DE1059550B - Spannungswaehleinrichtung fuer elektrische Mehrspannungsheizanlagen, insbesondere fuer elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Elektrische Heizanlagen, die mit mehreren Spannungen betrieben werden können, sind insbesondere im internationalen elektrischen Zugverkehr erforderlich, weil die Bahnnetze der verschiedenen Länder unterschiedliche Stromarten und Fahrdrahtspannungen haben, die auch als Betriebsspannungen für die elektrische Heizung verwendet werden. Demgemäß müssen die Heizanlagen auf die vorkommenden Spannungen, z. B. auf 3000 Volt (Gleichspannung), 1500 Volt (Gleichspannung und Wechselspannung 50 Herz) und 1000 Volt (Wechselspannung von 50 und 16²/s Herz) umschaltbar sein. Aus diesem Grunde bestehen die Heizanlagen aus Heizelementen, die zu Gruppen zusammengefaßt und hintereinander oder in unterschiedlicher Zahl parallel geschaltet werden können, um die gleiche Leistungsaufnahme bei den verschiedenen Heizspannungen zu erzielen. Die Umschaltung von der sowohl im spannungslosen Zustand als auch bei der höchsten Betriebsspannung eingeschalteten Grundstellung, bei der die Heizkörper in Serie ge- schaltet sind, auf die bei niedrigeren Heizspannungen angewendeten Parallelschaltungen erfolgt durch Umschaltschütze, die in Abhängigkeit von der Betriebsspannung gesteuert werden.

Die Erfindung betrifft die Spannungswähleinrichtung, welche die Aufgabe hat, die Umschaltschütze bei den vorkommenden Betriebsspannungen in die jeweils richtige Schaltstellung zu bringen. Eine bekannte, in der Zeitschrift »Elektrische Bahnen«, 1956, Heft 1, beschriebene Wähleinrichtung löst diese Aufgabe mit HilfeeinerRelaisschaltung, deren spannungsabhängige Relais unmittelbar an die Betriebsspannung gelegt sind und bei unterschiedlichen Spannungen und mit unterschiedlicher Verzögerung ansprechen und das zugehörige Umschaltschütz einschalten. Die dabei verwendeten Relais müssen für die hohe angelegte Betriebsspannung isoliert sein. Sie sind robust gebaut, haben einen verhältnismäßig großen Raumbedarf und lassen nur eine verhältnismäßig unempfindliche Regelung der Heizeinrichtung zu. Es ist daher bereits vor- geschlagen worden, für die Steuerung der Heizeinrichtung eine Hilfsspannungsquelle, z. B. die Spannung der Zugbeleuchtung zu verwenden. Damit ist aber wiederum der Nachteil verbunden, daß bei etwaigen Störungen in der Beleuchtungsstromversorgung auch die Heizeinrichtung außer Betrieb gesetzt wird.

Durch die Erfindung wird eine Spannungswähleinrichtung für elektrische Mehrspannungsheizanlagen, insbesondere für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge mit durch eine Relaisschaltung in Abhängigkeit von der Betriebsspannung gesteuerten Umschaltschützen geschaffen, die eine besonders hohe Ansprechempfindlichkeit hat und darüber hinaus noch weitere wesentliche Verbesserungen gegenüber den bekannten Spannungswähleinrichtung für elektrische Mehrspannungsheizanlagen,
insbesondere für elektrisch betriebene
Schienenfahrzeuge

Anmelder:

Schaltbau G.m.b.H.,
München 9, Hohenwaldeckstr. 1

Gerhard Lerca, Peissenberg₁ Erich Huber, München, Herbert Bräuer, Eichenau, und Georg Kurz, München, sind als Erfinder genannt worden

Spannungswähleinrichtungen bietet. Gemäß der Erfindung werden die Relais mit einer von der Betriebsspannung erzeugten, jedoch von deren Höhe unabhängigen, konstanten Spannung betrieben und durch besondere Steuerorgane mit unterschiedlicher Ansprechspannung in Abhängigkeit von der jeweiligen Höhe der Betriebsspannung eingeschaltet. Vorteilhaft wird die Spannung an den Relais mit Hilfe von Stabilisatoren in der geeigneten Höhe konstant gehalten, so^; daß sich Schwankungen der Betriebsspannung weder auf die Gleichrichter noch auf die übrigen Schaltelemente und die Magnetspulen auswirken können. Als Steuerorgan werden vorzugsweise Kaltkathodenglimmrelais, d. h. Röhren ohne Heizfäden mit Zündanoden verwendet, an welche über Vorwiderstände und einstellbare Potentiometer die ungeregelte Betriebsspannung gelegt ist. Nach Erreichen der eingestellten Ansprechspannung werden die Röhren gezündet und schalten die als normale Schaltgeräte arbeitenden Relais ein.

Die Verwendung der Röhren als spannungsabhängige Steuerorgane der Relaisschaltung macht es außerdem möglich, die bei den spannungsabhängigen Hochspannungsrelais als Verzögerung übliche Öldämpfung mit einfachen Mitteln durch ein elektrisches Zeitverzögerungsglied aus einem Kondensator und einem Widerstand mit hoher Zeitkonstanz zu ersetzen.

