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DE2251119C3 - Schaltungsanordnung zum raschen Umschalten einer elektrischen Gleichstrom-Reihenschlußmaschine von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb - Google Patents

Schaltungsanordnung zum raschen Umschalten einer elektrischen Gleichstrom-Reihenschlußmaschine von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb

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Publication number
DE2251119C3
DE2251119C3 DE2251119A DE2251119A DE2251119C3 DE 2251119 C3 DE2251119 C3 DE 2251119C3 DE 2251119 A DE2251119 A DE 2251119A DE 2251119 A DE2251119 A DE 2251119A DE 2251119 C3 DE2251119 C3 DE 2251119C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thyristor
branch
machine
diode
field winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2251119A
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English (en)
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DE2251119A1 (de
DE2251119B2 (de
Inventor
Robert Paris Mehta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeumont Schneider SA
Original Assignee
Jeumont Schneider SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Jeumont Schneider SA filed Critical Jeumont Schneider SA
Publication of DE2251119A1 publication Critical patent/DE2251119A1/de
Publication of DE2251119B2 publication Critical patent/DE2251119B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2251119C3 publication Critical patent/DE2251119C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/72Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
    • H03K17/73Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for dc voltages or currents

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum raschen Umschalten einer elektrischen Gleichstrom-Reihenschlußmaschine von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb unter Beibehaltung der Stromrichtung in der Feldwicklung und unter Benutzung eines im Fahrstromkrei- in Reihe zur Feldwicklung liegenden Fahrschalters, eines im Bremsstromkreis in Reihe zur Feldwicklung liegenden Bremsschalters und eines im Fahr- und Bremsstromkreis liegenden Thyristorschalters zur Steuerung des Stromes in der Feldwicklung, die mit einem Verbindungspunkt des Bremsschalters und eines Diodenzweiges mit zwei in Reihe von diesem Verbindungspunkt aus gesehen jeweils im gleichen Sinn geschalteten Dioden verbunden ist.
Aus der DE-OS 2115998 ist eine Schaltungsanordnung dieser Art bekannt, bei der im Bremsbetrieb die Maschine als Nebenschlußgenerator mit Selbsterregung arbeitet. Dabei wird keine Energie in das Stromnetz zurückgeliefert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung dieser Art so auszubilden, daß sie die rasche Nutzbremsung von elektrischen Reihenschlußmaschinen unter Beibehaltung der Reihenschlußerregung gestattet.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Feldwicklung der Maschine in Reihe mit einer Glät-
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tungsdrossel zwischen einem weiteren Verbindungspunkt des den Hauptthyristor eines Zerhackers bildenden Thyristorschalters und einer antiparallel zu ihm geschalteten Entladediode und dem Verbindungspunkt des Diodenzweiges und eines Thyristorzweiges mit zwei in Reihe geschalteten und den Fahrbzw, den Bremsschalter bildenden Thyristoren liegt, wobei die beiden Thyristoren von dem Verbindungspunkt aus gesehen ebenfalls jeweils im gleichen Sinn geschaltet sind und wobei die zum Verbindungspunkt entgegengesetzten Enden des Diodenzweiges und des Thyristorzweiges mit dem mit dem Hauptthyristor verbundenen Pol der Stromquelle bzw. mit dem mit der Entladediode verbundenen Pol der Stromquelle verbunden sind, daß der Anker der Maschine mit dem Mittelpunkt des Diodenzweiges und mit dem Mittelpunkt des Thyristorzweiges verbunden ist, daß die unmittelbar mit der Stromquelle verbundene Diode des Diodenzweiges und der unmittelbar mit der Stromquelle verbundene Thyristor des Thyristorzweiges zur Potentialfestlegung jeweils durch einen hochohmigen Widerstand überbrückt sind, daß die Entladediode und der Hauptthyristor zur Festlegung des Potentials ihres Verbindungspunktes gegenüber der Stromquelle jeweils durch einen hochohmigen Widerstand überbrückt sind, daß eine erste Steuerschaltung zur Sperrung des Hauptthyristors und zur gleichzeitigen Potentialabtastung mit dem mit der Entladediode verbundenen Pol der Stromquelle, mit dem Mittelpunkt des Thyristorzweiges und mit dem Verbindungspunkt der Glättungsdrossel und der Feldwicklung verbunden ist, daß eine zweite Steuerschaltung mit den Steuerelektroden der beiden Thyristoren des Thyristorzweiges und mit der ersten Steuerschaltung verbunden ist zur gleichzeitigen Zündung des Hauptthyristors und des unmittelbar mit der Feldwicklung verbundenen Thyristors und Sperrung des anderen Thyristors bei Umschaltung von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb, oder zur Zündung des unmittelbar mit der Entladediode verbundenen Thyristors und Sperrung de.. anderen Thyristors bei Umschaltung von Generatorbetrieb auf Motorbetrieb, wenn die Potentialabtastung ein höheres Potential an dem Mittelpunkt des Thyristorzweiges als an dem Verbindungspunkt der Glättungsdrossel und der Feldwicklung bei mit dem Pluspol der Stromquelle verbundenem Hauptthyristor oder ein niedrigeren Potential bei mit dem Minuspol der Stromquelle verbundenem Hauptthyristor ergibt.