<Desc/Clms Page number 1>
Nehrphasen-Kollektor-Nebenschlussmotor mit vom Netz gespeistem Ständer.
Es ist eine Regelungsart von Drehstromkollektormasehinen bekannt geworden, bei der ein Induktionsregler (Drehtransformator), im folgenden kurz Regler genannt, mit dem einzigen Bürstenjoch der Maschine derart gekuppelt ist, dass sich das letztere mit annähernd der halben Winkelgeschwindigkeit, in elektrischen Graden gemessen, bewegt. Hiebei kann die Phasenverschiebung entweder durch einen Spannungsunterschied zwischen dem festen Spannungsvektor, der etwa der Motorständerwicklung entnommen wird, und dem drehbaren Vektor des Reglers kompensiert werden oder aber durch eine Abweichung der Kupplungsübersetzung vom Verhältnis 1 : 2, ebenfalls stets auf elektrische Grade bezogen, entsprechend einem Zurückbleiben der Bürsten gegenüber dem Drehsinn bei übersynchronem und einem Voreilen der Bürsten bei untersynchronem Lauf.
Auch können diese Mittel gleichzeitig angewendet werden.
Fig. 1 stellt beispielsweise die Schaltung für ein Drehstromsystem in Dreibürstenselialtung dar.
; t bezeichnet die Motorständerwicklung, b den Kollektoranker, f diejenigen Wicklungsteile des Motor-
EMI1.1
schraffierte Fläche der Grad der durch Spannungsunterschied bewirkten Phasenkompensierung veranschauliebt, sie ist in der Gegend des Synchronismus am stärksten. Die gestrichelte Kurve zeigt den in den über-und untersynchronen Stellungen stark anwachsenden Grad der durch Bürstenvor-bzw.
- nacheilung bewirkten Phasenkompensierung.
Will man nun einen derartigen Motor für verschiedene Drehrichtungen ausführen, so wird man ausser einer Umkehrung des Drehfeldes eine Umkehrung der Kompensationsspannungen vornehmen müssen, wie dies bei Kollektornebenschlussmotoren, deren Ständer vom Netz gespeist ist, allgemein
EMI1.2
verkleinert werden. Es ergibt sich dann jedoch in der neuen Drehrichtung ein völlig verschiedener. nämlich grösserer Regelbereich. Ausserdem ergibt, wie leicht einzusehen ist, ein Regler, dessen drehbarer Vektor kleiner als der feste Vektor ist, eine günstigere Ausnutzung als Spartransformator als bei umgekehrtem Verhältnis der Vektoren. Bei der Kompensierung durch Vor-oder Nacheilung der Bürsten müsste die Kupplungsübersetzung, etwa eine Zahnradübersetzung, die beispielsweise kleiner als 1 : 2 ist, umgetauscht werden gegen eine solche, die grösser als 1 : 2 ist.
Diese Umtausehung könnte nur in der dem Synchronismus entsprechenden Bürstenstellung geschehen. Bezüglich der verschiedenen Kupplungs- übersetzungen ist erwähnenswert, dass diejenige für den kürzeren Bürstenweg wegen der beweglichen Kabelzuführungen vorzuziehen ist.
Die Erfindung vermeidet die genannten Schwierigkeiten dadurch, dass bei Übergang auf die andere Drehrichtung die Bürsten den bei der ursprünglichen Drehrichtung benutzten Verschiebungsbereich 00-1800 verlassen und auf den Nachbarbereich von 1800-3600 übergeführt werden, während
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
der Kompensierung gleichzeitig angewandt sind. Es entspricht der grosse Kreis dem Anker bzw. Kommu- tator, die jeweilige Bürstenstellung b einer Phase ist eingezeichnet.
Ferner bedeutet 0-1 eine Phase des festen Spannungsvektors mit dem Verkettungspunkt 0, 1-2 den drehbaren Spannungsvektor, dessen Ende 2 an die Bürsten angeschlossen ist. 0-2 ist also die aufgedrückte Ankerspannung mit der Arbeitskomponente 0-3 und der Kompensationskomponente 2-3, die senkrecht auf der Bürstenachse steht.
In Fig. 3, die der übersynchronen Drehzahl entspricht, sind die TeiLspannungen gleichphasig, die Kompensierung wird lediglich durch Verschiebung der Bürsten entgegen der durch den Pfeil angedeuteten Drehrichtung erreicht. Bei der halbnbersynchronen Stellung, Fig. 4, kommt die Kompensierung teils durch eine Komponente des Spannungsunterschiedes der Vektoren, teils durch eine Abweichung der Bürsten von der 450-Stellung zustande. Bei der synchronen Stellung, Fig. 5, ist die Arbeitsspannung Null, die Komponente 2-3 wirkt voll als Kompensationsspannung. Der Deutlichkeit wegen ist der Vektor 1-2 etwas gegen den Vektor 0-1 verschoben gezeichnet, so dass der Punkt 3 nicht genau mit dem Nullpunkt zusammenfällt. Fig. 6 und 7 entsprechen dem halb-bzw. volluntersynchronen Lauf.
Während also der Regler 360 zurücklegt, drehen sich die Bürsten um weniger als 180 . Es kann leicht
EMI2.2
des Leistungsfaktors des untersynchronen zugunsten des übersynchronen Laufes.
