DE1006004B

DE1006004B - Four-wire circuit for three-phase controlled and DC monitored electric motor drives for switches, track barriers or the like.

Info

Publication number: DE1006004B
Application number: DES44906A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kowallik
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-07-26
Filing date: 1955-07-26
Publication date: 1957-04-11

Description

Vieradrige Schaltung für mit Drehstrom gesteuerte und mit Gleichstrom überwachte elektromotorische Antriebe von Weichen, Gleissperren od. dgl. Die Einschränkung des Kabelaufwandes bei drehstromgesteuerten Antrieben für Weichen, Gleissperren od. dgl. hat in der modernen Signaltechnik zur Entwicklung vieradriger Schaltungen geführt, bei denen der Endlageüberwachungsstrom alle in Reihe geschalteten Kabeladern durchfließt. Ein wesentliches Merkmal dieser Schaltungen besteht darin, daß am Ende jeder Antriebsumstellung der Motor durch einen Antriebskontakt zunächst nur einphasig am Antrieb abgeschaltet wird und erst ein die erreichte Endlage überprüfendes Relais die Abschaltung aller drei Phasenleiter im Stellwerksschaltraum bewirkt. Für den Anlauf des Motors bei einer neuen Umstellung ist entweder eine zweiphasige Erregung oder auch insbesondere bei Schaltungen für gekuppelte Weichen für den zuerst umlaufenden Antrieb eine unsymmetrisch dreiphasige Erregung mit Hilfe von Reaktanzbrücken vorgesehen. Ein unerläßliches Erfordernis bei allen diesen vieradrigen Schaltungen mit im Überwachungsstromkreis in Reihe geschalteten Kabeladern ist die Anordnung von Antriebskontakten in den Sternpunktverbindungen des Motors. Man ist also bei diesen Ausführungen auf Motoren angewiesen, die nach dem Sternschaltungsprinzip arbeiten, ohne jedoch von festangeschlossenen Sternpunktverbindungen Gebrauch machen zu können. Ebenso wenig kann bisher derselbe Antriebsmotor bei entsprechenden Betriebsspannungsverhältnissen in Dreieckschaltung verwendet werden. Zwar ist dies bei einer anderen vieradrigen Schaltung möglich; diese hat aber den Nachteil, daß der Überwachungsstrom nicht über alle vier Kabeladern geführt werden kann. Außerdem besteht bei dieser Schaltung noch der Mangel, daß beim Anlaufen Zwischenstellungen der Arbeitskontakte auftreten können, aus denen der Antrieb nicht weiter bewegt werden kann, weil nur noch eine einphasige Erregung möglich ist. In diesen Zwischenstellungen ist nämlich der Überwachungskontakt bereits für die vorher eingenommene Endstellung des Antriebes geöffnet, der Laufstellungskontakt aber noch nicht geschlossen, so daß eine der drei Motorwicklungen abgeschaltet ist.Four-wire circuit for three-phase controlled and direct current monitored electric motor drives of points, track barriers or the like. The restriction the amount of cables required for three-phase current-controlled drives for switches and track barriers od. The like. Has in modern signaling technology for the development of four-wire circuits in which the end position monitoring current is all cable cores connected in series flows through. A key feature of these circuits is that in the end each drive changeover of the motor through a drive contact initially only single-phase at the drive is switched off and only a relay that checks the end position reached causes the disconnection of all three phase conductors in the interlocking control room. For the The start of the motor with a new conversion is either a two-phase excitation or especially in the case of circuits for coupled points for the first circulating Drive an asymmetrical three-phase excitation provided with the help of reactance bridges. An indispensable requirement for all of these four-wire circuits in the monitoring circuit Cable cores connected in series is the arrangement of drive contacts in the Star point connections of the motor. So you are on motors with these versions that work according to the star connection principle, but without permanently connected To be able to make use of star point connections. Nor can the same thing so far Drive motor with corresponding operating voltage conditions in delta connection be used. This is possible with a different four-wire circuit; but this has the disadvantage that the monitoring current does not pass through all four cable cores can be performed. In addition, there is still the shortcoming in this circuit that when starting intermediate positions of the working contacts can occur, from which the drive cannot be moved any further because only a single-phase excitation remains is possible. The monitoring contact is already in these intermediate positions The running position contact is opened for the previously assumed end position of the drive but not yet closed, so that one of the three motor windings is switched off.

