Anordnung zur Steuerung mehrerer miteinander elektrisch gekuppelter reversierbarer elektromotorischer Antriebe über vier Adern für Stellvorrichtungen in Eisenbahnanlagen Es sind für Stellvorrichtungen in Eisenbahnanlagen verschiedene Steuerungen über vier Adern für rever- sierbare elektromotorische Antriebe, die miteinander elektrisch gekuppelt und mit Dreiphasenmotoren aus gerüstet sind, bekannt. In der Ruhestellung werden sie von einem Überwachungsstrom durchflossen. Für diese Steuerungen gelten die folgenden Bedingungen, die möglichst weitgehend eingehalten werden sollten: 1. Die Steuereinrichtung sollte die gleiche sein wie für einen einzelnen Antrieb.
2. Zwischen den verschiedenen gekuppelten An trieben sollten möglichst wenig Adern notwendig sein. 3. In den Antrieben sollten möglichst wenig Kon takte für die Verwirklichung der Steuerung benötigt werden.
Die unter 1. genannte Bedingung erfordert, dass die Steuerung der gekuppelten Antriebe sich eng an die Steuerung eines einzelnen Antriebes anlehnen muss. Wie bei diesem muss die Steuerung wenigstens des ersten der gekuppelten Antriebe, von der Steuerstelle aus gesehen, über vier Adern erfolgen und die Grund stellung durch einen Strom überwacht werden. Die Antriebe sind mit Drehstrom-Motoren ausgerüstet; die Überwachung in der Grundstellung kommt dadurch zustande, dass mittels der drei Phasenleitungen und einer vierten Überwachungsleitung zwei in Serie liegende Leiterschleifen gebildet werden, wobei beim Anlauf die beiden Leiterschleifen getrennt werden und mit den so entstehenden zwei getrennten Schleifen zwei getrennte Wicklungsteile eines Motors mit ihren vier Enden in die Steuereinrichtung eingeführt werden.
In der Grundstellung müssen die Endlage-Über- wachungskontakte der verschiedenen Antriebe in diesen Leiterschleifen in Serie geschaltet sein, um die gemeinsame Überwachung zu ermöglichen. Aus dieser Serieschaltung der Kontakte ergibt sich auch die von der Schaltung der Antriebe mit Gleich- oder Ein phasenwechselstrom-Motoren her bekannte Eigen schaft, dass sie beim Anlauf eines Antriebes die Stell stromzuleitung zum vorausgelaufenen Antrieb unter brechen und bei Erreichen der Endlage den Anlauf und Stellstromkreis des nachfolgend laufenden An triebes schliessen.
Die unter 1. genannte Bedingung erfordert weiter hin, dass die gekuppelten Antriebe nacheinander laufen, da die direkte Parallelschaltung im Laufe eine wesent liche Änderung der Stromverhältnisse in der Steuer einrichtung bedingen würde. Somit muss der Übergang vom Lauf des einen Antriebes zum Lauf des nach folgend laufenden Antriebes so gestaltet werden, dass die Schaltung bezüglich der Motoren dieser zwei Antriebe symmetrisch wird.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steue rung mehrerer miteinander elektrisch gekuppelter, reversierbarer, elektromotorischer Antriebe über vier Adern für Stellvorrichtungen in Eisenbahnanlagen, wobei die Antriebe nacheinander umlaufen und je mit einem Drehstrommotor ausgerüstet sind, der drei Phasenwicklungen enthält, die miteinander verbunden sind und deren Enden zum Teil über drei Phasen- Leitungen mit einer Steuereinrichtung verbunden, zum anderen Teil an Kontakten in den Antrieben ange schlossen sind, wobei in einer eine Endstellung der Antriebe charakterisierenden Ruhelage alle Kontakte in zwei in Serie geschalteten,
die drei Phasenleitungen und eine Überwachungsleitung umfassenden Über wachungsstromschleifen liegen. Sie ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Antriebe derart nacheinander umlaufen, dass eine der Phasenwicklungen des Dreh strom-Motors eines zu Ende gelaufenen Antriebes mit einer der Phasenwicklungen des Drehstrom-Motors eines nachfolgend laufenden Antriebes so lange in Serie geschaltet an eine verkettete Spannung zwischen zwei Phasenleitungen gelegt sind, bis der nachfolgend laufende Antrieb angelaufen ist.
