Kreuzschaltung. Die Metadyne MT hat vier Bürsten a, b, c, d. Die Primärbürsten a und c sind normalerweise an die Fahrdrahtleitung bzw. an die Stromquelle angeschlossen. All den Sekundärbürsten h und d. liegen die Antriebsmotoren 1Y11 und 117. des Fahrzeugges. Gemäß der Erfindung ist zwischen die Primärbürsten a und c ein Widerstand R geschaltet. Die von der Metadyne zwischen dien Primärbürsten erzeugte Spannung verringert sich im allgemeinen mit der Verzögerung des Fahrzeuges. Infolgedessen nimmt auch die vom Widerstand R aufgenommene Energie mit abnehmender Geschwindigkeit ab, wodurch eine gleichbleibende Bremsung erfolgt.In the figures are some exemplary embodiments of the invention presented. Fig. I shows a Metadyne in a cross connection. The Metadyne MT has four Brushes a, b, c, d. The primary brushes a and c are usually attached to the catenary line or connected to the power source. All of the secondary brushes h and d. lie the Drive motors 1Y11 and 117. of the vehicle total. According to the invention is between the primary brushes a and c a resistor R connected. That of the Metadyne between the voltage generated by the primary brushes generally decreases with deceleration of the vehicle. As a result, the energy absorbed by the resistor R also decreases with decreasing speed, whereby a constant braking takes place.

Abb. a zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens auf :eine Metadyne in Achterschaltung. Bei der Achterschaltung sind die Motoren l111 und Al. jeweils -zwischen eine Primär- und eine Sekundärbürste gelegt. Der Widerstand R ist wiederum zwischen die Primärbürsten a und c geschaltet. Die Ausführung nach Abb. 3 kommt in erster Linie für Fahrzeuge mit einer Primärkraftmaschine, z. B. einem. Dieselmotor, der einen Metadynegenerator antreibt, in Frage. Der Metadynegenerator MT ist mit seinen Primärbürsten a und c an eine kleine Hilfsmaschine DY angeschlossen. Diese dient als Primärstromquelle, liefert aber nur sehr wenig oder überhaupt keine Energie.Fig. A shows the application of the inventive idea: a metadyne in figure eight. In the figure of eight, the motors 1111 and A1. respectively - placed between a primary and a secondary brush. The resistance R is again connected between the primary brushes a and c. The execution according to Fig. 3 comes primarily for vehicles with a primary engine, e.g. B. a. Diesel engine, that drives a metadynegenerator is in question. The Metadynegenerator MT is with its primary brushes a and c connected to a small auxiliary machine DY. These serves as the primary power source, but provides very little or no energy at all.

All den Sekundärbürsten b und d liegen die Fahrzeugmotoren M1 und M2. Der Widerstand R ist erfindungsgemäß beim Bremsen in Reihe mit den Motoren in den Sekundärkreis eingeschaltet. Die Motoren 1171 und 111. erzeugen,- eine elektromotorische Kraft, der der Spannungsabfall am Widerstand R derart entgegenwirkt, daß die Metadyne nur den Differenzbetrag zu liefern hat. Der Widerstandswert voll R wird derart bemessen, daß der Dieselmotor niemals als Kompressor arbeiten muß. Mit abnehmender Geschwindig keit wird entweder der Widerstand R verkleinert, um seine gegenelektromotorische Kraft 'der von den Motoren erzeugten. elektromotorischen Kraft anzupassen, oder man läßt den Widerstand unverändert. In diesem Falle würde der Metadynegenerator in den Sekundärkreis -eine positive Leistung liefern, die mit abnehmen ,der Fahrzeuggeschwindigkeit anwächst. Man erhält dadurch einen Verbrauch an Brennstoff während des Bremsens; aber dieser Verbrauch ist im allgemeinen gering, und die Kosten sind stets geringer als für den Betrieb mit Reibungsbremsen, die ])ei -Nichtanwendung der Erfindung notwendig wären.All the secondary brushes b and d are the vehicle motors M1 and M2. According to the invention, the resistor R is in series with the motors during braking the secondary circuit switched on. The motors 1171 and 111. produce - an electromotive Force that counteracts the voltage drop across the resistor R in such a way that the Metadyne only has to deliver the difference. The resistance value fully R is dimensioned in such a way that that the diesel engine never has to work as a compressor. With decreasing speed speed, the resistance R is either reduced to its counter electromotive Power 'generated by the engines. to adapt electromotive force, or the resistance is left unchanged. In this case the metadyn generator would in the secondary circuit - deliver a positive power, which decrease with the vehicle speed grows. This results in a consumption of fuel during braking; but this consumption is generally small and the cost is always lower than for operation with friction brakes, the]) ei not application of the invention would be necessary.