Die Erfindung sei an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Spannungswähleinrichtung gemäß der Erfindung näher beschrieben, das den Stand der Relaisschaltung in der Grundstellung, d. h. im spannungslosen Zustand zeigt, bei dem die Heizelementgruppen in Reihe geschaltet sind.

909 557/327

Claims (5)

Die nicht dargestellten Umschaltschütze der Heizanlage sind an die Klemmen 51 und 52 der Relaisschaltung angeschlossen, und zwar das Schütz für den 1000-Volt-Bereich an die Klemme 52, das Schütz für den 1500-Volt-Bereich an die Klemme 51. Im 3000-Volt-Bereich müssen die Klemmen 51 und 52 spannungslos bleiben, damit das Umschaltschütz in der 3000-Volt-Grundstellung bleibt. Wenn eine der drei Heizspannungen an den Klemmen 54 und 53 liegt, so wird, zuerst über den Vorwiderstand 1 und die Gleichrichterbrückenschaltung 2 der Kondensator 3 aufgeladen. Sobald die Spannung am Kondensator die Brennspannung der Stabilisatoren 4 erreicht (260 Volt), fließt ein von der Höhe der Netzspannung abhängiger Stabilisatorstrom, durch den die Differenz zwischen Netzspannung und Stabilisator-Brennspannung am Vorwiderstand 1 vernichtet wird. Der Kondensator 5 wird über den Widerstand 6 nur langsam aufgeladen. Hat die Ladespannung am Kondensator 5 den Wert der Hilfsanodenzündspannung der Röhre I (7) erreicht, so wird diese gezündet und das Relais A (8) zieht an. Die Spannung wird an Klemme 52 (1000-\rolt-Bereich) gelegt. Im 1500-Volt-Bereich und 3000-Volt-Bereich wird die Röhre II (9) Tom Steuerkreis gezündet, das Relais B (10) zieht sofort an, und Relais A (8) schaltet nach Ablauf der Verzögerungszeit die Spannung zur KlemmeSl (zum 1500-Volt-Magnet an der Umschalteinrichtung) durch. Im 3000-Volt-Bereich zündet auch die Röhre III (11), und das Relais C (12) zieht an. Der Kontakt C2 unterbricht den Stromkreis von Relais^ (8), bevor die Röhre I (7) gezündet wird, so daß der Kontakt A1 nicht eingeschaltet werden kann. Der Kontakt C1 sorgt für eine sofortige Entladung des Kondensators 5, damit bei Wiederkehr einer niederen Spannung (150O oder 1000 Volt) die volle Zeitverzögerung erreicht wird. Im 1000-Volt-Bereich wird die Heizanlage nur mit Wechselstrom, im 3000-Volt-Bereich nur mit Gleichstrom betrieben, während im 1500-Volt-Bereich Wechselstrom und Gleichstrom vorhanden ist. Um in diesem Bereich den Ansprechwert der Röhre II (9) bei Wechsel- und Gleichspannung gleich groß zu machen, wird durch einen veränderlichen Wechselstromwiderstand 13 (Reihenschaltung von Potentiometer und Kondensator) der Maximalwert der positiven Welle auf die Höhe der entsprechenden Gleichspannung reduziert, während die negative Halbwelle durch einen Gleichrichter 14 kurz geschlossen wird, da die Hilfsanoden der Röhren nur positive Spannungen erhalten dürfen. Bei Spannungsrückgang bleibt die vorhandene -Schaltstellung erhalten, bis die Halteströme der Relais unterschritten werden. Ein besonderer Vorteil der Spannungswähleinrichtung gemäß der Erfindung liegt darin, daß sie in einen Arbeits- und einen Steuerkreis aufgeteilt ist. Außerdem kann der elektronische Teil für sich in einem Gehäuse völlig gekapselt zusammengefaßt werden. Wenn dann noch die Verbindungen des elektronischen Teiles mit dem Relaisteil durch Steckerbuchsen erfolgt, läßt sich der elektronische Teil leicht vom Gesamtaufbau trennen und auswechseln. Patentansprüche:

1. Spannungswähleinrichtung für elektrische Mehrspannungsheizanlagen, insbesondere für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge, mit durch eine Relaisschaltung in Abhängigkeit von der Betriebsspannung gesteuerten Umschaltschützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais mit einer von der Betriebsspannung erzeugten, jedoch von deren Höhe unabhängigen konstanten Spannung betrieben und durch besondere Steuerorgane mit unterschiedlicher Ansprechspannung in Abhängigkeit von der jeweiligen Höhe der Betriebsspannung eingeschaltet werden.

2. Spannungswähleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an den Relais durch Stabilisatoren konstant gehalten wird.

3. Spannungswähleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerorgane Kaltkathodenglimmrelais verwendet werden, an deren Zündanoden über Vorwiderstände und einstellbare Potentiometer die ungeregelte Betriebsspannung gelegt ist.

4. Spannungswähleinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Teil in einem Gehäuse zusammengefaßt und gekapselt ist.

5. Spannungswähleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Teil über Steckverbindungen mit dem Relaisteil verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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