Es können zwei und mehr Antriebe miteinander gekuppelt sein.
Anhand der Fig. 1-7 soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden.
In Fig. 1 sind im Feld A drei elektromotorische, gekuppelte Antriebe dargestellt, die mit den Ziffern I, II, III, die drei Phasenwicklungen jedes der drei Motoren mit den Buchstaben<I>X, Y</I> und Z, bezeichnet sind. Die Kontakte der Umschalteinrichtungen in den Motoren tragen die Nummern 11-13 bzw. 21-23. Die Antriebe sind über die Leitungen L1-L4 mit der Steuereinrichtung verbunden, die im Feld B dargestellt ist. Hierin bedeutet C die Einrichtung für die Über wachung der Antriebe einerseits bzw. anderseits für die Auslösung der Umschaltung der Kontakte 211-215 nach dem Lauf in die gezeichnete Stellung, in der die Phasen<I>R, S, T</I> abgeschaltet sind und die Gleichspan nungsquelle Plus, Minus angeschaltet ist. Die Relais 1-4, welche die Kontakte 111-412 tragen, sind hier nicht dargestellt.
Sie werden durch die eigentlichen Steuerorgane wie Tasten, Abhängigkeitsrelais usw. sowie durch das Auslöseorgan C gesteuert.
Die Apparatur ist in der Überwachungsstellung dar gestellt. Der Überwachungsstrom fliesst vom Pluspol der Stromquelle über den geschlossenen Kontakt 215, die Leitung L3 zur Phasenwicklung Z des Motors I, über den geschlossenen Kontakt 22 im Motor 1 zur Phasenwicklung Y dieses Motors und von deren Ende zur Leitung L2. Über die geschlossenen Kontakte 312 und 111 ist die Überwachungseinrichtung C zwischen diese Leitung L2 und die Überwachungsleitung L4 geschaltet, so dass der Strom über diese Leitung L4 zum Antrieb 1 zurückfliesst und von hier über den ge schlossenen Kontakt 11 die Phasenwicklung X erreicht. Von dort aus durchfliesst der Strom über die zwischen den Motoren I und II bzw.
II und III liegenden Leitun gen L5, wobei mit Hilfe der geschlossenen Kontakte 13 der Antriebe II und III die korrekte Endlage auch jener Antriebe geprüft wird. Vom Antrieb III fliesst der Strom über die Leitung L1 zurück zur Steuerapparatur, von wo aus der Strom über die geschlossenen Kontakte 311 und 211 den Minuspol der Stromquelle erreicht.
Wird einer der Antriebe aufgeschnitten, so wechseln die Kontakte 11-13 des betreffenden Antriebes ihre Stellung. So wird beispielsweise, wenn Antrieb II auf geschnitten wird, die Leitung L3 über die Phasenwick lungen Z, den nunmehr geschlossenen Kontakt 12 und die Phasenwicklung X direkt zur Leitung L5 und damit zur Leitung L1 geleitet, so dass die Über wachungseinrichtung stromlos wird und der Strom entsprechend dem geringeren Widerstand so stark ansteigt, dass die in der Steuerapparatur vorhandene, hier nicht dargestellte Aufschneidekontrolle anspricht.
Die im Beispiel vorausgesetzte Steuerung lässt nun den Anlauf dadurch zustande kommen, dass mindestens zwei Wicklungsteile in V-Form an die verkettete Spannung des Dreiphasen-Systems gelegt werden. In der V-Form ist eine Seite des Dreiecks im Dreiphasen- System offen; es ist ohne weiteres möglich, nach dem Anlauf durch entsprechende Umschaltungen das Dreieck zu einem Stern umzuformen.