Es sei: erwähnt, daß die Bremswirkung der Motoren praktisch unabhängig vom Werte des Widerstandes innerhalb :eines, großen Bereiches ist, d. h. man kann den Widerstand R unverändert halten oder ihn zwischen weiten Grenzen verändern, ohne daß die Bremswirkung der Motoren -wesentlich geändert wird. Die Bremswirkung hängt hauptsächlich von den elektrischen Festwerten der Kreise der Metadyne ab. Das bedeutet einen großen Vorteil für die Metadyneeinrichtung gegenüber den anderen bekannten, Ausführungen, ])ei denen es notwendig ist, stets den Widerstandswert der Geschwindigkeit des Fahrzeuges anzupassen, während man bei: der Metadyneeinrichtung den Widerstand unverändert lassen kann und dennoch eine praktisch gleichbleibende Bremsung 'bis zum Stillstand des Fahrzeuges erhält.It should be mentioned that the braking effect of the motors is practically independent of the value of the resistance within: a, large range, d. H. one can keep the resistance R unchanged or change it between wide limits, without the braking effect of the motors - is significantly changed. The braking effect depends mainly on the electrical fixed values of the circles of the metadyne. This means a great advantage for the Metadyne facility over the others known, designs,]) ei which it is necessary to always use the resistance value to adapt to the speed of the vehicle while using: the Metadyne device can leave the resistance unchanged and still remain practically the same Braking 'until the vehicle comes to a standstill.

Man erhält die gleichen Ergebnisse unabhängig davon, ob der Widerstand in den Primär- oder Sekundärkreis der Metadyne eingeschaltet wird. Wenn man den Widerstand Ei den Sekundärkreis einschaltet und die Metadyne mehrere Sekundärkreise bat, so ist es vorteilhaft, in alle Sekundärkreise gleiche Widerstände -einzuschalten. Dieser Fall ist in, Abb. 4. dargestellt. Es handelt sich um eitlen Metadynegenerator in Achterschaltung mit zwei Sekundärkreisen, wobei je ein Widerstand R1 bzw. R2 in jeden der Sekundärkreise eingeschaltet ist. Wenn es sich tun Metadyneumformer handelt, so ergibt sich der Vorteil, daß man den Anlaßwiderstand gleichzeitig als den der Erfindung entsprechenden Widerstand benutzen kann. Abb.5 veranschaulicht diesen Fall. Beim Anlassen des Metadyneumformers MT sind die Sehalter Cl und C.; offen, C., hingegen geschlossen. -Nach heendi, gtem. Anlaßvorgang wird Schalter C, geschlossen und Schalter C. geöffnet. U m auf Bremsen überzugehen, wird Schalter C; geschlossen. In Abb.S sind die Verbindungen der Metadyne nur so weit gezeichnet, als sie für das Verständnis der Erfindung notwendig sind.One gets the same results regardless of whether the resistance is is switched into the primary or secondary circuit of the Metadyne. If you have the Resistance Ei switches on the secondary circuit and the Metadyne switches on several secondary circuits bat, it is advantageous to switch on the same resistors in all secondary circuits. This case is shown in, Fig. 4. It is a vain metadyn generator in figure eight with two secondary circuits, with one resistor R1 or R2 is switched on in each of the secondary circuits. If there are metadyneumformers acts, there is the advantage that you can use the starting resistor at the same time as can use the resistor corresponding to the invention. Fig.5 illustrates this case. When starting the Metadyneumformer MT the Sehalter Cl and C .; open, C., however closed. -After heendi, gtem. Starting process becomes switch C, closed and switch C. open. To switch to braking, switch becomes C; closed. In Fig.S are the connections the metadyne only drawn as far as they are necessary for an understanding of the invention.

