DE737920C - Resistance brake circuit for vehicles with several engines - Google Patents

Description

Widerstandsbremssehaltung für Fahrzeuge mit mehreren Motoren Betelektrischen Fahrzeugen. (Lokomotiven, Triebwagen) wird vielfach elektrische Widerstandsbremsung angewendet, sowohl .als Gefällebremse, um den Zug im Gefälle auf biegrenzter Geschwindigkeit zu halten, wie auch als Verzögerwngsbnemse, urri ,die Geschwindigkeit herabzusetzen, vielfach .als Ergänzung der gleichzeitig wirkenden Luftbremse. Erwünscht ist meist eine 'Bremsldemilinie, die über einen. größeren Geschwi @digkeitsbereicheine annähernd gleichbleibende Bremskraft am Radumfang gibt, .ähnlich wie die mechanischen Bremsen, wobei die Höhe dieser Bremskraft stufenweise riegelbar stein soll. Es ist bekannt, eine solche Bremswirkung mit Hilfe der sog. fremderregten Widerstandsbmemste zu erhalten. Hierbei. wird das Feld ,der Motoren aus deiner u bhängig am einfachsten na gen Stromquelle, und sichersten einer Hilfsbatterie, @ernegt, während der Anker über einen Bremswiderstand kurzgeschlossen ist. Der Erregexstromkx?eis wird über einen Teil dieses BnemswIderstandes ,geführt, so. daß bei -wachsendem Bremsstrom eine Schwächung des Erregerstromes .eintritt. Dadurch läßtes sich erreichen, däß .die Bremskraft tatsächlich innerhalb -eines gr,ößeren Geschw ndigkeitsbereichesannähernd gleichbleibt.Resistance braking device for vehicles with multiple engines Betelectric Vehicles. (Locomotives, railcars) are often electrical resistance braking used, both as a gradient brake, to keep the train at a limited speed on the gradient to hold, as well as a deceleration brake, urri, to reduce the speed, in many cases as a supplement to the air brake that works at the same time. It is usually desirable a 'brake demo line that has a. a larger speed range approximately constant braking force on the wheel circumference, similar to the mechanical brakes, where the level of this braking force should be stepwise lockable stone. It is known, such a braking effect with the help of the so-called separately excited resistance brakes obtain. Here. the field, the engines from your u dependent will be easiest na gen power source, and safest an auxiliary battery, @ernegt, while the anchor is short-circuited via a braking resistor. The Erregexstromkx? Ice is over part of this resistance, led so. that with increasing braking current a weakening of the excitation current occurs. In this way it could be achieved that .the braking force actually approximates within a larger, larger speed range remains the same.

Praktisch ist diese Schaltung bei Fahrzeugen mit einer großen Motorenleistung, insbesondere bei Lokomotiven, unbrauchbar, weil die zur Erregung vorgesehene Hilfsbatterie zu schwer wird und zu große Abmessungen erhält. Bei. einer anderen bekannten Bremsschaltung wird nun dieser Nachteil dadurch vermieden, daß einer der Fahrmotoren als Zwischenernegermaschine benutzt wird; dabei wird die Erregerwicklung dieses Fahrmotors vom, :einer Sammlerbatterie gespeist.- Die Feldwicklungen 'der übrigen das Bretnsmoment erzeugenden Motoren sind unmittelbar an den Anker des als Erregermasichine verwendeten Motors angeschlossen. Ein grundsätzlicher Nachteil dieser Schaltung besteht nun darin, daß -die Bremskraft - eine konstante Erregung des Erregermotors vorausgesetzt - sich mit dem Quadrat der Drehzahl bzw. der Geschwindigkeit ändert. Es ist infolgedessen ,ein besonderer Regelscbalter in dem Erregerstromkreis des Erregermotors vor- ,gesehen, durch den während des Bremsvorganges beständig die Erregung ,dieser Maschine verändert werden muß. Dies,erfoird, rt die ständige Aufmerksamkeit .des Lokomotivführers.This circuit is practical in vehicles with a large engine power, especially in locomotives, unusable because the auxiliary battery provided for excitation becomes too heavy and too large in size. At. another known brake circuit this disadvantage is avoided in that one of the traction motors is used as an intermediate exciter machine is used; the excitation winding of this traction motor is from,: a collector battery fed.- The field windings' of the other motors generating the braking torque are directly connected to the armature of the motor used as an excitation machine. A fundamental disadvantage of this circuit is that the braking force - assuming constant excitation of the exciter motor - itself with the square the speed or the speed changes. It is Consequently , a special control circuit in the excitation circuit of the exciter motor, seen, due to which the excitation of this machine constantly changes during the braking process must become. This requires constant attention from the engine driver.

