DE517328C

DE517328C - Converter system for generating auxiliary currents of low voltage

Info

Publication number: DE517328C
Application number: DEW78244D
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Brake and Signal Co Ltd
Current assignee: Siemens Mobility Ltd
Priority date: 1927-01-28
Filing date: 1928-01-20
Publication date: 1931-02-06

Description

Die Erfindung betrifft Eisenbahnsignalsysteme mit Schienenstromkreis und bezweckt, Anordnungen zu schaffen, durch welche Signalstrom geeigneter Beschaffenheit dem Schienenstromkreis aus einer Gleichstromquelle von verhältnismäßig hoher Spannung zugeführt werden kann.The invention relates to railway signal systems with a rail circuit and aims To create arrangements through which signal stream of suitable nature the Rail circuit from a direct current source of relatively high voltage can be fed.

Im Falle von Dampfeisenbahnen ist in gewissen Fällen eine passende Kraftquelle die Gleichstromzuführung, die für Beleuchtung oder Kraft mit der gewöhnlichen normalen, verhältnismäßig hohen Spannung benutzt wird. Indes kann unter diesen Bedingungen die notwendige Verringerung der Gleichstromspannung auf diejenige, die für Signalzwecke dem Schienenstromkreis aufgedrückt werden muß, nicht durch irgendwelche Anordnungen bewirkt werden, welche die unmittelbare Verbindung einer Klemme des Zuleitungs-Stromkreises zu den Schienen bedingen, da dies notwendigerweise die Erdung eines Poles des Zuleitungsstromkreises erfordern würde.In the case of steam trains, there is a suitable source of power in certain cases the DC power supply that is used for lighting or force is used with ordinary normal, relatively high tension. However, under these conditions, the necessary reduction in DC voltage can be achieved on that which must be imposed on the rail circuit for signaling purposes, not by any arrangements which are the direct connection of a terminal of the supply circuit to the rails, as this would necessarily require the grounding of one pole of the supply circuit.

In dem Falle einer elektrischen EisenbahnIn the case of an electric train

ist es in gewissen Fällen zweckmäßig, eine Zuleitung von Signalstrom aus der dritten Schiene oder der Oberleitung des Systems, die dem Gleichstrom für Fahrzwecke zugeführt wird, zu erhalten. Indes ist in solchen Fällen nicht nur die Fahrstromspannung für Signalzwecke ungeeignet, sondern es müssen auch die Relais und sonstigen benutzten Schienenstromkreisapparate notwendigerweise gegen eine Betätigung durch den Fahrstrom immun gemacht werden.it is advisable in certain cases to feed signal current from the third Rail or the overhead line of the system, which is fed to the direct current for driving purposes will get. In such cases, however, not only is the traction voltage for Signaling purposes unsuitable, but the relays and others must also be used Rail circuit apparatus necessarily against actuation by the traction current to be made immune.

In beiden vorstehend betrachteten Fällen kann die notwendige Verringerung der Spannung auf die für Signalzwecke erforderliche, offenbar durch die Verwendung von Motorgeneratoren bewirkt werden. Indes stehen die Anschaffungskosten und die Kosten der Erhaltung solcher Generatoren besonders an abgelegenen Punkten eines Eisenbahnsystems einer solchen Anordnung entgegen, wie ohne weiteres verständlich ist.In both cases considered above, the necessary reduction in tension to that required for signaling purposes, apparently through the use of motor-generators be effected. However, the acquisition costs and the costs of maintaining such generators are particularly important remote points of a railroad system oppose such an arrangement, as without further is understandable.

Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß Anordnungen vorgesehen sind, durch welche Signalstrom von der verhältnismäßig niedrigen Spannung und unter geeigneten Bedingungen aus einer Gleichstromzuleitung von verhältnismäßig hoher Spannung, wie die vorerwähnte, erhalten werden kann, ohne daß die Benutzung eines Apparates nötig ist, der bewegte Teile hat, und zwar in einer verhältnismäßig sparsamen und wirksamen Weise.According to the invention, these difficulties are overcome in that arrangements are provided through which signal current of the relatively low voltage and under suitable conditions from a direct current supply line of relatively high voltage, such as the one mentioned above, can be obtained without the need to use an apparatus that moves Has parts in a relatively economical and effective manner.