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird bei der Nutzbremsung Energie in das Netz zurückgeliefert. Der Zerhacker arbeilet in Parallelschaltung als sprnnungserhöhende Vorrichtung. Dies ist für den Nutzbremsbetrieb besonders vorteilhaft. Vorteilhaft ist ferner die Verwendungeines Reihenschlußgenerators mit Nutzbremsbetrieb kombiniert mit der Anwendung eines Thyristorschalters, weil es dadurch ermöglicht wird, das Bremsmoment selbst bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten beizubehalten; diese Geschwindigkeiten können sehr nahe der Geschwindigkeit Null sein, weil der Thyristorschalter gestattet, an den Anschlüssen des Reihenschlußgenefätöfs praktisch einen Kurzschluß herzustellen.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für zwei gleiche Gleichstrom-Reihenschlußmaschinen verfügt jede Maschine über einen Diodenzweig und einen Thyristorzweig, deren zu den weiterer Verbindungspunkten entge
gengesetzte Enden ebenfalls mit dem einen bzw. mit dem anderen Pol der Stromquelle verbunden sind, während ihre weiteren Verbindungspuukte mit dein Verbindungspunkt der Glättungsdrossel über die Feldwicklung der einen Maschine bzw. über die Feldwicklung der anderen Maschine verbunden sind; dabei ist der Anker einer Maschine mit dem Mittelpunkt des dieser Maschine zugeordneten Diodenzweiges und mit dem Mittelpunkt des der anderen Maschine zugeordneten Thyristorzweiges verbunden, die erste Steuerschaltung ist zur Potentialabtastung mit den Mittelpunkten der Thyristorzweige der beiden Maschinenverbunden, und die zweite Steuerschaltung ist jeweils mit den Steuerelektroden der Thyristoren jedes Thyristorzweiges verbunden.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das Schaltbild einer einfachen Ausfuhrungsform der Schaltungsanordnung,
Fig. 2 eine Ausfuhrungsform t4"' Schaltungsanordnung, die für zwei gleiche Gleichstrom-Reihenschlußmaschinen vorgesehen ist.
In F i g. 1 ist der Zerhacker H in vereinfachter Form innerhalb eines gestrichelten Rahmens durch boinen Hauptthyristor T, seine Entladediode D und seine Glättungsdrossel L dargestellt. Die Gleichstromquelle des Zerhackers H ist durch ihre Klemmen + und — dargestellt. Die Diode D und der Thyristor T sind durch hochohmige Widerstände S bzw. R überbrückt, welche das Potential ihrer mit L verbundenen Kathoden gegenüber den Klemmen + und — der Stromquelle festlegen.
Die Feldwicklung A der Gleichstrommaschine AfG verbindet die Glättungsdrossel L mit dem gemeinsamen Punkt U von zwei Gleichrichterzweigen mit Halbleitern, von denen der eine durch zwei in Reihe geschaltete Thyristoren E und F gebildet wird, wobei die Anoden der Halbleiter C und E mit dem Punkt U verbunden sind.
Die Kathode des Thyristors F ist mit dem negativen Pol und die Kathode der Diode B mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden. Der Anker der Maschine MG ist zwischen die Kathode des Thyristors E und die Kathode der Diode C geschaltet, 1 h. zwischen die Punkte V und X. Die Diode B und der Thyristor F werden durch hochohmige Widerstände /V bzw. P überbrückt, wodurch die Potentiale der Punkte X und V festgelegt werden, wenn die Thyristoren E und F gesperrt sind. Der Wert dieser Widerstände P und Λ' wird so gewählt, daß das Potential des Punkts V größer als das Potential des Punkts J, d. h. als die Verbindung zwischen L und A, ist, wenn die Thyristoren T, E, F gesperrt sind. Diese Bedingung muß nämlich erfüllt sein, wenn eine Umsteuerung des Arbeitssinnes der Maschine vorgenommen werden soll. Eine derartige Umsteuerung wird dann mit Hifle von zwei Steuerlogiken Af1 und Af2 gesteuert. Die erste Steuerlogik Af .steuert die Sperrung des Thyristors T und «nißt die Potentialdifferenzen zwischen den Punkten J und K einerseits und den Punkten V und K andererseits, wobei K der negativen Klemme der Stromquelle entspricht. Die zweite Steuerlogik Ai2 löst die Zündung der Thyristoren E und T beim Übergang auf den Generatorbetrieb oder die Zündung der Thyriftoren Fund T beim Übergang auf den Motorbetrieb aus, sie nimmt jedoch diese Zündungen nur vor, wenn Af1 dies zuläßt, d. h. wenn die
obige Bedingung für die Potentiale durch M, geprüft wurde.
