DE956238C

DE956238C - Circuit arrangement for electrical axle pressure compensation for AC locomotives with traction motors connected in series with one another in pairs

Info

Publication number: DE956238C
Application number: DES6505D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Mueller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1943-11-13
Filing date: 1943-11-13
Publication date: 1957-01-17

Description

Schaltungsanordnung zum elektrischen Achsdruckausgleich . für Wechselstromlokomotiven mit paarweise miteinander in Reihe geschalteten Fahrmotoren Es ist bekannt, bei Wechselstromlokorriotiven zum Zweck der Anpassung der Fahrmotordrehmomente an die Ent- bzw. Mehrbelastung der einzelnen Treibachsen durch das Moment der Zughakenkraft -den entlasteten Fahrmotoren weniger, den stärker belasteten mehr Spannung zuzuführen.Circuit arrangement for electrical axle pressure compensation. for AC locomotives with traction motors connected in series with one another in pairs AC locomotives for the purpose of adapting the drive motor torques to the Relief or additional load on the individual drive axles due to the moment of the pulling hook force -the unloaded traction motors less, the more heavily loaded more voltage.

Es ist ferner bekannt, bei paarweise miteinander in Reihe geschalteten Fahrmotoren diesen einen Spannungsteiler parallel zu schalten und den Mittelpunkt des Fahrmotorstromkreises nicht mit dem Mittelpunkt, sondern mit einem gegenüber dem Mittelpunkt des Spannungsteilers etwas verschobenen Anschlußpunkt am Spannungsteiler zu' verbinden, so daß ebenfalls der eine Fahrmotor mehr, der andere weniger Spannung erhält. Diese Spannungsdifferenz ist dann aber der Gesamtspannung proportional, d. h. der eine Fahrmotor .erhält .beispielsweise stets 47,5 °/o, 'der andere 52,5 9/o der Gesamtspannung, unabhängig davon, wie groß diese ist. Der zweite Fahrmotor wird daher während der ganzen Fahrt stärker belastet. Dies ist vielfach unerwünscht. Es soll vielmehr die Spannungsdifferenz beim Anfahren, wo große Zugkraft gebraucht wird, verhältnismäßig groß, bei voller Geschwindigkeit und in der Regel niedrigerer Zugkraft dagegen verhältnismäßig klein sein. Häufig liegen die Verhältnisse nun so, daß die Spannungsdifferenz ihrer absoluten Größe nach konstant sein kann. Es ist bekannt, in einem solchen Fall in die Verbindungsleitung zwischen dem Mittelpunkt des Spannungsteilers und dem. Mittelpunkt des Fahrmotörpaares einen besonderen Zusatztransformator einzuschalten, der eine Hilfsspannung geeigneter Größe und solcher Richtung ergibt, daß die Gesamtspannung des entlasteten Fahrmotors .kleiner, die des stärker belasteten größer wird. Beim Wechsel der Fahrtrichtung muß auch diese Hilfsspannung umgepolt werden.It is also known to connect a voltage divider in parallel with traction motors connected in series with one another and to connect the center point of the traction motor circuit not to the center point, but to a connection point on the voltage divider that is slightly shifted relative to the center point of the voltage divider, so that one too Drive motor more, the other receives less tension. This voltage difference is then proportional to the total voltage, ie one traction motor always receives 47.5%, for example, the other 52.5 % of the total voltage, regardless of how large it is. The second drive motor is therefore more heavily loaded during the entire journey. This is often undesirable. Rather, the voltage difference when starting up, where a large tractive force is needed, should be relatively large, while at full speed and generally with a lower tractive force, it should be relatively small. Often the situation is such that the voltage difference can be constant in terms of its absolute size. It is known in such a case in the connection line between the midpoint of the voltage divider and the. To turn on a special additional transformer in the middle of the pair of traction motors, which results in an auxiliary voltage of a suitable size and direction so that the total voltage of the unloaded traction motor .kleiner, that of the more heavily loaded is greater. When changing the direction of travel, the polarity of this auxiliary voltage must also be reversed.