Nach dem Hauptmerkmal der ErfindungAccording to the main feature of the invention

' wird eine an sich bekannte, den Gleichstrom periodisch bzw. taktmäßig unterbrechende Vorrichtung,, z. B. eine Vakuumröhre, und ein mit dieser zusammenwirkender Transforma-'becomes a known per se, which interrupts the direct current periodically or clockwise Device ,, z. B. a vacuum tube, and a transformer cooperating with this

tor in der Weise verwendet, daß die Niederspannungsseite des Transformators zur Lieferung der Eisenbahnsignalströme dient, die dem Schienenkreis entweder unmittelbar oder nach Gleichrichtung zugeführt werden. Hierbei kann die den Gleichstrom unterbrechende Vorrichtung, insbesondere eine Vakuumröhre, in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators an die Klemmen eines Kondensators ίο angeschlossen sein.tor used in such a way that the low voltage side of the transformer is used to supply the railway signal currents that be fed to the rail circuit either immediately or after rectification. Here can the device interrupting the direct current, in particular a vacuum tube, in Series with the primary winding of the transformer to the terminals of a capacitor ίο be connected.

Die Erfindung soll nun in beispielsweisen Ausführungen an der Hand der Zeichnungen erläutert werden, in welchen entsprechende Elemente der verschiedenen dargestellten Schaltungen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.The invention will now be illustrated by way of example with reference to the drawings be explained in which corresponding elements of the various represented Circuits are provided with the same reference numerals.

Abb. ι ist die schematische Ansicht eines Systems, bei welchem «in Gleichstromkreis für Beleuchtung oder Kraftzwecke von gewohnlicher normaler Spannung als Stromquelle dient.Fig. Ι is the schematic view of a System in which «in direct current circuit for lighting or power purposes of more common normal voltage is used as a power source.

Abb. 2 und 3 sind schematische Ansichten abgeänderter Ausführungsformen des in Abb. 1 dargestellten Systems in solcher Ausgestaltung, daß als Quelle des .Signalstrom.es die dritte Schiene oder die Oberleitung eines elektrischen Eisenbahnsystems benutzt wird. Bei der Anordnung nach Abb. 1 ist ein Kondensator ι zweckmäßig von veränderlicher Kapazität, wie in-der Zeichnung angedeutet, an die Gleichstromleitung 2, 3 in Reihe mit einem veränderlichen Widerstand 4 angescluossen und eine Neonröhre oder sonstige Vakuumröhre 5 in Reihe mit der Primärwicklung 6 eines Transformators 7 an die Klemmen, des Kondensators angeschlossen. Die negative Zuleitung 3 ist mit der Kathode 8 der Neonröhre 5 verbunden, deren Anode 9 durch die Primärwicklung 6 des Transformators mit der anderen bzw. positiven Klemme des Kondensators 1 verbunden ist. Die Klemmen der Sekundärwicklung 10 des Transformators 7, der ein geeignetes Übersetzungsverhältnis hat, sind an diagonal gegenüberliegende Punkte eines Gleichrichtersystems 11 angeschlossen, welches vier Gleichrichtereinheiten 12, 13, 14 und 15 besitzt, die vorzugsweise nach dem Kupferoxydsystem hergestellt und in der bekannten Wheatstoneschen Brückenschaltung angeordnet sind, während die anderen diagonal gegenüberliegenden Punkte des Gleichrichtersystems 11 mit der Schiene 16 bzw. mit der Schiene 16^a durch einen geeigneten einstellbaren Widerstand 17 verbunden sind.Figures 2 and 3 are schematic views of modified embodiments of the system shown in Figure 1 such that the third rail or overhead contact line of an electrical railway system is used as the source of the signal current. In the arrangement according to Fig. 1, a capacitor ι expediently of variable capacitance, as indicated in the drawing, is connected to the direct current line 2, 3 in series with a variable resistor 4 and a neon tube or other vacuum tube 5 in series with the primary winding 6 of a transformer 7 connected to the terminals of the capacitor. The negative lead 3 is connected to the cathode 8 of the neon tube 5, the anode 9 of which is connected to the other or positive terminal of the capacitor 1 through the primary winding 6 of the transformer. The terminals of the secondary winding 10 of the transformer 7, which has a suitable transformation ratio, are connected to diagonally opposite points of a rectifier system 11, which has four rectifier units 12, 13, 14 and 15, which are preferably manufactured according to the copper oxide system and arranged in the known Wheatstone bridge circuit are, while the other diagonally opposite points of the rectifier system 11 are connected to the rail 16 or to the rail 1 6 ^a by a suitable adjustable resistor 17.

