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Schaltung zur Regelung von verbundgewickelten Elektromotoren.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf das-Anlassen und die Regelung der Geschwindigkeit von Elektromotoren, insbesodnere solchen für elektrische Aufzüge.
Es muss darauf hingewiesen werden, dass, wenn bei einem Aufzug die Grosse des Gegengewichts gleich dem Gewicht des Wagens ist plus der Ilii. lfte des Belastungsmaximums, der oder die Motoren nur so kräftig zu sein brauchen, um 50% der vollen Belastung des Wagens zu bewegen oder festzuhalten. Es ist aus diesem Grunde sehr erwünschte das Gegengewicht so gross zu machen, wie vorstehend angegeben und Elektromotoren zu verwenden, welche auch als Generatoren laufen können. Äussere Widerstände inr Ankerstrom- trois müssen in diesem Falle in Fortfall kommen, da der Motor, wenn er als Generator
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schwindigkeit erreichen würde;
die irgendeiner Stellung des Kontrollers entsprechende Ganggeschwindigkeit des Motors soll dabei praktisch genommen unabhängig sein von der
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e)lthalten sind, annehmen können, wobei die geringste Geschwindigkeit so niedrig zu halten ist, dass die Anlasswiderständc oder dgl. selbsttätig ausgeschaltet werden können, wenn der Motor, ob er nun als solcher oder als Generator läuft, in Gang gesetzt ist.
Auf den beiliegenden Zeichnungen zeigt : Fig. 1 ein Schaltllngsschema für zwei Gleichstromcompoundmotoren mit den Wider-
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Figur sind auch die beweglichen Kontakte des Haupt- sowie des Umkehrzylinders dargestellt.
Fig. 2 zeigt im einzelnen die verschiedenartigen Stromkreisverhindungen zwischen 110m Anker, den Feldwicklungen des Motors und den Regelungswiderständen bei den verschiedenenStellungenoderEinkerbungendesReglers.
In Fig. 1 stellen Al und AAI zwei ähnliche Ankerstromkreise oder Wicklungen auf
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wicklungen für den Feldmagneten bezeichnet sind, in welchem der genannte Ankerkern umlaufend angeordnet ist. A und AA2 bezeichnen zwei andere ähnliche Ankerstromkroise
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C ist ein elektromagnetischer Anlassschalter, der auch als Stromunterbrecher dient, D ein anderer elektromagnetischer Schalter zum Kurzschliessen des Anlasswiderstandes und M2 und MI sind weitere elektromagnetische Schalter zum Schliessen von Nebenwegen um die entsprechenden Reihenwicklungen F2 und FI der beiden Motoren. B ist die Bremsspuio einer elektromagnetischen Friktionsbremse für die Motoren, die nur gelöst wird, wenn Strom durch die Spule B fliesst.
Mit R ist ein kleines und empfindliches Relais bezeichnet, das geeignet ist, durch die B-dmsspute B und die Spule des Anlassschalter C den Stromkreis zu unterbrechen, wenn die elekromotorische Kraft zwischen den Stromhauptleitungen eine höhere wird als die elektromotorische Kraft, auf welche das Relais eingestellt ist.
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während f1, m1, m2 usw. bis aa2 einschliesslich die festen Kontakte für den Geschwindigkfitsregler sind. 3 und 4 sind andere feste Kontakte für denselben Zylinder, die geeignet sind,
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beiden Motoren zu regeln.
Auf der linken Seite der Fig. 1 ist die aufgewickelte Schaltwalze des Geschwindigkeitsreglers dargestellt, und zwar sind durch strichpunktierte Linien die verschiedenen Kontaktstellungen angegeben.
Fig. 2 zeigt im einzelnen die verschiedenen Stromkreisverbindungen, welche den vorerwähnten Gangstellungen entsprechen, wobei bemerkt sei, dass in Fig. 2 dieselben Nummern gleiche Teile wie in Fig. l bezeichnen.
Wird der Apparat in Verbindung mit einem elektrischen Aufzug benutzt, dann können Umkehr- und Regelungswalze alaktrisch mittelst sogenannter Pilotmotoren oder von Hand mittelst geeigneter Schnurverbindung zwischen dem Wagen und dem Regler oder durch andere im Aufzugbetrieb bekannte Mittel gedreht werden.
Es sei nun angenommen, dass der Umkehrschalter in eine der beiden Stellungen
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und der Hauptschaltor sich in der Nullstellung befindet, d. h. nach Linie 0-0 der Fig. 1. Beide Nebenflussfelder sind jetzt schwach erregt. Der Strom fliesst durch die Nebenschluss- felder wie folgt : Von L + zu den festen Kontakten 3 und 9, wo er sich teilt ; ein Teil
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den festen Kontakten 1, 2 und f1 bis L -, während der andere Teil des Stromes von dem festen Kontakt ss nach 8 durch die Widerstände d2, c2, b2 durch das Nebenschluss- fold Sh2 und in ähnlicher Weise nach L - fliesst.