Um die verwendete Sammlerbatterle auch bei dieser Schaltung mögli1chst klein zu halten, ist eine Aufladung der Sammlerbatterie vorgesehen. Zu diesem Zwecke ist ein Ladegenerator vorhanden, der von einem an einer Anzapfung des Lokomotivtransformators oder an Anzapfungen des Bremswiderstandes angeschlossenen Antriebsmotor angetrieben wird. Wenn auch bei dieser bekannten Anordnung gegebenenfalls bei der Bremsung e ln Teil der Bremsenergie der Erregerbatterie zugeführt wird, so ist doch die bekannte Schaltung deswegen verhältnismzßig ungünstig, weil ein Umformeraggregat erforderlich und weil die Drehzahl diesies Umformeraggregates von der sich ständig ändernden Spannung am Bremswiderstand abhängig ist. Will man einen einwandfreien Betrieb erreichen, insbesondere Gefährdungen der Batterie durch Überladung ausschliehen, so sind besondere Sicherungsmaßnahmen erforderlich.To the used collector battery also possible with this circuit To keep it small, the collector battery is charged. To this end there is a charging generator, which is connected to a tap on the locomotive transformer or drive motor connected to taps of the braking resistor will. If in this known arrangement, if necessary, when braking e Part of the braking energy is supplied to the exciter battery, but that is the well-known one Switching is therefore relatively unfavorable because a converter unit is required and because the speed of this converter unit is constantly changing Voltage at the braking resistor is dependent. If you want to achieve perfect operation, In particular, dangers to the battery due to overcharging are excluded Safety measures required.

Gegenstand der Erfindung ist eine wes@entlich vorteilhaftere Widerstandsbremsschaltung für Fahrzeuge mit mehreren Motoren, von denen einer als Erregermaschine für die übrigen dient und dessen Erregung von einer Hilfsbatterie gespeist und vom Bremsstrom derart abhängig ,gemacht ist, daß die Moto r:en nach Möglichkeit in einem größeren Geschwindigkeitsbereich Beine gleichbleibende Bremskraft haben. Erfindungsgemäß wird dabei der Hilfsbatterie ein Teil des @erzeugten Bremsstromes durch einen besonderen, an den Bremswiderstandangeschlossenen Zweigstromkreis unmittelbar als Ladestrom zugeführt. Vorzugsweise ist bei dieser Schaltung entsprechend einem anderen Vorschlag die Hilfsbatterie nicht allein zum Feld, sondern zu dem # n zen als Reihenschlußmasichine -eschalteten Erregermotor parallel geschaltet, so daß der Anker mit im Erregerstromkreis liegt. Der Erregeranker liefert dabei unabhängig von der Geschwindigkeit eine nahezu gleichbleibende Spannung, die etwa der Batteriespannung entspricht, während das Feld aus der Batterie selbsttätig so viel Strom bezieht, wie bei der jeweiligen Geschwindigkeit nötig ist.The invention relates to an essentially more advantageous resistance braking circuit for vehicles with multiple engines, one of which acts as an exciter for the The rest is used and its excitation is fed by an auxiliary battery and the braking current is made so dependent, that the engines are, if possible, in a larger one Speed range legs have constant braking power. According to the invention the auxiliary battery receives a part of the @generated braking current through a special, branch circuit connected to the braking resistor directly as charging current fed. This circuit is preferably based on a different proposal the auxiliary battery not only to the field, but to the #nzen as a series closing machine -switched excitation motor connected in parallel so that the armature is in the excitation circuit lies. The exciter anchor delivers an almost independent of the speed constant voltage, which corresponds approximately to the battery voltage, while the Field automatically draws as much electricity from the battery as with the respective one Speed is necessary.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltung hat den großen Vorteil zur Folge, daß infolge der stromabhängigen Selbstregelung der Erregung des Erregermotors eine angenähert gleichbleibende Bremskraft bei sich ändernder Drehzahl auftritt. Infolgedessen ergibt sich, da.ß auch die an dem Bremswiderstand auftretende Spannung bei hoher Drehzahl nicht oder nur wenig ansteigen kann. Diese Tatsache kommt aber der Aufladung der Sammlerbatterie durch den vom Bremswiderstand abgezweigten Ladestrom zu-,-Ute. Übermäßige Ladeströme, die die Batt:-rie ,gefährden können, werden daher auch bei höchsten betriebsmäßig auftretenden Drehzahlen mit Sicherheit vermieden.The circuit designed according to the invention has the great advantage as a result of the current-dependent self-regulation of the excitation of the exciter motor an approximately constant braking force occurs when the speed changes. As a result, the result is that the voltage appearing at the braking resistor at high speed cannot or only slightly increase. But this fact comes the charging of the collector battery by the charging current branched off from the braking resistor to -, - Ute. Excessive charging currents, which can endanger the battery, are therefore Avoided with certainty even at the highest operating speeds.

An sich ist bereits eine fremderregte Widerstandsbrernsschaltung bekanntgenorden, bei der die zur Lieferung des Erregerstromes dienende Sammlerbatterie so in den Bremsstromkreis eingeschaltet ist, daß :eine Ladung der Sammlerbatterie möglich ist. Die Sammlerbatterie ist hierbei von der Differenz des Bremsstromes und des Erregerstromes durchflossen. Mit dieser Schaltung kann nur eine mit der Geschu-indigkeit linear ansteigende Bremskraft erzielt werden. hennlini,en, 1.-i denen die Bremskraft bei versclii@ediencr Geschwindigkeit konstant bleibt, sind dagegen mit dieser Schaltung unerreichbar. Ein schwerwiegender Nachteil dieser Schaltung besteht ebenfalls darin, daß eine B@egr°nzun@;; der Ladung der Sammlerbatterie bei ansteigender Geschwindigkeit nicht möglich ist. Abgesehen hiervon ist schließlich noch ein weiterer Nachteil dieser Schaltung darin zu erblicken, daß wegen der direkten Lieferung des Erregerstromes aus der Sammlerbatterie die Schaltung bei mehrmotorigen Fahrzeugen mit ,großer Motorenleistung unbrauchbar ist.An externally excited resistance burner circuit is already known in itself, in which the collector battery serving to supply the excitation current is inserted into the The braking circuit is switched on so that: the collector battery can be charged is. The collector battery depends on the difference between the braking current and the Excitation current flowed through. With this circuit, only one with the speed can linearly increasing braking force can be achieved. hennlini, en, 1.-i which the braking force remains constant at different speeds, are on the other hand with this circuit unreachable. Another serious disadvantage of this circuit is that that a B @ egr ° nzun @ ;; the charge of the collector battery with increasing speed not possible. That being said, there is finally another disadvantage This circuit can be seen in that because of the direct delivery of the excitation current the circuit for multi-engine vehicles with high engine power from the collector battery is useless.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawing will.

Ein Beispiel ist in Fig. i und 2 dargestellt. Fig. i zeigt-die Fahrschaltung, Fig. 2 die Bremsschaltun.An example is shown in FIGS. Fig. I shows-the driving circuit, Fig. 2 the brake circuit.

Es ist ein Fahrzeug mit' vier Motoren angenommen, die paarweise in Reihe liegen. Bei normaler Fahrt geht der Strom vom Pluspol (Fig. i) zur Hälfte durch die Anker i, 2 und die zugehörigen Feldwicklungen i i, 12 zur Erde, zur anderen Hälfte über die Anker 3, 4. und Feldwicklungen 131 i4..A vehicle is assumed to have four engines in series in pairs. During normal travel, half of the current from the positive pole (Fig. I) goes through armature i, 2 and the associated field windings ii, 12 to earth, the other half through armature 3, 4th and field windings 1 31 i4 ..

Beim Bremsen (Fig. 2) dient Motor i als Erregermaschine. Die Verbindung zwischen den Feldwicklungen 11, 12 ist deshalb unterbrochen, und mittels der Schalter 5, 6 ist der Anker i mit den Feldspulen 12, 13, 14 der drei anderen Motoren in Reihe geschaltet. Die Anker 2, 3, q. sind gleichzeitig durch den Schalter 6 unter sich und mit dem Bremswiderstand 7 in Reihe geschaltet. Anker speist :ein Drittel des Widerstandes, die Anker 3 und q. in Reihe speisen zwei Drittel des Widerstandes. Um die richtige Spannungsverteilung auch bei den unvermeidlichen kleinen.Abweichungen der Motoren zu sichern, ist die Querverbindung 8 vom Schalter 6 zu dem Punkt des Widerstandes geführt, der ihn im Verhältnis i/3:2/3 teilt.When braking (Fig. 2), motor i serves as the exciter. The connection between the field windings 11, 12 is therefore interrupted, and the armature i is connected in series with the field coils 12, 13, 14 of the three other motors by means of the switches 5, 6. The anchors 2, 3, q. are connected at the same time through the switch 6 among themselves and with the braking resistor 7 in series. Anchor feeds: a third of the resistance, the anchors 3 and q. in series feed two thirds of the resistance. In order to ensure the correct voltage distribution even with the inevitable small deviations of the motors, the cross connection 8 is led from the switch 6 to the point of the resistor which divides it in the ratio i / 3: 2/3.

Der Erregermoter 1, 11 ist nun an die Hilfsbatierie 9 gelegt; es ist dabei aber in den Stromkreis ein Teil des Widerstandes 7 mit eingeschaltet. Dadurch wird bewirkt, daß nicht ,die volle Batteriespannung zum Motor i gelangt, sondern vermindert um den Spannungsabfall, den der Bremsstrom in diesem Abschnitt hervorruft. je. stärker also der Bremsstrom äst, um so mehr wird die Erregung ;geschwächt, und man erhält eine Bremske@nnlinie, die über einen größeren Bereich ungefähr gleich groß bleibt.The exciter motor 1, 11 is now connected to the auxiliary battery 9; it is however, part of the resistor 7 is switched on in the circuit. Through this the effect is that not, the full battery voltage reaches the motor i, but reduced by the voltage drop caused by the braking current in this section. ever. The stronger the braking current, the more the excitation is weakened, and a braking line is obtained which is approximately the same over a larger area stays big.

Die Hilfsbatterle muß dabei stets Strom für die Erregung des Erregermotors abgeben, und zwar um so mehr, je kleineir die Geschwinaigkeit ist. Bei hohen Drehzahlen brauchen die als Bremsgeneratorren arbeitenden Motoren z, 12, 3, 13, 4, 14 nur wenig Erregung. Maschine i braucht also nur eine geringe Spannung zu liefern, erfordert ihrerseits also, ferst recht einen kleinen Feldstrom. Mit sinkender Drehzahl :steigt der Erregerbedarf der Felder 1z, 13, 14, so, daß die Spannung am. Anker i und der Strombedarf des Feldes i i sowohl wegen dieser höheren Spannung wie auch wegen der lkeiner en Drehzahl steigt; -die 4atterie wird dann stark überlastet.The auxiliary battery must always deliver current for the excitation of the exciter motor, and the more the lower the speed. At high speeds, the motors z, 12, 3, 13, 4, 14 working as brake generators require little excitation. Machine i therefore only needs to supply a low voltage, and therefore requires, for its part, a very small field current. With decreasing speed: the excitation requirement of fields 1z, 13, 14 increases, so that the voltage at armature i and the current requirement of field ii increase both because of this higher voltage and because of the low speed; -the battery is then heavily overloaded.

Die Erfindung gibt nun :ein sehr einfaches Mittel, um diesen Strombedarf zu. vermindern und vorn einer bestimmten Drehzahl ab sogar die Batterie aufzuladen.The invention now provides: a very simple means of meeting this demand for electricity to. reduce and even charge the battery from a certain speed.

Zu dem Zwecke wird, -wie Fig. z zeigt, vom dem Hauptbremswiderstand 7 an geeigneter Stelle eine Leitung 15 abgezweigt, die über einen Ladewiderstand 16 von passender Größe zur Batterie führt. Um Rückstrom zu verhüten, kann in diese Leitung, wie daneben gestrichelt angedeutet ist, eine Sperrzelle 17 ,eingeschaltet sein.For this purpose, -as Fig. Z shows, from the main braking resistor 7 branched off a line 15 at a suitable point, which via a charging resistor 16 leads of the appropriate size to the battery. In order to prevent backflow, this Line, as indicated by dashed lines next to it, a blocking cell 17, switched on be.

Sobald der Bremswiderstand 7 .einen Bremsstrom von genügender Stärke führt, fließt ein Zweigstrom über Leitung 15, Widerstand 16, Batterie 9, Leitung 18 zurück zum Widerstand 7.As soon as the braking resistor 7 .a braking current of sufficient strength leads, a branch current flows via line 15, resistor 16, battery 9, line 18 back to resistance 7.

Durch Einstellen des Widerstandes 16 kann man die Größe des der Batterie zufließenden Ladestromes regeln. Er wächst mit zunehmendem Bremsstrom, also mit zunehmender Drehzahl, während der von der Batterie abzugebende Erregerstrom, für das Feld i i kleiner wird. Somit wird der überschuß des Ladestromes über den Entladestrom, mit anderen Worten der resultierende Ladestrom der Batterie, bei einer bestimmten Drehzahl Null sein, bei höheren Drehzahlen zunehmen, bei sinkender Dinehzahl dagegen auf Entladestrom übergehen und um so stärker -werden, je langsamer die Motoren laufen.By adjusting the resistor 16 one can adjust the size of the battery regulate the incoming charging current. It grows with increasing braking current, i.e. with it increasing speed, while the excitation current to be delivered by the battery, for the field i i becomes smaller. Thus, the excess of the charging current is over the discharge current, in other words, the resulting charge current of the battery at a given Speed be zero, increase at higher speeds, on the other hand when the speed decreases switch to discharge current and become stronger the slower the motors run.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Widerstandsbremsschaltung für Fahrzeuge mit mehreren Motoren, von denen .einer als Erregermaschine für die übrigen dient und dessen Erregung von einer Hilfsbatterie gespeist und vom Bremsstrom derart abhängig gemacht ist, daß die Motoren nach Möglichl,--eit in deinem größeren Geschivindigkeitsbüreich leine gleichbleibende Bremskraft haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsbatterie ein Teil des erzeugten Bremsstro@mie@s unmittelbar durch einen besonderen, an den Bremswiderstand angeschlossenen Zweigstromkreis als Ladestrom zugeführt -wird. z. Schaltung nach Anspruch -, dadurch gekennzeichnet, daß in den zur _ Ladung dienenden Zweigstromkreis ein regelbarer Widerstand eingeschaltet ist. 3. Schaltung nach Anspruch -, dadurch gekennzeichnet, d aß zur Verhütung vorn Rückstrom in .den Ladestromkreis eine Sperrzelle o-. dgl. eingeschaltet ist.PATENT CLAIMS: i. Resistance brake circuit for vehicles with several Motors, one of which serves as an exciter for the rest and its excitation fed by an auxiliary battery and made dependent on the braking current in such a way that that the engines, if possible, in your larger Geschivindigkeitsbüreich leash constant braking force, characterized in that the auxiliary battery a part of the braking current generated directly by a special one to the Braking resistor connected branch circuit is supplied as charging current. z. Circuit according to Claim -, characterized in that the ones used for charging Branch circuit a controllable resistor is switched on. 3. Circuit according to claim -, characterized in that to prevent reverse current in .the charging circuit a lock cell o-. is switched on.