Die Wirkungsweise des Systems ist folgende: The system works as follows:

Die Gleichstromspannung des Zuleitungsstromkreises wird dem Kondensator 1 durch den veränderlichen Widerstand 4 aufgedrückt, und der Kondensator 1 wird dadurch geladen, j bis seine rückwirkende Spannung einen genügenden Wert erreicht, um eine Entladung zwischen der Anode 9 und der Kathode 8 der Neonröhre 5 zu verursachen. Sobald dies eintritt, geht eine Stromwelle durch die Primärwicklung 6 des Transformators 7 und, sobald die Spannung im Kondensator 1 dadurch auf einen Wert verringert wird, der nicht mehr hinreicht, die Entladung in der Neonröhre aufrechtzuerhalten, wird der Stromkreis, der diese Röhre einschließt, unterbrochen. Diese Reihe von Vorgängen wiederholt sich periodisch. Der die Primärwicklung 6 des Transformators durchlaufende Strom besteht somit aus aufeinanderfolgenden Wellen von Gleichstrom, welche durch den Transformator 7 in Wechselstrom von verringerter Spannung umgewandelt werden, und dieser Wechselstrom wird in dem Gleichiichtersystem 11 gleichgerichtet und den Schienen 16, i6^a eines Blockabschnittes A-B als pulsierender Gleichstrom zugeführt. Es ist somit ersichtlich, daß der effektiv die Schienen 16, i6^a durchlaufende Signalstrom ein Strom von einer Richtung ist, und das Relais, wie es bei 18 angedeutet ist, sowie die sonstigen Signalapparate, die an den Schienenstromkreis angeschlossen sind, werden somit Gleichstromapparate sein können.The DC voltage of the supply circuit is impressed on the capacitor 1 through the variable resistor 4, and the capacitor 1 is charged by j until its retroactive voltage reaches a value sufficient to cause a discharge between the anode 9 and the cathode 8 of the neon tube 5. As soon as this occurs, a current wave goes through the primary winding 6 of the transformer 7 and, as soon as the voltage in the capacitor 1 is thereby reduced to a value which is no longer sufficient to maintain the discharge in the neon tube, the circuit that includes this tube, interrupted. This series of processes repeats itself periodically. The current passing through the primary winding 6 of the transformer thus consists of successive waves of direct current, which are converted by the transformer 7 into alternating current of reduced voltage, and this alternating current is rectified in the rectifier system 11 and the rails 16, i6 ^{a of} a block section AB as pulsating Direct current supplied. It can thus be seen that the ^{signal current effectively traversing rails 16, i6a is a} unidirectional current and the relay as indicated at 18, as well as the other signaling apparatus connected to the rail circuit, will thus be direct current apparatus can.

Die vorbeschriebene Anordnung ist für solche Fälle geeignet, wo ein verhältnismäßig geringer Betrag an Energie für die Signale erforderlich ist, und auf Wunsch kann eine Anzahl von Zuleitungseinheiten, von denen jede in der vorbeschriebenen Weise angeordnet ist, parallel zwischen die Zuleitungen 2, 3 und den Schienenstromkreis geschaltet werden. Für Gleichstromkreise von höherer Spannung kann die Neonröhre 5 durch eine Argonröhre ersetzt werden, und eine erhöhte Stromleistung kann durch die Benutzung einer Quecksilberdampfröhre erhalten werden. Es ist somit zu bemerken, daß die Erfindung nicht auf ein besonderes System der Vorrichtung zur Bewirkung der unterbrochenen Wellen in der Primärwicklung 6 des Transformators 7 beschränkt ist.The above-described arrangement is suitable for those cases where a relatively small amount of energy is required for the signals, and if desired one can be Number of lead units, each of which is arranged in the manner described above is connected in parallel between the supply lines 2, 3 and the rail circuit will. For higher voltage DC circuits, the neon tube 5 can be replaced by an argon tube, and an increased power output can be achieved through the Using a mercury vapor tube can be obtained. It is thus to be noted that the invention does not apply to a special system of the device for effecting the interrupted waves in the primary winding 6 of the transformer 7 is limited.

Eine Anwendung der Erfindung auf den no Fall, wo die Signalstromquelle die dritte Schiene oder die Oberleitung einer elektrischen Eisenbahn ist, zeigt Abb. 2. Hierbei ist dieselbe allgemeine Anordnung gewählt unter Weglassung des Gleichrichtersystems der Abb. 1, indem die Sekundärwicklung ι ο des Transformators 7 unmittelbar an die Schienen 16, 16" durch einen geeigneten veränderlichen Widerstand 17 angeschlossen ist. In diesem Fall ist der wirklich den Schienenstromkreis durchlaufende Signalstrom ein Wechselstrom und das Relais, wie es bei 19An application of the invention to the case where the signal current source is the third rail or the overhead contact line of an electric train is shown in Fig. 2. Here, the same general arrangement is chosen, omitting the rectifier system in Fig. 1, in which the secondary winding ι ο of the transformer 7 is directly connected to the rails 16,16 ″ through a suitable variable resistor 17. In this case the signal current actually passing through the rail circuit is an alternating current and the relay, as shown at 19