Sollen die Antriebe umgestellt werden, so wechseln zunächst die Relais 3 und 4 mit ihren Kontakten<B>311</B> bis 412 in Fig. 1 ihre Stellung, so dass die Leitung L2 über Kontakt 411 nunmehr mit der Phase R in Ver bindung gebracht ist, während die Leitung L1 über den Kontakt 412 mit der Phase S in Verbindung steht. Gleichzeitig wird Relais 1 vorübergehend erregt, so dass die Kontakte 111 und 112 ihre Stellung wechseln, wodurch die Auslösevorrichtung C abgeschaltet wird und die Leitung L4 über den Widerstand W mit der Phase R verbunden ist, sobald auch das Relais 2 erregt wurde. Dieses Relais 2 schaltet die Überwachungs spannung ab und gleichzeitig die Phasenspannungen <I>R, S</I> und<I>T</I> über die Kontakte 212, 213, 214 an, so dass nun Stellstrom auf die Leitungen Ll-L3 fliesst.
Dadurch wird zunächst die Phasenwicklung X des Antriebes 1, die über die Kontakte 11 des eigenen Antriebes sowie 13 der beiden anderen Antriebe zwischen den Leitun gen L1 und L4 liegt, an Spannung gelegt. Da die Leitung L1 über Kontakt 412 und<B>213</B> mit Phase S in Verbin dung steht, die Leitung L4 über die Kontakte 112 und 212 mit Phase R, liegt die Phasenwicklung XI mit dem Widerstand W in Serie an der verketteten Spannung R-S. Anderseits liegen die Phasenwicklungen<I>Y</I> und Z über dem Kontakt 22 im Antrieb 1 zwischen den Leitungen L2 und L3. Die erstere ist über Kontakt 411-212 mit Phase R, die letztere über Kontakt 214 mit der Phase T in Verbindung, so dass diese beiden Phasenwicklungen in Serie an der verketteten Spannung R-T liegen.
In Fig.2 ist das schematische Bild der Motor wicklungen<I>X, Y</I> und Z des Motors I im Zustand der Überwachung dargestellt. Die räumliche Lage der Phasenwicklungen spielt hier keine Rolle, weil für die Überwachung Gleichstrom verwendet wird. Dagegen ist in Fig. 3 die Situation dargestellt, wie sie sich beim Anlauf des Antriebes 1 ergibt.
Die Phasenwicklung<I>X</I> mit Widerstand<I>W</I> liegt zwischen R und<I>S,</I> die beiden Phasenwicklungen<I>Y</I> und Z des Antriebes 1 in Serie zwischen<I>R</I> und<I>T.</I> Die Anschaltung im offenen V ist hergestellt, so dass der Antrieb anläuft. Durch den Anlauf des Antriebes I wechseln die Kontakte 11 und 12 in Fig. 1 ihre Stellung, und zwar ohne Unterbrechung. Zunächst schliesst der Kontakt 12 und anschliessend unterbricht Kontakt 11, womit die normale Laufstellung gemäss der schemati schen Darstellung Fig. 4 erreicht ist.
Sobald der Antrieb 1 seine Endstellung erreicht hat, wechseln seine Kontakte 21, 22 in Fig. 1 ihre Stellung. Somit liegen im Antrieb 1 die Phasenwicklungen X und Z über dem geschlossenen Kontakt 12 in Serie zwischen den Leitungen L1 und L3, d. h. an der verketteten Spannung S-T. Die Phasenwicklungen<I>Y</I> des Antriebes 1 und X des Antriebes 11 liegen nun über die geschlosse nen Kontakte 211 und<B>1111</B> in Serie zwischen den Leitungen L1 und L2, d. h. an der verketteten Spannung S-R.