Es sei z. B. angenommen, daß Motorbetrieb besteht und daß auf Generatorbetrieb übergegangen werden soll. Af. sperrt dann den Thyristor T des Zerhackers, wodurch der Thyristor F gesperrt wird, welcher mit natürlicher Löschung arbeitet, und Af1 mißt gleichzeitig die obigen Potentialdifferenzen. Sobald das Potential von J kleiner als das von V wird, gibt Af. die Umsteuerung frei, und M1 löst sofort die Zündung des Thyristors E und Af1 die Zündung des Thyristors T aus. Hierauf nimmt der Zerhacker H wieder seine normale Arbeitsweise auf, Diode C und Thyristor F sind nicht mehr stromführend, und die Maschine MG kann Strom in die Stromquelle oder einen anstelle der Stromquelle geschalteten Widerstand liefern.
Es sei nun angenommen, daß Generatorbetrieb besteht, und daß auf Motorbetrieb übergegangen werden soll. Af1 sperrt den Thyristor T des Zerhackers, wodurch der Thyristor E infolge des Fehlens eines Stroms gesperrt wird, und M1 mißt gleichzeitig die obigen Potentialdifferenzen. Sobald das Potential von 7 kleiner als das von V wird, läßt Af. die Umsteuerung zu, worauf M1 die Zündung der Thyristoren F und T auslöst. Hierauf nimmt der Zerhacker H wieder seine normale Arbeitsweise auf, und Diode B und Thyristor E führen keinen Strom mehr.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit zwei Maschinen MG1 und AfGj. Man findet hier die gleichen Elemente wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen wieder, die Elemente B, N, X, C, t/, E1 V, F, P sind jedoch mit dem Index , oder, versehen, je nachdem, ob sie sich auf die erste oder die zweite Maschine beziehen, und diese Elemente sind in der gleichen Weise wie in Fig. 1, jedoch gemäß zwei parallelen Stromkreisen, an die Klemmen der Stromquelle angeschlossen. Um jedoch einen Ausgleich zwischen den beiden Maschinen herzustellen, ist der Anker der ersten Maschine zwischen Xx und V1 und der Anker der zweiten Maschine zwischen X1 und Vx geschaltet. Ferner ist die Feldwicklung Ax der ersten Maschine zwischen J und LJx und die Feldwicklung A1 der zweiten Maschine zwischen J und U1 geschaltet.
Schließlich sind die Steuerlogiken Ai1 und M1 durch die Logiken Af, bzw. Ai4 ersetzt, welche sich von den ersteren etwas dadurch unterscheiden, daß Af3 die Potentialdifferenzen zwischen den Punkten Vx, V1, und K anstatt zwischen V und K mißt, und daß Af4 die Steuerelektroden der Thyristoren E1, E1, Fx, F; anstatt von E und /· betätigt, bie Logiken M1 una Ai4 wirken gleichzeitig auf die beiden parallelgeschalteten Stromkreise, während die Logiken Af1 und Af, in dem Fall der Fig. 1 nur einen einzigen Stromkreis betätigten. Die für eine Maschine beschriebene Arbeitsweise bleibt für den Fall von zwei Maschinen gültig, wenn die Bezugszeichen ohne Index durch die Bezugszeichen mit dem entsprechenden Index , oder 2 ersetzt werden.