angedeutet ist., sowie die sonstigen Signalapparate, sind Wechselstromapparate. Das Relais 19 in Abb. 2 ist ein Relais mit zwei Elementen 20 und 21, und zwar wird der dem Element bzw. der Wicklung 20 des Relais ig zugeführte Strom vorzugsweise, wie in der Zeichnung dargestellt, aus einer zweiten Sekundärwicklung 22 des Transformators 7 gelief ert, während die andere Wicklung 21 an die Schienen 16, i6^e in gewöhnlicher Weise angeschlossen ist.is indicated., as well as the other signal apparatus, are alternating current apparatus. The relay 19 in Fig. 2 is a relay with two elements 20 and 21, namely the current supplied to the element or the winding 20 of the relay ig is preferably supplied from a second secondary winding 22 of the transformer 7, as shown in the drawing ert, while the other winding 21 is connected to the rails 16, i6 ^e in the usual way.

Abb. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des in Abb. 2 dargestellten Systems. In Abb. 3 ist ein Gleichstromrelais 23 verwendet, indem ein Gleichrichtersystem 24 in die Verbindung des Relais 23 mit dem Schienenstromkreis eingeschaltet ist, und zwar schließt diese Verbindung vorzugsweise einen Transformator 25 ein, dessen Primärwicklung 26 durch einen Kondensator 27 an die Schienen 16, 16« angeschlossen ist, während die Sekundärwicklung 28 des Transformators 25 mit diagonal gegenüberliegenden Punkten des Gleichrichtersystems 24 verbunden ist, welches vier Gleichrichtereinheiten 29, 30, 31 und 31 enthält, die vorzugsweise Trockengleichrichter und in Brückenschaltung angeordnet sind, während die beiden andern diagonal gegenüberliegenden Punkte des Gleichrichtersystems 24 an die Klemmen des Relais 23 angeschlossen sind. Am Zuleitungsende des Blockabschnittes ist ein Kondensator 33 vorzugsweise von veränderlicher Kapazität, wie in der Zeichnung angedeutet, in die Verbindung von Sekundärwicklung 10 des Transformators 7 und Schienenstromkreis eingeschlossen.FIG. 3 shows a modified embodiment of the system shown in FIG. In Fig. 3 is a DC relay 23 used by adding a rectifier system 24 to the Connection of the relay 23 with the rail circuit is switched on, and this connection preferably includes one Transformer 25, whose primary winding 26 is connected to the rails through a capacitor 27 16, 16 «is connected, while the Secondary winding 28 of transformer 25 connected to diagonally opposite points of the rectifier system 24, which four rectifier units 29, 30, 31 and 31 contains, which are preferably dry rectifiers and arranged in a bridge circuit, while the other two diagonally opposite points of the rectifier system 24 are connected to the terminals of relay 23. At the feed end of the block section is a capacitor 33, preferably of variable capacitance, as indicated in the drawing, in the connection of Secondary winding 10 of transformer 7 and rail circuit included.

Die Wirkungsweise der Systeme nach Abb. 2 und 3 ist dieselbe wie die nach Abb. 1 und ohne weitere Beschreibung leicht verständlich.The operation of the systems according to Fig. 2 and 3 is the same as that of Fig. 1 and easily understandable without further description.

Die Erfindung ist offenbar nicht auf die besonderen Anordnungen und Schaltungen, wie sie vorstehend beispielsweise beschrieben sind, beschränkt; vielmehr können diese in vieler Hinsicht innerhalb des Rahmens der Erfindung verändert werden, um besonderen Betriebsbedingungen zu entsprechen.The invention is evidently not limited to the particular arrangements and circuits as described above, for example, limited; rather, they can be in many ways within the scope of the invention can be modified to special To meet operating conditions.

Claims

Patent claims:

1. Converter system for generating auxiliary currents of low voltage from one existing high voltage direct current network using a direct current clockwise interrupting device, z. B. a vacuum tube, and a transformer cooperating with this, characterized in that the low voltage side of the transformer for the delivery of railway signal streams, which the rail circuit either directly or after rectification.

2. Converter system according to claim 1, characterized in that the the Direct current interrupting device (vacuum tube 5) in series with the primary winding (6) of the transformer (7) is connected to the terminals of a capacitor (1).

1 sheet of drawings