Da gleichzeitig der Kontakt 23 im Antrieb I geschlossen hat, liegen die Phasenwicklungen Y und Z des Antriebes II an der verketteten Spannung T-R; nun sind beide Antriebe, wie aus der schematischen Fig. 5 hervorgeht, in der offenen V-Schaltung an das Drehstromnetz gelegt, wobei die Drehrichtung für beide Antriebe dieselbe ist. Somit versucht der Antrieb I, weiterhin in Richtung auf die Endstellung zu drehen, die er schon erreicht hat, während der Antrieb II anläuft.
Während des Anlaufes des Antriebes II wechseln seine Kontakte 11, 12 in Fig. 1 ihre Stellung, wobei sie für einen kurzen Moment beide geschlossen sind. Dadurch werden die Phasenwicklungen<I>X, Y</I> und Z des Antriebes II zum Sternsystem zusammengeschaltet. Sobald der Kontakt 11 im Antrieb II unterbrochen hat, wird die Phasenwicklung YI abgeschaltet, während dem durch den nunmehr auch unterbrechenden Kon takt 131I die Phasenwicklungen X und Z des Antriebes I stromlos werden. Damit ist die Laufstellung des Antriebes II gemäss der schematischen Fig. 6 erreicht.
Dieselben Vorgänge spielen sich ab, wenn Antrieb II zu Ende gelaufen ist und Antrieb III anläuft. So bald der letzte Antrieb, im vorliegenden Beispiel Antrieb III, seine Endstellung erreicht hat, sind seine Kontakte 11, 12 und 21, 22 in Fig. 1 gewechselt sowie sein Kontakt 13 unterbrochen (siehe Fig. 7). Relais 1, das gleichzeitig mit Relais 2 erregt wurde, bleibt im Gegensatz zu letzterem nicht in der Arbeits stellung stehen, sondern fällt nach einer kurzen zeit lichen Verzögerung wieder ab.
Dadurch kehren die Kontakte 111 und 112 in Fig. 1 wieder in ihre Grund stellung zurück. Über die Leitung L4 ist somit eine Verbindung hergestellt zwischen der Phasenwicklung Y über 21 und Kontakt 111 zur Auslösevorrichtung C, die, wie schon weiter oben beschrieben, mit der Phase S in Verbindung steht. Über die Leitung L2 und die geschlossenen Kontakte 23 der voranliegenden An triebe I und II ist das andere Ende der erwähnten Phasenwicklung YIII immer noch mit der Phase R verbunden, so dass die Auslösevorrichtung C erregt wird und die Umschaltung auf Überwachung vor nimmt.
Von diesem Moment an ergibt sich für den Gleichstrom folgender Weg: Pluspol, geschlossener Kontakt 215, Leitung L3, Phasenwicklung ZIII, geschlossener Kontakt 12III, Phasenwicklung XIII, Leitung L1, geschlossener Kontakt 412, Überwachungseinrichtung C, Kontakt 111, Leitung L4, geschlossener Kontakt 21<B>111,</B> Wick lung YIII, Leitung L2, geschlossene Überwachungs kontakte 2311 und 231, geschlossener Kontakt 411, Kontakt 211, Minuspol der Gleichstromquelle.
Arrangement for controlling several electrically coupled reversible electromotive drives over four wires for actuators in railway systems There are various controls over four wires for actuators in railroad systems for reversible electromotive drives that are electrically coupled to one another and equipped with three-phase motors. A monitoring current flows through them in the rest position. The following conditions apply to these controls and should be adhered to as closely as possible: 1. The control equipment should be the same as for an individual drive.
2. As few wires as possible should be necessary between the various coupled drives. 3. As few contacts as possible should be required in the drives to implement the control.
The condition mentioned under 1. requires that the control of the coupled drives must closely follow the control of an individual drive. As with this one, the control of at least the first of the coupled drives, as seen from the control station, must take place via four wires and the basic position must be monitored by a current. The drives are equipped with three-phase motors; The monitoring in the basic position comes about in that two conductor loops in series are formed by means of the three phase lines and a fourth monitoring line, whereby the two conductor loops are separated during start-up and with the two separate loops thus created, two separate winding parts of a motor with their four Ends are inserted into the control device.