Die unteren Kontakte 1, 2 des Uml, ehrschalters haben auch die elektromagnetischen Schalter C und D mit L-verbunden, da 1 mit den Schaltern C, D dauernd in Verbindung steht. Wird der Hauptzylinder nunmehr von seiner"Los"-Stellung 0-0 weg gedreht, dann ist eine Verbindung zwischen den Kontakten 3 und 4 hergestellt und es geht Strom von L + nach 3 und ,)/, durch, ss und C zu den Kontakten 1 und 2 und schliesslich nach L-. Dieser Strom bewirkt die Lösung der Friktionsbremse und schliesst gleichzeitig den Strom für den Motor, indem er'den elektromagnetischen Anlassschalter C schliesst.
Die erste Bewegung des Hauptzylinders veranlasste auch die Kurzschliessung der
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Kontakten/2-, u und/- +, darauf durch die anderen Reihenschaltung Feldwicklungen FI nach f1 - und schliesslich nach L-, wie es deutlich durch Fig. 2 gesondert gezeigt ist.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird der Schalter D gleichzeitig mit dem Auslassschalter C von Strom durchflossen und somit geschlossen ; fliesst nun ein Strom durch die Spule von D, so zieht diese ihren Anker an, der die Kurzschliessung des Anlasswider- standes @ Sr veranlasst. Dieser Zustand des Stromkreises ist deutlich dargestellt durch das
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dritte Schema in Fig. 2. Da der Anlasswiderstand kurzgeschlossen ist, so erhalten die elektromagnetischen Schalter M2 und MI an den Spulenenden ihr volles Potential und werden plötzlich geschlossen.
Diese Schalter dienen dazu, die Reihenfeldwicklungen F2 und FI vermittelst der kleinen Widerstände r2 und rl kurzzuschliessen, wobei sie eine Verstärkung des Feldes verursachen und bewirken, dass der Motor als Nebenschlussmotor läuft. Die Stromkreisverbindungen sind jetzt so, wie es das mit 181 bezeichnete Schema der Fig. 2 der Zeichnung zeigt. Die Motoren laufen also als reine Nebenschlussmotoren.
Aus vorstehendem geht hervor, dass die Beschleunigung der Motoren zu der als 1 bestimmten oder festgesetzten Geschwindigkeit selbsttätig durch die zwischengefügten oder unabhängigen Schalter C, D, M2 und MI erfolgt, sobald diese Schalter einmal durch eine geringe Bewegung des Hauptzylinders in Tätigkeit gesetzt worden sind. Wenn die Motoren als Generatoren laufen, ist der Spannungsabfall in der Zuleitung natürlich kleiner als wenn die Motoren als Motoren laufen. Demgemäss wird die elektromotorische Kraft an den Spulenenden der Schalter M2 und schneller steigen, wenn die Motoren als Dynamos arbeiten und tatsächlich erhalten die Schalter M2 und 311 unter den obigen Bedingungen ziemlich ebensoschnetlen Schluss wie der Schalter D.
Die zweite Gcschwindigkeitsstnfo wird durch eine weitere Bewegung des Hauptzylinders herbeigeführt. Die Stromkreisverbindungen sind deutlich durch das mit 2nid zeichnete Schema in Fig. 2 dargestellt, und zwar bleibt die Feldstärke des einen Motors (Motor Nr. 1) dieselbe wie bei der ersten Geschwindigkeit, wogegen die Feldstärke des anderen Motors (Motor Nr. 2) vermittelst der Widerstände b2, c2, d2, die in den Neben- schlussfeldstromkreis eingefügt wurden, erheblich verringert wurde. Damit wird die Gang- geschwindigkeit des Motors 2, und vermöge des Vorgeleges, das ihn mit dem Motor 1 kuppelt, auch die Ganggeschwindigkeit des letzteren erhöht.
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geöffnet.
Die vierte Geschwindigkeitsstufe schliesst einen Nebenweg um den einen Motor, wie Fig. 2 zeigt, und die Geschwindigkeit der beiden Motoren ist jetzt etwa doppelt so gross wie die Geschwindigkeit der ersten Stufe. Der Hauptzylinder ist so angeordnet, dass den Augenblick, bevor der genannte Nebenweg geschlossen wird, der Kurzschluss des Reihen-
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wicklung und kann, wie bekannt ist, ohne die geringsten Störungen oder Nachteile kurz- geschfossen werden.