Gemäß der Erfindung wird bei vieradrigen Schaltungen für mit Drehstrom gesteuerte und mit Gleichstrom überwachte elektromotorische Antriebe die Verwendung von Drehstrommotoren sowohl in Stern- als auch in Dreieckschaltungen ermöglicht, wenn zwei Reaktanzbrücken vorgesehen sind, von denen jeweils eine den entsprechend der Endlage geöffneten Antriebskontakt überbrückt. Die vorzugsweise aus einem Kondensator und einem Widerstand bestehenden Reaktanz-Brücken ermöglichen abwechselnd in beiden Endlagen des Antriebes das Anlaufen des Antriebsmotors mit drehphasig unsymmetrischer Erregung. Anschließend erfolgt beim Umstellen stets eine dreiphasige symmetrische Erregung, weil durch den beim Anlauf zustande kommenden Antriebskontaktwechsel die Kontaktwechsel die zunächst wirksame Reaktanzbrücke kurzgeschlossen wird. Für den die Antriebsendlagen überprüfenden Überwachungsstrom wirken die Reaktanzbrücken als Sperrschaltmittel, so daß der Endlageüberwachungsstrom über alle vier Kabeladern und bei Verwendung von Motoren in Sternschaltung auch über zwei in Reihe liegenden Motorwicklungen geführt werden kann.According to the invention, with four-wire circuits for three-phase current controlled electromotive drives monitored with direct current support the use of three-phase motors in both star and delta connections, if two reactance bridges are provided, one of which corresponds to the the drive contact that is open to the end position is bridged. The preferably from a capacitor and a resistor allow existing reactance bridges to alternate in both End positions of the drive the start-up of the drive motor with rotational phase asymmetrical Excitement. Then a three-phase symmetrical always takes place when switching Excitation, because the drive contact change that occurs during start-up causes the Contact change the initially effective reactance bridge is short-circuited. For the The reactance bridges affect the monitoring current that checks the drive end positions as a blocking switch, so that the end position monitoring current over all four cable cores and when using motors in star connection, also via two in series Motor windings can be performed.

An Hand der Zeichnung sei der Erfindungsgegenstand beispielsweise erläutert.The subject of the invention is exemplified by the drawing explained.

Es bedeuten R, S, T die Phasenleiter eines Drehstromnetzes, P den Pluspol einer Überwachungsstromquelle, deren Minuspol M mit dem Nullpunkt 0 des Stellnetzes R, S, T galvanisch verbunden ist. Der Antrieb ist mit einem im Stern geschalteten Motor ausgerüstet, der mit den Wicklungen 51, 52, 53 versehen ist; außerdem enthält der Antrieb die Umschaltkontakte 61, 62, von denen 61 u in der Plusendlage und 62 u in der Minusendlage geschlossen ist, während beim Umlaufen des Antriebes die Kontakte 611 und 621 geschlossen sind. Für die Umstellung des Antriebes sind zwei nicht dargestellte Relais 30 und 40 vorgesehen, von denen das Relais 30 als Spannungswechselrelais je nach dem Betriebszustand mit den Kontakten 301 und 302 die Überwachungsstromquelle P, M oder mit den Kontakten 303, 304, 305 das Drehstromstellnetz R, S, T anschaltet, während das Relais 40 mit den Kontakten 401 bis 406 bestimmt, in welcher Lage sich die Weiche befinden soll. Die übereinstimmende Endlage zwischen dem Relais 40 und dem Antrieb wird durch den Überwacher 10 überprüft. Außerdem ist noch ein Überwacher 20 angeordnet, der beim Auffahren der Weiche auf an sich bekannte Weise anspricht und mit seinem Kontakt 201 den Überwacher 10 abschaltet.R, S, T denote the phase conductors of a three-phase network, P the positive pole of a monitoring current source, the negative pole M of which is galvanically connected to the zero point 0 of the control network R, S, T. The drive is equipped with a star-connected motor with windings 51, 52, 53; In addition, the drive contains the changeover contacts 61, 62, of which 61 u is closed in the plus end position and 62 u in the minus end position, while the contacts 611 and 621 are closed when the drive rotates. To switch the drive, two relays 30 and 40, not shown, are provided, of which the relay 30 as a voltage change relay, depending on the operating state with the contacts 301 and 302, the monitoring current source P, M or with the contacts 303, 304, 305 the three-phase control network R, S, T turns on, while the relay 40 with the contacts 401 to 406 determines in which position the switch should be. The matching end position between the relay 40 and the drive is checked by the monitor 10. In addition, a monitor 20 is also arranged, which responds in a manner known per se when the switch is opened and switches off the monitor 10 with its contact 201.