Bei Übergang von Linkslauf auf Rechtslauf ist ausser einer Vertauschung zweier Netzphasen erfindungsgemäss nur erforderlich, in der äussersten untersynehronen Stellung die Bürsten um das doppelte
EMI2.3
Man hat dann den untersynchronen Lauf für Rechtslauf. Zur Erhöl ung der Motorgeschwindigkeit bewegen sich nunmehr Bürsten und Regler erfindungsgemäss im gleichen Drehsinne wie vorher und wieder mit der gleichen Übersetzung wie vorher gekuppelt, u. zw. die Bürsten auf dem zweiten (linken) Halbkreise, der Regler um weitere 360 . Für die neue Drehrichtung (Rechtslauf) sind alle Diagramme das genaue Spiegelbild (auf die senkrechte Achse bezogen) der dargestellten Diagramme. Durch die neue Anordnung wird demnach erreicht, dass unter Vermeidung aller elektrischen Umschaltungen ausser der Vertauschung der Netzphasen und unter Beibehaltung der gleichen mechanischen Übersetzung für beide Drehrichtungen eine Kompensierung über den ganzen doppelseitigen Drehzahlbereich erzielt wird.
Der tote Winkel b-C-V, um den die Bürsten beim Umschalten - am besten stromlos-zu
EMI2.4
unter Umständen empfehlenswert ist. Während die Bürsten von Hand oder motorisch in dem toten Winkel verstellt werden, steht der Regler still. Hiezu kann ein Zahnrad verwendet werden, bei dem einige Zähne fehlen, so dass vorübergehend der Regler abgekuppelt ist. Auf diese Weise kann zur Durchmessung
EMI2.5
bzw. Hilfsmotors angewandt werden.
Völlig vermieden wird die vorübergehende Entkupplung des Reglers vom Bürstenjoeh, wenn man sich auf eine Kompensierung durch Spannungsunterschied der Vektoren beschränkt. Die Übersetzung zwischen Bürstenjoch und Regler von 1 : 2 bleibt dann dauernd bestehen. Es lässt sich hierbei erfindungsgemäss auch in den äussersten Geschwindigkeitsbereichen eine Kompensierung dadurch erreichen, dass der in diesem Fall für grössere Spannung zu wählende Regler in diesen äussersten Bereichen nicht ausgenutzt wird, dass also der Regler anstatt von 0 bis 360 beispielsweise nur von 90 bis270 und dieBürsten
EMI2.6
Winkel beträgt dabei für den Regler 180 und für die Bürsten 900.
Die toten Drehungswinkel können erfindungsgemäss dazu benutzt werden ; durch eine Kontaktschienen- oder Nockenanordnung die Netzphasen aus-oder umzuschalten.
Der Abfall der Motordrehzahl bei Belastung ist, hauptsächlich im untersynchronen Lauf, vielfach unerwünscht. Erfindungsgemäss wird nun das eigene Drehmoment des Reglers dazu benutzt, selbsttätig einen Ausgleich des Drehzahlabfalles bei Last zu schaffen.
Das Drehmoment des Reglers ist bekanntlich verhältnisgleich der mit seinem Kraftfluss in Phase befindlichen Stromkomponente. In vorliegender Schaltung besitzt der Regler in der der äussersten untersynchronen Motordrehzahl entsprechenden Stellung den positiven Höchstwert des Drehmomentes, beim synchronen Lauf geht die Drehmomentkurve des Reglers durch Null hindurch und erreicht bei der äussersten übersynchronen Drehzahl des Motors einen negativen Höchstwert. Ausserdem wächst das Reglerdrehmoment mit zunehmender Last. Man schaltet
EMI2.7
und Schnecke betätigte Schneckenrad, und den drehbaren Teil des Reglers bzw. das mit ihm etwa durch Zahnräder gekuppelte Biirstenjoch eine Drnckfeder ein.
An Hand von Fig. 8 sei die Anordnung erläutert. Es sei (f das mittels Handrad und Schnecke
EMI2.8
<Desc/Clms Page number 3>
des Reglers im untersynchronen Lauf so wählen, dass es das Reglersystem bei feststehendem Schneckenrad dem Druck der Feder l entgegen nach rechts dreht. Jede Zunahme der Last wird also, besonders bei grosser Entfernung vom Synchronismus, mit einer Drehung des Reglers im Sinne einer Drehzahlerhöhung beantwortet. Übersynchron hat das Drehmoment die umgekehrte Richtung, die Anschläge h und i verhindern jedoch eine Drehung im falschen Sinne.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung geht aus Fig. 9 hervor. In derselben bedeutet o die Drehzahlkurve bei Leerlauf, p jene bei Vollast, u. zw. in Abhängigkeit von der Stellung des Reglers. Die beschriebene Einrichtung zum Ausgleich des Drehzahlabfalles bei Last erzeugt dann im untersynchronen Lauf, auf gleiche Handradstellung bezogen, die gestrichelt gezeichnete Drehzahlkurve q. Im übersyn-
EMI3.1
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Regelvorrichtung für Mehrphasen-Kollektornebenschlussmotoren mit vom Netz gespeistem Ständer, bei welchen Geschwindigkeit und Phasenkompensation mittels Induktionsregler unter gleichzeitiger Bürstenversehiebung eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass beim Übergang von einer Drehrichtung zur andern sowohl für die Bürsten als für den Induktionsregler unmittelbar oder über einen toten Winkel anschliessende Stellungsbereiche benutzt werden, die bei den Bürsten angenähert
EMI3.2
bewegt werden.