In the basic position, the end position monitoring contacts of the various drives must be connected in series in these conductor loops in order to enable joint monitoring. This series connection of the contacts also results in the property known from the connection of drives with DC or single-phase AC motors, that when a drive starts up, they interrupt the control current supply to the drive that has run in front and the start-up and control circuit when the end position is reached of the next running drive close.
The condition mentioned under 1. also requires that the coupled drives run one after the other, since the direct parallel connection would result in a substantial change in the current conditions in the control device. Thus, the transition from the running of one drive to the running of the following drive must be designed so that the circuit with respect to the motors of these two drives is symmetrical.
The invention relates to an arrangement for controlling several electrically coupled, reversible, electromotive drives via four wires for actuators in railway systems, the drives rotating one after the other and each being equipped with a three-phase motor that contains three phase windings that are connected to one another and their ends partly connected to a control device via three phase lines, partly connected to contacts in the drives, with all contacts in two series-connected, in a rest position characterizing an end position of the drives
the three phase lines and a monitoring line comprising monitoring current loops are located. It is characterized in that the drives rotate one after the other in such a way that one of the phase windings of the three-phase motor of a drive that has ended is connected in series with one of the phase windings of the three-phase motor of a subsequent drive to a linked voltage between two Phase lines have been laid until the drive running below has started up.
Two or more drives can be coupled to one another.
An exemplary embodiment of the invention is to be explained with reference to FIGS. 1-7.
In Fig. 1, three electromotive, coupled drives are shown in field A, which are designated with the numbers I, II, III, the three phase windings of each of the three motors with the letters <I> X, Y </I> and Z. . The contacts of the switching devices in the motors are numbered 11-13 and 21-23. The drives are connected to the control device, which is shown in field B, via lines L1-L4. Here, C means the device for monitoring the drives on the one hand and on the other hand for triggering the switching of the contacts 211-215 after the run in the position shown in which the phases <I> R, S, T </I> are switched off and the DC voltage source plus, minus is switched on. The relays 1-4, which carry the contacts 111-412, are not shown here.
They are controlled by the actual control elements such as buttons, dependency relays, etc., as well as by the trigger element C.
The apparatus is shown in the monitoring position. The monitoring current flows from the positive pole of the power source via the closed contact 215, the line L3 to the phase winding Z of the motor I, via the closed contact 22 in the motor 1 to the phase winding Y of this motor and from its end to the line L2. The monitoring device C is connected between this line L2 and the monitoring line L4 via the closed contacts 312 and 111, so that the current flows back to the drive 1 via this line L4 and from here reaches the phase winding X via the closed contact 11. From there, the current flows through between motors I and II or
II and III lying lines L5, with the help of the closed contacts 13 of the drives II and III, the correct end position of those drives is also checked. The current flows from the drive III via the line L1 back to the control apparatus, from where the current reaches the negative pole of the current source via the closed contacts 311 and 211.
If one of the drives is cut open, the contacts 11-13 of the drive concerned change their position. For example, if drive II is cut, the line L3 via the phase windings Z, the now closed contact 12 and the phase winding X directly to the line L5 and thus to the line L1, so that the monitoring device is de-energized and the current corresponding to the lower resistance increases so strongly that the slicing control present in the control apparatus, not shown here, responds.
The control system assumed in the example now enables the start-up to take place by connecting at least two winding parts in a V shape to the interlinked voltage of the three-phase system. In the V-shape, one side of the triangle is open in the three-phase system; it is easily possible after start-up to convert the triangle to a star by appropriate switching.
If the drives are to be changed over, relays 3 and 4 with their contacts <B> 311 </B> to 412 in FIG. 1 first change their position, so that line L2 is now connected to phase R via contact 411 is brought, while the line L1 is connected to the phase S via the contact 412. At the same time relay 1 is temporarily energized, so that contacts 111 and 112 change their position, whereby the release device C is switched off and the line L4 is connected to phase R via the resistor W as soon as the relay 2 has also been energized. This relay 2 switches off the monitoring voltage and at the same time switches on the phase voltages <I> R, S </I> and <I> T </I> via the contacts 212, 213, 214, so that the control current is now applied to the lines Ll- L3 flows.