Durch die Erfindung sollen nun dieser besondere Hilfstransformator und der zugehörige zweipolige Umschalter eingespart werden.The invention aims to provide this special auxiliary transformer and the associated two-pole changeover switch can be saved.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß den Fahrmotoren der entlasteten Achsen eine um einen konstanten Differenzbetrag kleinere, denen der stärker belasteten Achsen eine um den gleichen Betrag größere Spannung zugeführt wird, und zwar unabhängig von der Stufenspannung, d. h. der Gesamtspannung jedes Fahrmotorpaares, und zwar dadurch, daß die eine Klemme der Spannungsteilerwicklung mit an den an der Transformatorwicklung entlang geschalteten Stufenschalter angeschlossen ist, die andere Klemme aber nicht an den Nullpunkt der Transformatorwicklung, sondern an einen solchen Punkt, der um die verlangte Spannungsdifferenz der Fahrmotoren gegenüber dem Nullpunkt höher oder tiefer liegt.According to the invention this is achieved in that the traction motors of the relieved axles one smaller by a constant difference, those the more heavily loaded axles are supplied with a voltage that is higher by the same amount is independent of the step voltage, i. H. the total tension each Traction motor pair, namely that one terminal of the voltage divider winding connected to the tap changer connected along the transformer winding is, the other terminal is not to the zero point of the transformer winding, but at such a point, around the required voltage difference of the traction motors is higher or lower than the zero point.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Fig. i zeigt eine Schaltung mit zwei Umschaltekontakten für den Spannungsteileranschluß; Fig.2 zeigt eine Schaltung mit einem festen Anschluß des Spannungsteilers an dem Transformator.Fig. I shows a circuit with two changeover contacts for the voltage divider connection; Fig.2 shows a circuit with a fixed connection of the voltage divider to the Transformer.

An die Wicklung i des Haupttransformators sind über den beweglichen Kontakt :2 und den festen Kontakt 0 die Fahrmotoren 6 bis i i angeschlossen, von denen jeweils zwei miteinander in Reihe geschaltet sind. Die Erdung des Mittelpunktes der Wicklung i des Haupttransformators soll in an sich bekannter Weise verhindern, daß die Fahrmotoren die volle Spannung zwischen den Kontakten 2 und 0 gegen Erde führen. Entsprechend der Achsanordnung Co -Co' sind hier sechs Fahrmotoren angenommen, von denen beispielsweise die drei Fahrmotoren 6, 7 und 8 des vorderen Drehgestelles gleichmäßig entlastet, die drei Fahrmotoren 9, io und i i des hinteren Drehgestelles um ebensoviel gleichmäßig stärker belastet weiden. Die Mittelpunkte der Reihenschaltungen der Fahr-Motoren 6 und 9, 7 und io sowie 8 und ii sind an den nicht näher bezeichneten Mittelpunkt des Spannungsteilers 5 angeschlossen. Dieser liegt mit der einen Klemme ebenfalls am beweglichen Kontakt 2, mit der anderen Klemme aber nicht am festen Kontakt 0, sondern beispielsweise am Kontakt 3. Angenommen sei, zwischen dem Kontakt 3 und dem festen Kontakt 0 bestehe eine Spannungsdifferenz von 2o V, und der bewegliche Kontakt 2 liege an der Spannung 40 V. Dann liegt der Spannungsteiler mit der oberen Klemme am Potential 4o V, mit der unteren an 2o V, sein Mittelpunkt hat also. das Potential 30 V. Die Fahrmotoren 6, 7 und 8 liegen mit ihrer einen-(oberen) Klemme am Potential 40 V, mit der unteren Klemme am Potential der Mitte des Spannungsteilers, also an 30 V. Die ihnen zugeführte Spannung beträgt also io V. Die Fahrmotoren g, io und i i liegen mit ihrer einen (oberen) Klemme am Potential der Mitte des Spannungsteilers, also an 30 V, mit der unteren Klemme am Potential 0. Die ihnen zugeführte Spannung beträgt also 30 V, und der Unterschied zwischen den Fahrmotorspannungen beträgt 2o V.The traction motors 6 to ii are connected to the winding i of the main transformer via the movable contact: 2 and the fixed contact 0, two of which are connected in series with one another. The grounding of the center point of winding i of the main transformer is intended to prevent the traction motors from carrying the full voltage between contacts 2 and 0 to earth in a manner known per se. According to the axle arrangement Co -Co ' , six traction motors are assumed here, of which, for example, the three traction motors 6, 7 and 8 of the front bogie are equally relieved, the three traction motors 9, io and ii of the rear bogie are equally heavily loaded. The midpoints of the series connections of the traction motors 6 and 9, 7 and io and 8 and ii are connected to the midpoint of the voltage divider 5, which is not designated in any more detail. One of the terminals is also on the movable contact 2, but the other terminal is not on the fixed contact 0, but, for example, on the contact 3. Let us assume that there is a voltage difference of 20 V between the contact 3 and the fixed contact 0, and Movable contact 2 is at the voltage 40 V. Then the voltage divider with the upper terminal is at the potential 4o V, with the lower one at 2o V, so it has its center point. the potential is 30 V. The one (upper) terminal of the traction motors 6, 7 and 8 is at the potential of 40 V and the lower terminal is at the potential of the middle of the voltage divider, i.e. at 30 V. The voltage supplied to them is therefore io V. The traction motors g, io and ii have one (upper) terminal at the potential of the middle of the voltage divider, i.e. at 30 V, with the lower terminal at potential 0. The voltage supplied to them is therefore 30 V, and the difference between the Travel motor voltages is 2o V.

Schiebt man dagegen den beweglichen Kontakt 2 auf die einer Spannung von ioo V entsprechende Anzapfung -der Wicklung i, so hat die ,Mitte des Spannungsteilers 5 das Potential die Fahrmotoren 6, 7 und 8 erhalten eine Spannung von i oo - 6o = 4o V, die Fahrmotoren 9, i o und i i eine Spannung von 6o-o = 6o V, der Unterschied zwischen beiden Fahrmotorspeisespannungen ist wieder 2o V, bleibt also tatsächlich der absoluten Größe nach konstant, unabhängig von der Stellung des beweglichen Kontaktes 2.If, on the other hand, the movable contact 2 is pushed onto the tap of the winding i corresponding to a voltage of 100 V, the center of the voltage divider 5 has the potential the traction motors 6, 7 and 8 receive a voltage of i oo - 6o = 4o V, the traction motors 9, io and ii a voltage of 6o-o = 6o V, the difference between the two traction motor supply voltages is again 2o V, so it actually remains that constant in absolute size, regardless of the position of the movable contact 2.

Bei Fahrtrichtungswechsel müssen die drei Fahrmotoren 6, 7 und 8, die bisher die kleinere Spannung erhielten, eine größere Spannung zugeführt bekommen, die drei Fahrmotoren 9, io und i i dagegen eine kleinere. Man kann besondere Umschaltkontakte hierfür sparen durch eine Schaltung nach Fig. 2, in der nur das Fahrmotorpaar 6-9 dargestellt ist, und zwar erfolgt hier die Vertauschung der Anschlüsse gleichzeitig durch die Fahrtrichtungswender mit den Umschaltern 12-i5, 14-13, 16-i8 und 19-i7. Die Feldwicklungen 6' des Fahrmotors 6 bzw. g' des Fahrmotors 9 sind in an sich bekannter Weise mit doppelpoligen Umschaltern versehen. Für die eine Fahrtrichtung wird die rechte Klemme der Feldwicklung 6' durch den Umschalter 14-13 mit dem Anker des Fahrmotors 6 verbunden, gleichzeitig die linke Klemme über denUmschalter 12-15 mit dem -;---Pol (beweglicher Kontakt 2). Für die andere Fahrtrichtung wird die linke Klemme der Feldwicklung 6' über den Umschalter 14-13 mit dem Anker des Fahrmotors 6, die rechte Klemme über den Umschalter 19-i7 mit dem --Pol (Nullpunkt) verbunden. Ebenso wird von der Feldwicklung g des Fahrmotors 9 einmal die linke Klemme über den Umschalter 19-17 mit dem --Pol (Nullpunkt), das andere Mal die rechte Klemme über den Umschalter 12-15 mit dem + -Pol (beweglicher Kontakt 2) verbunden. Es werden also durch die ohnehin erforderlichen beiden Fahrtwender (Umschalter 12-i5, 14-13, i6-18 und 19-i7) ohne zusätzliche Kontakte nicht nur die Feldwicklungen, sondern es wird gleichzeitig das ganze Fahrmotorpaar umgeschaltet.When changing the direction of travel, the three drive motors 6, 7 and 8, which previously received the lower voltage are supplied with a higher voltage, the three traction motors 9, io and i i, however, have a smaller one. You can use special changeover contacts save for this by using a circuit according to FIG. 2, in which only the pair of traction motors 6-9 is shown, namely here the interchanging of the connections takes place at the same time through the reverser with switches 12-i5, 14-13, 16-i8 and 19-i7. The field windings 6 'of the traction motor 6 and g' of the traction motor 9 are in per se known way provided with double-pole changeover switches. For one direction of travel is the right terminal of the field winding 6 'through the switch 14-13 with the armature of the drive motor 6 is connected, at the same time the left terminal via the switch 12-15 with the -; --- pole (moving contact 2). For the other direction of travel, the left terminal of the field winding 6 'via the changeover switch 14-13 with the armature of the traction motor 6, the right terminal connected to the - pole (zero point) via the switch 19-i7. Likewise, the left terminal is once over from the field winding g of the traction motor 9 the switch 19-17 with the - pole (zero point), the other time the right terminal connected to the + pole (movable contact 2) via the switch 12-15. It will i.e. through the two travel reversers that are required anyway (switch 12-i5, 14-13, i6-18 and 19-i7) without additional contacts not only the field windings, but the entire pair of traction motors is switched over at the same time.

Für den Fall, daß die gekreuzten Leitungen von der Feldwicklung 6' nach dem Umschalter i9-17 bzw. von der Feldwicklung j nach dem Umschalter 12-15 praktisch eine unerwünschte Länge ergeben sollten, z. B. wenn der Fahrmotor 6 an dem einen, der Fahrmotor 9 an dem anderen Ende der Lokomotive liegt, kann man, um die größere und die kleinere Fahrmotorspannung unter sich zu vertauschen, auch einen anderen Weg einschlagen: Man legt die untere Klemme des Spannungsteilers 5 einmal etwas oberhalb, das andere Mal etwas unterhalb des Nullpunktes, in der Schaltung nach Fig. i also für Vorwärtsfahrt an den Kontakt 3, für Rückwärtsfahrt an den Kontakt 4, wobei die Spannung o-4, der Spannung o-3 entgegengesetzt gleich ist, also in dem oben angegebenen Zahlenbeispiel -:2o V beträgt. Liegt der bewegliche Kontakt a z. B. an ioo V, so hat die Mitte des Spannungsteilers 5 das Potential = + 40 V, die Fahrmotoren 6, 7 und 8 liegen also an einer Spannung von ioo - 4o - 6o V, die Fahrmotoren 9, io und i i liegen dagegen an einer Spannung von 40-0 = 40 V. Zum Umschalten der unteren Klemme des Spannungsteilers 5 ist dann zwar ein Umschalter erforderlich, ein Trennschalter muß jedoch sowieso vorgesehen werden, um bei abgeschalteten Fahrmotoren jedes Potential von ihnen fernzuhalten. Es kommt also nur noch ein Schalter hinzu, der überdies einen viel kleineren Strom als den Fahrmotorstrom führt.In the event that the crossed lines from the field winding 6 'after the changeover switch i9-17 or from the field winding j after the changeover switch 12-15 should result in practically an undesirable length, e.g. B. If the traction motor 6 is at one end of the locomotive and the traction motor 9 is at the other end, you can also take a different approach in order to swap the larger and smaller traction motor voltages: you place the lower terminal of the voltage divider 5 once a little above, the other time a little below the zero point, in the circuit according to FIG. So in the numerical example given above -: 2o V is. If the movable contact a z. B. at 100 V, the center of the voltage divider 5 has the potential = + 40 V, the traction motors 6, 7 and 8 are therefore at a voltage of 100 - 40 - 6o V, the traction motors 9, io and ii, on the other hand, are at a voltage of 40-0 = 40 V. To switch the lower terminal of the voltage divider 5 a changeover switch is then required, but a disconnector must be provided anyway in order to keep any potential away from them when the traction motors are switched off. So there is only one switch that also carries a much smaller current than the traction motor current.

Claims

PATE NTTANSPRÜCliE-i. Circuit arrangement for electrical axle pressure compensation for AC locomotives with traction motors connected in series in pairs, where a voltage divider is connected in parallel so that the center of a each traction motor pair is connected to the center point of the voltage divider winding is, characterized in that the traction motors of the relieved axes one to a constant difference smaller than that of the more heavily loaded axles by the same amount larger voltage is supplied, regardless of the step voltage, d. H. the total voltage of each pair of traction motors, namely, that one terminal of the voltage divider winding is connected to the one on the transformer winding is connected to the step switch switched along the line, but the other terminal is not to the zero point of the transformer winding, but to such a point, you higher by the required voltage difference between the traction motors and the zero point or lower. a. Circuit arrangement according to Claim i, characterized in that that when changing the direction of travel by the reverser at the same time the Traction motor pairs are switched so that the potentials at plus or zero lying switch alternately to one or the other drive motor of the pair to lead. 3. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that when Change the direction of travel the one terminal of the voltage divider winding from one different tapping point compared to the zero point by the required differential voltage of the transformer to a tap point that is just as much lower or higher is switched.