Die Zeichnung zeigt den Schaltungszustand bei Plusstellung des Antriebes. Der Überwacher 10 ist im Plusüberwachungsstromkreis P-20-301-401-1-61 11-3-201-10-402-2-62 1-52-53-4-302-M, 0 erregt. Soll der Antrieb umgestellt werden, so wechselt das Relais 30 in die Arbeitsstellung, schaltet mit seinen Kontakten 301, 302 die Überwachungsstromquelle P, M ab und mit den Kontakten 303, 304, 305 die Phasenleiter R, S, T des Drehstromnetzes an. Außerdem hat das Relais 40 seinen Wechsel in die Minusstellung vollzogen. Hierdurch sind die Kontakte 401 bis 403 geöffnet und 404 bis 406 geschlossen worden. Der Antrieb läuft also an, weil der Motor 51, 52, 53 im Stromkreise dreiphasig unsymmetrisch erregt ist. Beim Anlauf wird der Antriebskontakt 611 geschlossen und damit die aus dem Kondensator 711 und dem Widerstand 712 bestehende Reaktanzbrücke kurzgeschlossen, so daß der Motor 51, 52, 53 bis zum Erreichen der Minusstellung dreiphasig symmetrisch im Stromkreise erregt ist. Mit dem Erreichen der Minusstellung schließt der Kontakt 62u, so daß der Überwacher 10 bei noch erregtem Motor im Stromkreise S-304-406-405-10-201-3-62 zc-2-404-305-7' anspricht und seinerseits das Relais 30 wieder in die Grundstellung zurückbringt, dessen Kontakte 301 bis 305 dann wieder die in der Zeichnung dargestellte Grundstellung einnehmen. Hiermit ist das Stellnetz vollständig abgeschaltet. Das Ansprechen des Überwachers 10 mit der Wechselspannung wird durch die Ventilzelle 100 ermöglicht, die einen Teil der Überwacherwicklung überbrückt und so gepolt ist, daß sie für den Endlageüberwachungsstrom undurchlässig ist. Die übereinstimmende Minuslage am Relais 40 und am Antrieb wird durch den. Überwacher 10 gemeldet, der im Stromkreise P-20-301-404-2-62 u-3-201-10-405-1-61 1-51-53-4-302-M angeschaltet bleibt.The drawing shows the circuit status when the drive is in the positive position. The monitor 10 is energized in the positive monitoring circuit P-20-301-401-1-61 11-3-201-10-402-2-62 1-52-53-4-302-M, 0 . If the drive is to be switched over, the relay 30 changes to the working position, switches off the monitoring current source P, M with its contacts 301, 302 and switches on the phase conductors R, S, T of the three-phase network with the contacts 303, 304, 305. In addition, the relay 40 has made its change to the minus position. As a result, contacts 401 to 403 have been opened and 404 to 406 have been closed. The drive starts up because the motor 51, 52, 53 is in the electrical circuit three-phase asymmetrically excited. When starting, the drive contact 611 is closed and thus the reactance bridge consisting of the capacitor 711 and the resistor 712 short-circuited so that the motor 51, 52, 53 is three-phase symmetrically in the circuit until the minus position is reached is excited. When the minus position is reached, the contact 62u closes, so that the monitor 10 responds with the motor still excited in the circuit S-304-406-405-10-201-3-62 zc-2-404-305-7 'and that in turn Relay 30 returns to the basic position, the contacts 301 to 305 of which then again assume the basic position shown in the drawing. With this the set net is completely switched off. The response of the monitor 10 with the alternating voltage is made possible by the valve cell 100, which bridges part of the monitor winding and is polarized so that it is impermeable to the end position monitoring current. The matching minus position on relay 40 and on the drive is through the. Monitor 10 reported, which remains switched on in circuits P-20-301-404-2-62 u-3-201-10-405-1-61 1-51-53-4-302-M.

