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Selbsttätige Reglungsvorrichtung für die Erregung von umlaufenden Synchron- phasenumformern.
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Reglungseinrichtung für die Erregung von umlaufenden Synchronphasenumformern, die zur Speisung von mit selbsttätig gesteuerten Anlassvorrichtungen versehenen Induktionsmotoren dienen und bezweckt die Erregung des Phasenumformers während der Anlassperiode des Motors der durch dessen selbsttätige Anlassvorrichtung bestimmten jeweiligen Belastung und nach Beendigung der Anlassperiode der jeweiligen Betriebsbelastung des Motors anzupassen.
Das Wesen der neuen Einrichtung besteht darin, dass die Reglungsvorrichtung für die Erregung des Synchronphasenumformers mit der Steuerung des selbsttätigen Anlassers des vom Phasenumformer gespeisten Motors gekuppelt ist.
In der Zeichnung ist eine mit der Reglungseinrichtung ausgerüstete Anlage schematisch dargestellt.
U ist der Phasenumformer, dessen Primärwicklung pi aus der Stromquelle, etwa aus der Fahr-
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strom, z. B. einen Dreiphasenstrom, abgibt, der den Induktionsmotor M speist. Die sekundäre Wicklung des Induktionsmotors M ist an den Anlasswiderstand a angeschlossen, der mit irgendeiner bekannten Steuerung ausgerüstet ist, die beim Einschalten des Motors den Widerstand selbsttätig allmählich vermindert bzw. kurzschliesst. Beim dargestellten Beispiel ist zu diesem Zwecke ein Flüssigkeitsanlasswiderstand gewählt, dessen Elektrolytflüssigkeit durch eine Pumpe c aus dem Flüssigkeitsbehälter b in den Elektrodenraum e des Anlassers gefördert wird, aus welchem die Flüssigkeit über das Wehr d abfliesst.
Die jeweilige Höhenstellung des Wehres d bestimmt den Flüssigkeitsstand im Elektrodenraum e ur. d d1mit dpn Widerstand des Anlassers. Das Wehr d ist mit dem unter der Belastung der Feder f stehenden Kolben verbunden, dessen Zylinder y an der unteren Seite des Kolbens durch den Steuerschieber h entweder mit einem Druckluftbehälter i oder mit der freien Luft in Verbindung gesetzt werden kann. Die Stellung des Steuerschiebers h wird durch die jeweilige Belastung des Motors M beherrscht, indem der Schieber mit einem Hebel einer wattmetrischen Vorrichtung in Verbindung stellt.
Diese trägt eine von der Spannung des Motors erregte Wicklung il, auf die eine in den Hauptstromkreis des Motors geschaltete ortsfeste Wicklung 12 einwirkt.
Die Erregerwicklung P3 des Läufers des Umformers U wird aus der Gleichstrommaschine k gespeist.
In den Stromkreis der Erregerwicklung n der Erregermaschine k ist ein Widerstand r und ein Stufenwiderstand R eingeschaltet. Der Widerstand r wird durch den zum Anschliessen des Motors M an den Phasenumformer U dienenden Schalter o kurzgeschlossen. Der Schaltarm s des Stufenwiderstandes R ist durch Vermittlung einer Feder t mit dem Reglungssehieber h verbunden. Der Anlasshebel v des Motors ist mit dem Schalthebel s des Stufenwiderstandes R durch Vermittlung eines doppelarmigen Hebels 11' gekuppelt, der an der Stange eines Differentialkolbens x gelagert ist, dessen Zylinder an der kleineren, unteren Seite mit dem Druckluftbehälter i und an der grösseren, oberen Seite mit dem Zylinder y in Verbindung steht.
Die Wirkungsweise der Anlage ist die folgende :
Zunächst wird der Synchronphasenumformer U in irgendeiner an und für sich bekannten Weise angelassen und läuft leer. Auch die Erregerdynamo k und die Pumpe c des Anlassers a sind durch irgendeine Kraftquelle angetrieben. Es wird nun die Primärwicklung des Motors ill mittels des Schalters o an die Sekundärwicklung des Umformers U angeschlossen, womit gleichzeitig auch der Widerstand r kurzgeschlossen wird, wodurch die Erregung des Phasenumformers der entsprechend der Zunahme
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Armaturenrüekwirkung, welche von dem Leerlaufstrom des angeschlossenen Motors 111 herrührt, gesteigert wird.
Das Wehr d befindet sich in der tiefsten Stellung, so dass der Widerstand des Anlassers vollständig eingeschaltet ist. Um den Motor M anzulassen, wird der Anlasshebel v in der Richtung des Pfeiles z gedreht, wodurch auch der Schaltarm s in der Richtung des Pfeiles 2 bewegt wird und den Stufenwiderstand R mehr oder weniger ausschaltet, so dass die Erregung des Phasenumformers U zunimmt. Gleichzeitig
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an den Druckbehälter i angeschlossen wird. Aus dem Druckbehälter i strömt Druckluft unter den Kolben g und hebt diesen sowie das mit ihm verbundene Wehr allmählich entgegen die Wirkung der Feder f.