Lne erläuterte Schaltungsanordnung ist insbesondere für Antriebe von Triebfahrzeugen verwendbar, insbesondere solche mit automatischer Steuerung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zum raschen Umschalten einer elektrischen Gleichstrom-Reihenschlußmaschine von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb unter Beibehaltung der Stromrichtung in der Feldwicklung und unter Benutzung eines im Fahrstromkreis in Reihe zur Feldwicklung liegende» Fahrschalters, eines im Bremsstromkreis in Reihe zur Feldwicklung liegenden Bremsschalters und eines im Fahr- und Bremsstromkreis liegenden Thyristorschalters zur Steuerung des Stroms in der Feldwicklung, die mit einem Verbindungspunkt des Bremsschalters und eines Diodenzweiges mit zwei in Reihe und von diesem Verbindungspunkt aus gesehen jeweils im gleichen Sinn geschalteten Dioden verbunden ist, d ad urch ge kennzeichnet, daß die Feldwicklung (A) der Maschine (MG) in Reihe mit einer Glättungsdrossel (L; zwischen einem weiteren Verbindungspunkt des den Hauptthyristor (7) eines Zerhackers (H) bildenden Thyristorschalters und einer antiparallel zu ihm geschalteten Entladediode (D) und dem Verbindungspunkt (U) des Diodenzweiges (B, C) und eines Thyristorzweiges mit zwei in Reihe geschaltetes, und den Fahr- bzw. den Bremsschaiter bildenden Thyristor (F, E) legt, wobei die beiden Thyristoren (F, E) von dem Verbindungspunkt (U) aus gesehen ebenfalls jeweils im gleichen Sinn geschaltet sind und wobei die zu dem Verbindungspunkt (U) entgegengesetzten Enden des DvxienzY *iges (B, C) und des Thvristorzweiges mit dem mit dem Hauptthyristor (T) verbundenen Pol der Str -nquelle bzw. mit dem mit der Entladediode (D) verbundenen Pol der Stromquelle verbunden sind, daß der Anker der Maschine (MG) mit dem Mittelpunkt (X) des Diodenzweiges und mit dem Mittelpunkt (V) des Thyristorzweiges verbunden ist, daß die unmittelbar mit der Stromquelle verbundene Diode (B) des Diodenzweiges und der unmittelbar mit der Stromquelle verbundene Thyristor (F) des Thyri ■torzweiges zur Potentialfestlegung jeweils durch einen hochohmigen Widerstand (N bzw. P) überbrückt sind, daß die Entladediode (D) und der Hauptthyristor (T) zur Festlegung des Potentials firers Verbindungspunktes gegenüber der Stromquelle jeweils durch einen hochohmigen Widerstand (S bzw. R) überbrückt sind, daß eine erste Steuerschaltung f M1) zur Sperrung des Hauptthyristors (71 und zur gleichzeitigen Potentialabtattung mit dem mit der Entladeaiode (D) verbundenen Pol (K) der Stromquelle, mit dem Mittelpunkt (K) des Thyristorzweiges und mit dem verbindungspunkt (J) der Glättungsdrossel (/.) und der Feldwicklung (A) verbunden ist. daß «ine zweite Steuerschaltung (Af2) mit den Steuerelektroden der beiden Thyristoren (E, F) des Thyristorzweige· und mit der ersten Steuerschaltung (Af1) verbunden ist zur gleichzeitigen Zündung des Hauptthyristors (T) und des unmittelbar mit der Feldwicklung (A) verbundenen Thyristors (E) und Sperrung des anderen Thyristors (F) bei Umschaltung von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb, oder zur Zündung des unmittelbar mit der Entladediode (D) verbundenen Thyristors (F) und Sperrung des anderen Thyristors (E) bei Um-
schaltung von Generatorbetrieb auf Motorbetrieb, wenn die Potentialabtastung ein höheres Potential an dem Mittelpunkt (V) des Tbyristorzweiges als an dem Verbindungspunkt (J) der Glättungsdrossel (L) und der Feldwicklung (Λ) bei mit dem Pluspol der Stromquelle verbundenen Hauptthyristor (T) oder ein niedrigeres Potential bei mit dem Minuspol der Stromquelle verbundenen Hauptthyristor (71) ergibt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, für zwei gleiche Gleichstrom-Reihenschlußmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Maschine (AiG,; AiG1) einen Diodenzweig (B1, C.; B2, C2) und einen Tnyristonweig (E1, F1; E2, F2) hat, deren zu den weiteren Verbindungspunkten (U1, U2) entgegengesetzte Enden ebenfalls mit dem einen bzw. mit dem anderen Pol der Stromquelle verbunden sind, während ihre weiteren Verbindungspunkte (U1, ΙΛ) mit dem Verbindungspunkt (J) der Glättungsdrossel (L) über die Feldwicklung (A1) der einen Maschine (AiG1) bzw. über die feidwickung (A2) der anderen Maschine (MG2) verbunden sind, daß der Anker einer Maschine (AfG1) mit dem Mittelpunkt χ) des dieser Maschine zugeordneten Diodenzweiges und mit dem Mittelpunkt (V2) des der anderen Maschine (MG1) zugeordneten Thyristorzweiges verbunden ist, daß die erste Steuerschaltung (Af3) zur Potentialabtastung mit den Mittelpunkten (V1, V2) der Thyristorzweige der beiden Maschinen verbunden ist und daß dk zweite Steuerschaltung (Af4) jeweils mit den Steuerelektroden der Thyristoren (E1, Fx ; E2, F1) jedes Thyristorzweiges verbunden ist.
DE2251119A 1971-10-26 1972-10-18 Schaltungsanordnung zum raschen Umschalten einer elektrischen Gleichstrom-Reihenschlußmaschine von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb Expired DE2251119C3 (de)

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DE2251119A1 DE2251119A1 (de) 1973-05-03
DE2251119B2 DE2251119B2 (de) 1980-06-12
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