As a result, phase winding X of drive 1, which is connected to voltage via contacts 11 of its own drive and 13 of the two other drives between lines L1 and L4, is first applied. Since line L1 is connected to phase S via contacts 412 and 213, and line L4 to phase R via contacts 112 and 212, phase winding XI and resistor W are connected in series to the concatenated one Voltage RS. On the other hand, the phase windings <I> Y </I> and Z are located above the contact 22 in the drive 1 between the lines L2 and L3. The former is connected to phase R via contact 411-212, the latter via contact 214 to phase T, so that these two phase windings are connected in series to the line voltage R-T.
In Fig.2, the schematic image of the motor windings <I> X, Y </I> and Z of the motor I is shown in the state of monitoring. The spatial position of the phase windings does not matter here because direct current is used for monitoring. In contrast, FIG. 3 shows the situation as it occurs when the drive 1 starts up.
The phase winding <I> X </I> with resistance <I> W </I> lies between R and <I> S, </I> the two phase windings <I> Y </I> and Z of the drive 1 in Series between <I> R </I> and <I> T. </I> The connection in the open V is established so that the drive starts up. When the drive I starts up, the contacts 11 and 12 change their position in FIG. 1 without interruption. First, the contact 12 closes and then the contact 11 is interrupted, whereby the normal running position according to the schematic representation of FIG. 4 is reached.
As soon as the drive 1 has reached its end position, its contacts 21, 22 in FIG. 1 change their position. In the drive 1, the phase windings X and Z are thus connected in series between the lines L1 and L3 via the closed contact 12; H. at the linked voltage S-T. The phase windings <I> Y </I> of the drive 1 and X of the drive 11 are now connected via the closed contacts 211 and 1111 in series between the lines L1 and L2, i. H. at the linked voltage S-R.
Since contact 23 in drive I has closed at the same time, the phase windings Y and Z of drive II are connected to the linked voltage T-R; Now, as can be seen from the schematic FIG. 5, both drives are connected to the three-phase network in the open V circuit, the direction of rotation being the same for both drives. Thus, the drive I tries to continue to rotate in the direction of the end position that it has already reached while the drive II is starting.
During the start-up of the drive II, its contacts 11, 12 change their position in FIG. 1, whereby they are both closed for a brief moment. This interconnects the phase windings <I> X, Y </I> and Z of drive II to form a star system. As soon as the contact 11 in the drive II has been interrupted, the phase winding YI is switched off, while the phase windings X and Z of the drive I are de-energized by the now also interrupting contact 131I. The running position of the drive II according to the schematic FIG. 6 is thus reached.
The same processes take place when drive II has finished and drive III starts up. As soon as the last drive, in the present example drive III, has reached its end position, its contacts 11, 12 and 21, 22 in FIG. 1 are changed and its contact 13 is interrupted (see FIG. 7). Relay 1, which was energized at the same time as relay 2, does not remain in the working position, in contrast to the latter, but drops out again after a brief delay.
As a result, the contacts 111 and 112 in Fig. 1 return to their basic position. A connection is thus established via line L4 between phase winding Y via 21 and contact 111 to tripping device C, which, as already described above, is connected to phase S. Via the line L2 and the closed contacts 23 of the preceding drives I and II, the other end of the phase winding YIII mentioned is still connected to phase R, so that the release device C is energized and the switchover to monitoring takes place.
From this moment on, the following path results for the direct current: positive pole, closed contact 215, line L3, phase winding ZIII, closed contact 12III, phase winding XIII, line L1, closed contact 412, monitoring device C, contact 111, line L4, closed contact 21 <B> 111, </B> winding YIII, line L2, closed monitoring contacts 2311 and 231, closed contact 411, contact 211, negative pole of the direct current source.