Die in der Elektrodenkammer e nach Massgabe der Bewegung des Wehres d steigende Flüssigkeit vermindert den Anlasswiderstand des Motors allmählich. Der Motor M wird dadurch angelassen und die Energieaufnahme des Motors wirkt durch die Wattmeterwicklungen 11, ia auf den Steuerschieber h des Anlassers zurück, so dass der Wattmeterhebel beim Ansteigen der Belastung den Steuerschieber entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles. 3 verschiebt und dadurch den Zufluss des Druckmittels nach dem Zylinder y drosselt.
Die durch das Wattmeter Ù, 12 zu überwindende und für das Tempo des Anlassers massgebende Gegenkraft der Feder t ist durch die vom Fahrzeuglenker dem Anlasshebel v gegebene Stellung gegeben, welche gleichzeitig auch die Stellung des Hebels s und damit die Grösse des Regulierwiderstandes des Erregers, bestimmt. Auf diese Weise entspricht einer jeden Belastung des Motors während des Anlassens eine gewisse Stellung des Regulierwiderstandes der Erregermaschine.
Die Anlassperiode ist beendet, wenn der Kolben g seine Höchststellung erreicht hat. Der Druck im Behälter i soll grösser sein, als zur Überwindung des Druckes der Feder f in der Höchststellung des Kolbens g erforderlich ist, so dass auch nach Erreichung dieser Höchststellung der Druck unter dem Kolben g und über dem Kolben x weiter wachsen kann.
Das Querschnittsverhältnis der beiden Flächen des Stufenkolbens x soll nämlich derart gewählt sein, dass der am Ende der Anlassperiode auf die obere, grössere Seite des Stufenkolbens x wirkende Druck den auf die kleinere Seite desselben wirkende Druck nicht zu überwinden vermag, so dass der Kolben a : durch den auf die untere Seite wirkenden Überdruck in seiner höchsten Stellung gehalten wird.
Wenn dagegen nach Beendigung der Anlassperiode die Belastung des Motors M eine solche ist, dass die Wirkung des Wattmeters Ù, 12 die Gegenkraft der Feder t nicht zu überwinden vermag und den Steuerschieber h weiter in der Stellung hält, in welcher der Druckbehälter i mit dem Zylinder y in Verbindung bleibt, so steigt der Druck in demselben über den Wert, welcher zur Überwindung der Höchstkraft der Feder f erforderlich war und es kann infolgedessen auch der auf die obere Seite des Kolbens x wirkende Druck soweit steigen, dass der Kolben x nach unten gedrückt wird und bei unveränderter Stellung des Anlasshebels v den Mittelzapfen des Hebels w tiefer verlegt.
Dadurch wird der Schalthebel s entgegengesetzt zum Pfeile 2 bewegt und vergrössert den Regelwiderstand R der Erregermaschine 7c.
Die Erregung des Phasenumformers wird also solange geschwächt, bis die Spannung der Feder t der Kraftwirkung des Wattmessers yi, 12 das Gleichgewicht hält. Steigt die Belastung des Motors, so bewegt das Wattmesser Ù, 12 den Steuerschieber h entgegengesetzt zum Pfeile 3 und verbindet den über dem Kolben x befindlichen Raum mit der freien Luft, bis der steigende Kolben x den Regelwiderstand R verkleinert, wodurch die Erregung des Phasenumformers U der steigenden Belastung entsprechend verstärkt wird.
Es erfolgt also nach Beendigung der Anlassperiode durch das Zusammenwirken der Feder t und des Wattmeters Ù, 12 bzw. des Kolbens x und des Steuerschiebers h eine selbsttätige Reglung der Erregung des Umformers nach Massgabe der jeweiligen Betriebsbelastung des Motors.
Selbstverständlich sind die oben beschriebenen Mittel zur Durchführung der selbsttätigen Reglung als Beispiele zu betrachten. So kann statt des selbsttätigen Flüssigkeitsanlassers irgendein anderer selbsttätiger Anlasser benutzt werden. Auch kann die den selbsttätigen Anlasser und den Regelwiderstand der Erregerdynamo des Umformers beherrschende Steuervorrichtung statt eines pneumatischen Steuermotors auch irgendeine andere selbsttätige, z. B. elektrisch wirkende Steuerung sein. Auch statt des Wattmessers Ù, 12 könnte man irgendeine andere, von der jeweiligen Belastung des Motors abhängige Vorrichtung, z. B. ein Dynamometer anwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätige-Reglungsvorrichtung für die Erregung von umlaufenden Synchronphasenumformern, die zur Speisung von mit selbsttätig gesteuerten Anlassvorrichtungen versehenen Induktionsmotoren dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Reglungsvorrichtung (s) für die Erregung des Synchronphasenumformers (U) zwangl ufig mit dem Glied (v) gekuppelt ist, welches die Steuerung des selbsttätigen Anlassers des vom PJiasenumformer gespeisten Motors (111) beeinflusst.