Der Überwacher 10 ist auf an sich bekannte Weise mit einer hochohmigen, der Überwacher 20 mit einer niedrigohmigen Wicklung versehen. Der am überwacher 10 auftretende Spannungsabfall ist so groß, daß der Überwacher 20 in den beiden Endlagen nicht ansprechen kann. Der Überwacher 20 erhält nur einen ausreichenden Ansprechstrom, wenn die Weiche aufgefahren wird, wobei der jeweils in Überwachungslage u befindliche Antriebskontakt 61 oder 62 in die Laufstellung 1 bewegt wird.The monitor 10 is known per se with a high-resistance, the monitor 20 is provided with a low-resistance winding. The one on the supervisor 10 occurring voltage drop is so great that the monitor 20 in the two Cannot address end positions. The supervisor 20 only receives a sufficient one Response current when the switch is opened, whereby the is in the monitoring position u located drive contact 61 or 62 is moved into the running position 1.

Die Umstellung des Antriebes aus der Minusstellung in die Plusstellung verläuft entsprechend der geschilderten Umstellung von Plus nach Minus.The changeover of the drive from the minus position to the plus position runs according to the described change from plus to minus.

Für die praktische Anwendung des Erfindungsgedankens ist es gleichgültig, ob außer dem Spannungswechselrelais 30 noch selbsttätige Spannungsabschalter od. dgl. vorgesehen werden, durch welche die Stellspannungseinrichtung auf den Motor seitlich begrenzt wird. Außerdem ist es für die Anwendung der Erfindung belanglos, ob als Spannungswechselrelais 30 und Stellrelais 40 bei Stellwerken mit elektrischen Verschlüssen Stützrelais, Kipprelais oder gewöhnliche Schütze oder an Stelle des Relais 40 bei Stellwerken mit Verschlußregister zwangläufig von Hand gesteuerte Kontakte verwendet werden.For the practical application of the idea of the invention, it is of no importance whether in addition to the voltage change relay 30 or automatic voltage cut-offs or. Like. Be provided, through which the control voltage device on the motor is laterally limited. In addition, it is irrelevant for the application of the invention, whether as voltage change relay 30 and control relay 40 in interlockings with electrical Locks support relays, toggle relays or ordinary contactors or in place of the Relay 40 necessarily manually controlled in interlockings with locking registers Contacts are used.

Der Blindwiderstand und der Wirkwiderstand jeder Reaktanzbrücke sind zweckmäßig so bemessen, daß der Antrieb zwar dreiphasig unsymmetrisch erregt darüber anlaufen, nicht aber einphasig weiterlaufen kann.The reactance and the real resistance of each reactance bridge are expediently dimensioned so that the drive is indeed energized asymmetrically in three phases can start, but cannot continue to run in single phase.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Four-wire circuit for electric motor drives for turnouts that are controlled by three-phase current and monitored by direct current. Track locks or the like, in which, when an end position is reached, a phase conductor of the control network is switched off by a drive contact from the drive and a relay that checks the end position that has been reached causes all three phase conductors in the signal box control room to be switched off, characterized in that two reactance bridges (711, 712 or 721, 722) are provided, one of which bridges the drive contact (61l or 621) opened according to the end position, and that the drive motor (51, 52, 53) excites three-phase asymmetrically when starting over this bridge until the running position is reached so that a three-phase motor can be used in normal star or delta connection.

2. Circuit in particular according to claim 1, characterized in that that the effective resistance and the reactance of each reactance bridge are dimensioned in such a way are that although the motor starts asymmetrically energized in three phases, not but can continue to run in single-phase excited.

3. Circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the preferably consists of a capacitor (711, 721) and a resistor (712, 722) formed reactance bridge for the drive end positions checking monitoring current works as blocking switching means.

4. Circuit after Claims 1 to 3 for drive motors in star connection, characterized in that that the end position monitoring current is transmitted through all four cable cores and two of the motor windings is led.