Wenn man es mit .einem Metadyneumformer zu tun hat, so, wird man natürlicherweise Nutzbremsung vorziehen. Nur dann, wenn Nutzbremsung unimöglich ist, z. B, wenn der Stromabnehmer von :der Fahrdrahtleitung abgesprungen ist, wird der Wagenführer zu der erfindungsgemäßen Bremsung übergehen. Diese stellt somit in diesem Fall eine Notbremsung dar.When faced with a metadyneum former, naturally, one becomes Prefer regenerative braking. Only when regenerative braking is impossible, e.g. B if the Pantograph from: the contact wire has jumped off, the driver is to override the braking according to the invention. In this case, this represents a Emergency braking.

Die Unsicherheit, die dadurch entsteht, daß die Bremsung du-roh :eine besondere Handlung des Wagenführers .erfolgen muß, die unter Umständen :eine Gefährdung bedeuten könnte, wird durch folgende Einrichtung beseitigt. Sie besteht im wesentlichen darin, daß ein Teil des Fahrschalters mit einer bestimmten Zahl Stellungen dazu dient, den erfindungsgemäßen Widerstand einzuschalten bzw. seinen Wert zu ändern, ohne dabei die Verbindung der Metadyne reit dem Fahrdraht zu lösen. Man erhält dadurch zwei unabhängige Bremsen, die normale Bremsung mit Rückgewinnung und die Bremse ohne Rückgewinnung gemäß der Erfindung. Wenn der Stromabnehmer abspringt, so hält die Bremsung an, ohne daß der Wagenführer besondere Vorkehrungen trifft. Andererseits, wenn der Stromabnehmer normal arbeitet, verhindert der :erfindungsgemäße Widerstand, daß die Fahrdrahtspannung übermäßig ansteigen kann. Die Abb. 6 und 7 zeigen diese Einrichtung. Abb. 7 zeigt :eine Draufsicht auf den Fahrschalter. Das Segment AB trägt z. B. die Stellungen I, z, 3, q. für Fahrt, das, Segment BC die Stellungen 5, 6, 7 und 8 für Nutzbremsung; das Segment CD umfaßt die Notbremse. Es :enthält nur eine Stellung, trenn der Widerstand unverändert bleiben soll. Wenn dem Wagenführer die Möglichkeit gegeben sein soll, den Widerstand zu ändern, so umfaßt es mehrere Stellungen. Abb.6 ergibt die Schaltung für den Fall, daß die Fahrschalterkurbel im Bereiche des Segments C ist, wobei die Metadyne - einerseits mit dem Fahrdraht, andererseits mit dem Widerstand R verbunden ist.The uncertainty that arises from the fact that the braking du-roh: a special action by the driver must be carried out, which under certain circumstances: could mean a hazard, is eliminated by the following device. It consists essentially in the fact that a part of the drive switch with a certain number of positions is used to switch on the resistor according to the invention or to change its value without loosening the connection between the Metadyne and the contact wire. This gives two independent brakes, the normal braking with regeneration and the brake without regeneration according to the invention. If the pantograph jumps off, the braking stops without the driver taking any special precautions. On the other hand, when the pantograph is operating normally, the resistor of the present invention prevents the contact wire voltage from increasing excessively. Figures 6 and 7 show this facility. Fig. 7 shows: a top view of the drive switch. The segment AB carries z. B. the positions I, z, 3, q. for travel, the, segment BC the positions 5, 6, 7 and 8 for regenerative braking; the CD segment includes the emergency brake. It: contains only one position, separating the resistance should remain unchanged. If the driver is to be given the opportunity to change the resistance, it comprises several positions. Fig. 6 shows the circuit for the case that the travel switch crank is in the area of segment C, with the Metadyne - connected to the contact wire on the one hand and to the resistor R on the other.

Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß der erfindungsgemäße Widerstand oder ein Teil desselben durch eine Wicklung einer anderen :elektrischen Sicherheitseinrichtung, z. B. der :elektrischen Radbremsen, ersetzt wird. In Abb.8 und 9 ist das veranschaulicht. Eine weitere Erklärung erübrigt sich, da Abb.8 unmittelbar aus Abb. 3 und Abb. 9 aus Abb. z abgeleitet ist. F stellt dabei die Spule der Radbremse dar. -An Stelle der Spule der Radbremsen kann man auch eine Hilfsmaschine, z. B. die Regulatommaschine, verwenden wie das in Abb. I o dargestellt ist. .MT ist die Metadyne in Achterschaltung, R der erfindungsgemäße Widerstand. F ist die Spule einer Radbremse, welche an der Regeleinrichtung liegt, die aus den beiden Maschinen DB und RG für niedere Spannung besteht.A further development of the inventive concept is that the resistor according to the invention or a part thereof by a winding of another : electrical safety device, e.g. B. the: electric wheel brakes, replaced will. This is illustrated in Figures 8 and 9. No further explanation is needed, since Fig.8 is derived directly from Fig. 3 and Fig. 9 from Fig. z. F represents the coil of the wheel brake. -Instead of the coil of the wheel brakes, you can also use a Auxiliary machine, e.g. B. the regulator machine, use as shown in Fig. I o is. .MT is the metadyne in figure-eight, R the resistor according to the invention. F is the coil of a wheel brake, which is located on the control device that consists of the two machines DB and RG for low voltage.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is of course not limited to that in the figures illustrated embodiments limited.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zum Bremsen elektrisch betriebener Fahrzeuge, bei denen zwischen Energiequelle und Fahrzeugmotoren lehne Metadyne geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Primär- und/oder Se kundärkreis der Metadyne ein fester oder veränderlicher Widerstand eingeschaltet ist. z. Einrichtung nach Anispruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand gleichzeitig zum. Anlassen der Metadynie benutzt wird. 3. Einrichtung nach Anspruch I und a, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand ohne Unterbrechung der Netzzuleitung durch den Fahrschalter eingeschaltet wird. q.. Einrichtung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, !daß der Widerstand ganz oder zum. Teil durch die Wicklung einer arideren Einrichtung, z. B. dic Spulenl der elektrischen Radbremsen, :ersetzt ist. 5. Einrichtung nach Anspruch I bis dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Einschalten des Widerstandes durch den Fahrschalter die Radbremsen vorn einer der Hilfsmaschinen. der M:etadyne gespeist werden:PATENT CLAIMS: I. Device for braking electrically operated Vehicles in which Metadyne is switched between the energy source and vehicle engines is, characterized in that in the primary and / or secondary circle of the metadyne a fixed or variable resistor is switched on. z. Establishment according to Claim I, characterized in that the resistance is simultaneously to. Tempering metadynia is used. 3. Device according to claim I and a, characterized in that that the resistor is switched on without interrupting the power supply line by the drive switch will. q .. Device according to claim 1 to 3, characterized in that! that the resistor whole or for. Part by winding another device, e.g. B. dic Spulenl the electric wheel brakes: is replaced. 5. Device according to claim I to thereby characterized in that simultaneously with the switching on of the resistor by the Driving switch the wheel brakes in front of one of the auxiliary machines. fed by the M: etadyne will: