DE976774C - Short-circuit braking circuit for railways, cranes or similar drives with several electric motors, especially for series and compound motors - Google Patents

Description

Kurzschlußbremsschaltung für Bahnen, Krane oder ähnliche Antriebe mit mehreren Elektromotoren, insbesondere für Reihenschluß-und Verbundmotoren Die Erfindung betrifft eine Kurzschlußbremsschaltung für Bahnen, Krane oder ähnliche Antriebe mit mehreren Elektromotoren, insbesondere für Reihenschluß- und Verbundmotoren, bei der eine die Feldwicklungen der Motoren speisende, Gleichstromquelle vorgesehen ist, welche im Augenblick des Bremsbeginns über einen vom Fahrschalter betätigten Schaltkontakt und einen Ausgleichswiderstand mit den Feldwicklungen der Motoren verbunden sind und während des Bremsvorganges angeschaltet bleibt, und bei der als Gleichstromquelle für Speisung der Feldwicklungen der Motoren eine bereits für andere Zwecke (z. B. für Beleuchtungs-, Signalanlagen od. dgl.) vorgesehene Gleichstromquelle dient. Die Kurzschlußbremsung von elektrischen Fahrzeugen ist schon lange bekannt. Sie besteht im wesentlichen darin, daß die Fahrmotoren nach Ab- trennung von der Fahrleistung im umgepolten Zustand über stufenweise einstellbare Widerstände kurzgeschlossen werden und dann als Generatoren arbeiten. Es ist auch bekannt, bei der Kurzschlußbremsung die Feldwicklungen der Fahrmotoren durch eine besondere Gleichstromquelle fremd zu erregen, was man allgemein als Vorerregung bezeichnet. Diese Vorerregung kann entweder auf den ersten oder auf allen Bremsstufen wirksam sein. Der beachtliche Vorteil dieser Vorerregung liegt in erster Linie darin, daß die Felderregung der Fahrmotoren auf jeden Fall sichergestellt ist, so daß Betriebsstörungen oder 1-Imglücksfälle infolge Versagens der Kurzschlußbremsung ausgeschlossen sind.Short-circuit braking circuit for railways, cranes or similar drives with several electric motors, in particular for series and compound motors A direct current source is provided, which is connected to the field windings of the motors via a switching contact operated by the drive switch and a compensation resistor at the moment of braking and remains switched on during the braking process B. for lighting, signal systems or the like.) Provided direct current source is used. The short-circuit braking of electric vehicles has been known for a long time. It consists essentially in the fact that the traction motors are short-circuited in the reversed polarity via step-wise adjustable resistors after they have been disconnected from the driving power and then work as generators. It is also known to externally excite the field windings of the traction motors during short-circuit braking by means of a special direct current source, which is generally referred to as pre-excitation. This pre-excitation can be effective either on the first or on all braking levels. The considerable advantage of this pre-excitation lies primarily in the fact that the field excitation of the traction motors is guaranteed in any case, so that operating faults or 1-accidents due to failure of the short-circuit braking are excluded.

Die Laufachsen und die mit dem Triebwagen gekuppelten Beiwagen sind normalerweise mit elektromechanischen kadbrernsen ausgerüstet, die ihren Erregerstrom von einem im generatorischen Bremsstromkreis liegenden und einseitig geerdeten festen, d. h. nicht abschaltbaren Widerstand beziehen. Die an diesem nicht abschaltbaren Widerstand abgegriffene Spannung, deren Größe proportional dem Bremsstrom ist, liefert über eine durch-Glehende Bremsleitung den für die Erregung der 23 Radbremsen benötigten Strom, so daß die Bremsmornente der Triebachsen und Laufachsen im gleichen Verhältnis zu- und abnehmen, wodurch eine stoßfreie Abbremsung erzielt wird.The running axles and the sidecars coupled to the railcar are normally equipped with electromechanical kadbrernsen . H. refer to resistance that cannot be switched off. The voltage tapped at this resistor, which cannot be switched off, the magnitude of which is proportional to the braking current, supplies the current required to excite the 23 wheel brakes via a sliding brake line, so that the braking torque of the drive axles and running axles increase and decrease in the same ratio, whereby shock-free braking is achieved.

In einem Aufsatz von Hempel »Untersuchung über die zweckmäßigste und wirtschaftlichste Schaltung der Schienenbremsen bei Straßenbahnen«, Zeitschrift »Verkehrstechnik«, Berlin, 1941, S. 3o7 bis 313, wird vorgeschlagen, Schienenbremsen, die bei Betriebsbremsung durch den generatorisch erzeugten Bremsstrom erregt werden, im Gefahrenfall auf Erregung durch die Fahrleitungsspannung oder die Batterie umschalten zu können. Dabei weist Hempel bereits darauf hin, daß eine zweipolige Kupplung zwischen Trieb- und Beiwagen erforderlich ist und daß sich bei der einpoligen Ausführung die Schienenbrernsen umpelen, wenn sie von der Oberleitung an die Bremsspannung oder umgekehrt geschaltet werden. Das dabei eintretende kurzzeitige Abheben der Schienenbremsen hält Hempel jedoch für unbedenklich.In an article by Hempel "Investigation of the most appropriate and economical switching of the rail brakes in trams", magazine "Verkehrstechnik", Berlin, 1941, pp. 3o7 to 313, it is suggested that rail brakes, which are excited by the regenerative braking current when braking, to be able to switch to excitation by the contact line voltage or the battery in the event of danger. Hempel already points out that a two-pole coupling is required between the motor vehicle and the trailer, and that in the single-pole version the rail brakes change when they are switched from the overhead line to the braking voltage or vice versa. However, Hempel considers the brief lifting of the rail brakes to be harmless.

Abgesehen vom Gefahrenfall ist es auch sonst zweckmäßig, eine Möglichkeit vorzusehen, die Radbremsen auch aus einer, besonderen Gleichstromquelle speisen zu können, da die generatorische Bremswirkung beim Stillstand des Triebfahrzeuges verschwindet. Benutzt man hierzu die für die Vorerregung und für die Speisung der Nebenstromverbraucher vorgesehene Gleichstromquelle in einer bekannten Bremsschaltung, so würde auch hier die von Hempel erwähnte Stromumkehr in den Erregerwicklungen der Radbremsen eintreten, die vermieden werden muß, wenn eine zuverlässige Bremsung erzielt werden soll, da bei der Stromumkehr sich die Radbremse nicht nur kurzzeitig abhebt, sondern infolge der Induktivität die volle Brernswirkung erst nach einer gewissen Zeit eintritt.Apart from the case of danger, it is also expedient to have a possibility provide that the wheel brakes are also fed from a special direct current source to be able to, since the regenerative braking effect when the motor vehicle is at a standstill disappears. If one uses for this the for the pre-excitation and for the supply of the Auxiliary power consumers provided direct current source in a known braking circuit, so would the current reversal in the excitation windings mentioned by Hempel of the wheel brakes occur, which must be avoided if reliable braking is to be used should be achieved, since when the current is reversed, the wheel brake is not only briefly takes off, but due to the inductance the full braking effect only after one certain time occurs.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den vorstehend erörterten Nachteil zu beseitigen. Die #u lösende Aufgabe lautet also, wie erreicht werden kann, daß der Kurzschlußbremsstronikreis durch die Wagenbatterie vorerregt und dadurch das Ansprechen. der Kurzschlußbremse sichergestellt wird, und diese Wagenbatterie auch zur Erregung der Radbremsen herangezogen werden kann, ohne daß in diesem Fall eine Umkehr der Stromrichtung in den Radbremsen eintritt. Diese Wagenbatterie dient in bekannter Weise gleichzeitig auch zur Speisung der Hilfsstromverbraucher, so daß weder für die Vorerregung der Motoren bei Kurzschlußbremsung noch für die Radbrernsen zusätzliche Batterien erforderlich sind. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.The invention has set itself the task of those discussed above To eliminate disadvantage. So the #u solving task is how to be achieved may that the short-circuit brake electronics circuit is pre-excited by the car battery and thereby the response. the short-circuit brake is ensured, and this car battery can also be used to excite the wheel brakes, without in this case a reversal of the current direction occurs in the wheel brakes. This car battery is used in a known manner at the same time to feed the auxiliary power consumers, see above that neither for the pre-excitation of the motors during short-circuit braking nor for the wheel brakes additional batteries are required. This object is achieved by the invention solved.

Die Kurzschlußbremssehaltung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß bei gleichzeitiger elektromagnetischer Radbrernsung der eine Pol der Gleichstromquelle mit der Mitte des zwischen den Klemmen der beiden mit den Motorankern verbundenen Feldwicklungen liegenden Ausgleichswiderstandes und der andere Pol mit der geerdeten Klemme eines im Kurzschlußstromkreis liegenden Widerstandes verbunden ist, der in Reihe mit den beiden unmittelbar miteinander verbundenen Enden der Feldwicklungen angeordnet ist, an dessen nicht geerdetem Ende die zu den Erregerwicklungen der Radbremsen führende Leitung angeschlossen ist, und der so bemssen ist, daß der beim Bremsen an ihm entstehende Spannungsabfall größer bzw. mindestens gleich der Spannung der Gleichstromquelle werden kann.The short-circuit braking system according to the invention is characterized by this from that with simultaneous electromagnetic Radbrernsung one pole of the direct current source with the middle of the between the terminals of the two connected to the motor armatures Field windings lying equalization resistor and the other pole with the grounded Terminal of a resistor in the short-circuit circuit, which is in Row with the two ends of the field windings that are directly connected to one another is arranged, at the ungrounded end of the to the excitation windings Wheel brakes leading line is connected, and which is dimensioned so that the when Braking at it resulting voltage drop greater than or at least equal to the voltage the DC power source can be.

Zur Erläuterung der Erfindung und ihrer Wirkungsweise ist in der Zeichnung eine der möglichen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.To explain the invention and its mode of operation is shown in the drawing one of the possible embodiments of the subject matter of the invention is shown.

In dem dargestellten Schaltungsschema ist eine verkreuzte Bremsschaltung gezeigt, bei der die Feldwicklungen i bzw. 2 mit ihren zugehörigen Motorankem 3 bzw. 4 in Reihe, und zwar verkreuzt geschaltet sind. Die beiden zwischen dem Anker 3 und der Feldwicklung 2 bzw. zwischen dem Anker 4 und der Feldwicklung i liegenden Punkte sind über einen Ausgleichswiderstand 7 miteinander verbunden. Von einem geeigneten Anschaltpunkt des Ausgleichswiderstandes 7 führt eine Verbindung über den Schaltkontakt 6 zu der gemeinsamen Gleichstromquelle 5 a, deren anderer Pol an Erde liegt. Diese Gleichstromquelle 5 a, die z. B. auch für die 1'\Totbeleuchtung dient, hat meist eine Spannung von etwa :24 Volt. Der veränderliche Bremswiderstand Br liegt in Reihe mit dem Widerstand R, der in der Nullstellung des Fahrschalters die Erregung des Motorfeldes vorbereitet und beim übergang zur ersten Bremsstufe kurzgeschlossen wird.In the circuit diagram shown, a crossed braking circuit is shown in which the field windings i and 2 with their associated motor armatures 3 and 4 are connected in series, namely crossed. The two points lying between the armature 3 and the field winding 2 or between the armature 4 and the field winding i are connected to one another via a balancing resistor 7. From a suitable connection point of the balancing resistor 7 , a connection leads via the switching contact 6 to the common direct current source 5 a, the other pole of which is connected to earth. This direct current source 5 a, the z. B. is also used for the 1 '\ dead lighting, usually has a voltage of about: 24 volts. The variable braking resistor Br is in series with the resistor R, which prepares the excitation of the motor field when the drive switch is in the zero position and is short-circuited at the transition to the first braking stage.

Beim übergang der Fahrkurbel aus der Nullstellung in die Bremsstellung wird durch den Fahrschalter - in der Zeichnung nicht dargestellt - der Kontakt 6 geschlossen, so daß sich folgende Stromwege für den aus der Gleichstromquelle 5 a fließenden Strom ergaben: i. Minuspol (Erde), Gleichstromquelle 5 a, Kontakt 6, Ausgleichswiderstand 7, Feldwicklung i, Widerstand R, Erde und ,2. Minuspol (Erde), Gleichstromquelle 5 a, Kontakt 6, Ausgleichswiderstand7, FeldwiCklUng2, Widerstand R, Erde.During the transition of the crank from the zero position to the braking position, the drive switch - not shown in the drawing - closes the contact 6 , so that the following current paths for the current flowing from the direct current source 5 a resulted: i. Negative pole (earth), direct current source 5 a, contact 6, balancing resistor 7, field winding i, resistor R, earth and, 2. Negative pole (earth), direct current source 5 a, contact 6, balancing resistance 7, field winding 2, resistance R, earth.

Durch den Widerstand R wird dieser Erregerstrom für die Feldwicklungen auf das notwendige Maß beschränkt. Dieser, der Gleichstromquelle 5 a entnommene Erregerstrom überlagert sich dem vom Anker 3 bzw. Anker 4 gelieferten Strom. Die Erregung der beiden Felder i bzw. :2 setzt sofort voll ein und bleibt auch beim Durchreißen der Fahrkurbel bis in die äußerste Bremsstellung erhalten. An dem WiderstandR entsteht ein Spannungsabfall, der im KlemmpunktA abgenommen und über eine LeitungL den Erregerwicklungen der RadbrernsenB, auch in den Beiwagen, zugeführt wird. Parallel zu den Erregerwicklungen der Bremsen B kann noch ein Gleichrichter G angeordnet sein, der die vom PunktA kommende Stromrichtung nicht durchläßt und nur zum Ausgleich der beim Abschalten auftretenden induktiven Spannungsstöße dient. Bei richtiger Dimensionierung des Widerstandes R ist der an ihm unter der Wirkung der von den Ankern 3 und 4 gelieferten Ströme entstehende Spannungsabfall gleich oder größer als die Spannung aus der Gleichstromquelle 5 a. Erst mit abnehmender Geschwindigkeit des abgebremsten Fahrzeuges sinkt der von den Ankern 3 und 4 gelieferte Strom so stark ab, daß dieser Spannungsabfall am Widerstand R kleiner wird als die Spannung der Gleichstromquelle. Im ersten Fall, wenn dieser unter der Wirkung der von den Ankern 3 und 4 gelieferten Ströme entstehende Spannungsabfall am Widerstand R größer ist als die Spannung der Stromquelle 5 a, wird kein Strom aus dieser Stromquelle 5 a entnommen, sondern im Gegenteil ihr noch Ladestrom zugeführt. Infolgedessen findet eine weitgehende Schonung dieser Gleichstromquelle 5 a statt. Die Erfindung ist nur in der gemeinsamen Anwendung aller Merkmale zu erblicken.The resistor R limits this excitation current for the field windings to the necessary level. This, the DC power source 5 a withdrawn excitation current is superimposed on the current supplied from the armature 3 and armature. 4 The excitation of the two fields i and: 2 sets in immediately and remains in place even when the crank is pulled through to the extreme braking position. A voltage drop occurs at resistor R, which is taken off at terminal point A and fed via a line L to the excitation windings of wheel brakes B, also in the sidecar. A rectifier G can also be arranged parallel to the excitation windings of the brakes B, which rectifier does not allow the direction of current coming from point A and only serves to compensate for the inductive voltage surges that occur when switching off. With proper dimensioning of the resistor R is at it under the action of the resultant of the armatures 3 and 4 currents supplied voltage drop equal to or greater than the voltage from the DC power source 5 a. Only with decreasing speed of the braked vehicle does the current supplied by the armatures 3 and 4 decrease so much that this voltage drop across the resistor R becomes smaller than the voltage of the direct current source. In the first case, when this produced under the action of currents supplied by the anchors 3 and 4 voltage drop across the resistor R is greater than the voltage of the power source 5 a, no current from this power source 5 a withdrawn, but supplied thereto even charging current in the opposite . As a result, this direct current source 5 a is largely spared. The invention can only be seen in the joint application of all features.

Claims (1)

. PATENTANSPRUCH: Kurzschlußbremsschaltung für Bahnen, Krane oder ähnliche Antriebe mit mehreren Elektromotoren, insbesondere für Reihenschluß- und Verbundmotoren, bei der eine die Feldwicklungen der Motoren speisende Gleichstromquelle vorgesehen ist, welche im Augenblick des Bremsbeginns über einen vom Fahrschalter betätigten Schaltkontakt und einen Ausgleichswiderstand mit den Feldwicklungen der Motoren verbunden wird und während des Bremsvorganges angeschaltet bleibt, und bei der als Gleichstromquelle zur Speisung der Feldwicklungen der Motoren eine bereits für andere Zwecke (z, B. für Beleuchtungs-, Signalanlagen od. dgl.) vorgesehene Gleichstromquelle dient, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger elektrotnagnetischer Radbremsung der eine Pol der Gleichstromquelle (5 a) mit der Mitte des zwischen den Klemmen der beiden mit den Motorankern (3, 4) verbundenen Feldwicklungen (1,:2) liegenden Ausgleichswiderstandes (7) und der andere Pol mit der geerdeten Klemme eines im Kurzschlußstromkreis liegenden Widerstandes (R) verbunden ist, der in Reihe mit den beiden unmittelbar miteinander verbundenen Enden der Feldwicklungen (1, 2) angeordnet ist, an dessen nicht geerdeten Ende die zu den Erregerwicklungen (B) der Radbremsen füh- rende Leitung (L) angeschlossen ist, und der so bemessen ist, daß der beim Bremsen an ihm entstehende Spannungsabfall größer bzw. mindestens gleich der Spannung der Gleichstromquelle (5 a) werden kann. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 742 898, 694 76o, 611543, 416o84, 287806, 2848:20, #2I059, 195 718; USA.-Patentschriften Nr. 1 360 745, 1 3o6 539; Zeitschrift »Verkehrstechnik«, vom 20. 9.1941, S. 307 bis 313; »Elektrotechnische Zeitschrift« vorn 24. 9. 1942, S. 438 bis 439; Töfflinger- »Neue elektrische Bremsverfahren für Straßen- und Schnellbahnen«, 1934, S. 65, 66, 70, 73 bis 75. . PATENT CLAIM: Short-circuit brake circuit for trains, cranes or similar drives with several electric motors, especially for series-wound and compound motors, in which a direct current source is provided to feed the field windings of the motors, which at the moment of braking begins via a switching contact operated by the travel switch and a compensation resistor with the field windings of the motors is connected and remains switched on during the braking process, and in which a direct current source already provided for other purposes (e.g. for lighting, signaling systems or the like) serves as a direct current source to feed the field windings of the motors, characterized in that with simultaneous electrotnagnetic wheel braking, one pole of the direct current source (5 a) with the center of the balancing resistor (7) lying between the terminals of the two field windings (1,: 2) connected to the motor armature (3, 4) and the other pole with the earthed Terminal one in the short circuit is connected ußstromkreis lying resistor (R) connected in series with the two directly interconnected ends of the field windings (1, 2) is arranged at the non-grounded end of the yield line to the excitation windings (B) of the wheel brakes leadership (L) is connected, and which is dimensioned so that the voltage drop occurring on it when braking can be greater than or at least equal to the voltage of the direct current source (5 a) . Considered publications: German Patent Nos. 742 898, 694 76o, 611543, 416o84, 287806, 2848: 20, # 2I059, 195 718; USA. Patent No. 1,360,745, 1 3o6 539th; "Verkehrstechnik" magazine, from September 20, 1941, pp. 307 to 313; "Elektrotechnische Zeitschrift" on September 24 , 1942, pp. 438 to 439; Töfflinger- "New electrical braking methods for trams and rapid transit trains", 1934, pp. 65, 66, 70, 73 to 75.