Durch die fünfte Geschwindigkeitsstufe werden der Anker und die Reihenfelder des zweiten Motors geöffnet und die Nebenschlussfelder desselben durch die Widerstände , c und dz wieder geschlossen. Bei dieser geschwindigkeit werden ausserdem die Nebenschlussfolder Sh1 des ersten Motors geschwächt, so dass die Geschwindigkeit der fünften Stufe eine höhere sein wird, als die der vierten.
Bei der sechsten Geschwindigkeitsstufe ist der zweite Motor, wie Fig. 2 zeigt, parallel dem ersten geschaltet. Die Reihenfeldwicklung F2 ist noch nicht kurzgeschlossen und regelt selbsttätig die Feldstärke des zweiten Motors beim Wiederanschluss der Ankerteitung
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Nebenschlussfeld 811 derselben ist durch Ausscheidung des Feldwiderstandes cl gestärkt worden.
Die achte Stufe scheidet den verbleibenden Feldwiderstand bl aus, schaltet die beiden Ankerstromkreiso Al und AAI des ersten Motors parallel und mit dem Reihenfetd 1'1 ion Serie und ermöglicht so, dass die Geschwindigkeit dieses Motors sich von selbst der Ge- schwindigkeit des zweiten Motors anpassen kann.
Bei der siebenten und achten Stufe ist die Geschwindigkeit annähernd viermal so gross als die der ersten Stufe.
Bei der neunten Stufe ist der zweite Motor wieder ausgeschieden und der erste Motor dient zur Regelung, wie Fig. 2 dnutUch zeigt, und zwar wuchs wieder die Ge-
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Die zehnte Stufe zeigt die Ankerstromkreise des zweiten Motors parallel mit dem Kraftstromkreis geschaltet, mit dem Reihenfeld F2 in Reihenschaltung, zum Zwecke, eine Selbstregelung der Feldstärke in der oben beschriebenen Art zu ermöglichen. Beide Nebenschlussfelder sind natürlich gleichartig, wie durch die Zeichnung dargestellt ist, und die Geschwindigkeit ist wieder durch eine weitere Schwächung der Feldstärke des regelnden Motors gesteigert worden.
Die elfte oder höchste Geschwindigkeit wird dadurch erzielt, dass die Motoren parallel
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durch die niedrigen Widerstände 1 und 1'2, welche bewirken, dass die höchste Geschwindigkeit gänzlich unabhängig von den Ankerströmen wird, kurzgeschlossen. Die Widerstände 1 und 1'2 sind so im Verhältnis, dass eine geringe Menge Strom durch die Reihenwicklungen fliessen kann, zum Zwecke, eine gleichmässige Belastung der Motoren herbeizuführen. Die Geschwindigkeit der elften Stufe ist über achtmal höher als die der ersten.
Aus obigem geht hervor, dass jeder Stellung des Reglers eine bestimmte von der Stärke des Ankerstromes praktisch genommen unabhängigen Ganggoschwindigkeit der Motoren entspricht, gleichgiltig ob die Motoren als solche oder als Generatoren laufen.
Im letzteren Falle wird die Ganggeschwindigkeit natürlich etwas höher als die Ganggeschwindigkeit im ersteren Falle bei einer und derselben gegebenen Stellung des Reglers sein, aber doch nicht um so viel höher, um einen plötzlichen Sprung bei jeder Beschleunigung oder Verzögerung zu bewirken.
Durch die getroffene Anordnung wird bewirkt, dass, wenn die irgendeinem der Ankerstromkreise zugeführte elektromotorische Kraft geändert werden soll, der andere Motor die Geschwindigkeit bestimmt, dass während der Umschaltung der Motoren der angeschlossen bleibende praktisch genommen als Nebenschlussmotor arbeitet und daher während der Umschaltedauer eine von der Belastung unabhängige Geschwindigkeit annimmt und dass, wenn der Anker irgendeines der Motoren wieder eingeschaltet wird, nachdem er ausgeschaltet war, die Feldstärke des betreffenden Motors so geregelt wird, dass eine plötzliche Stromänderung und eine Erschütterung des Apparates verhütet wird.
Eine plötzliche Stromänderung wird auch durch den induktiven Widerstand der Serienfeldwicklung vermieden, die während der genannten Ändorungen voll nutzbar gemacht wird.
Das unten an der rechten Seite der Fig. 1 dargestellte Relais dient zur Unterbrechung des Stromkreises durch die Bremsspule B und durch den Anlassschalter oder Stromunterbrecher C, wenn irgend einmal die elektromotorische Kraft zwischen L + und L- grösser wird, als die höchste elektromotorische Kraft, auf welche das Relais eingestellt ist.
Die Wirkungsweise ist die folgende : Es sei angenommen, dass die Motoren durch die Last getrieben als Dynamos arbeiten. Sollte nun die Stromverbindung mit dem Kraftstromkreis plötzlich fehlen, infolge Schmelzens einer Sicherung oder dgl., dann würde natlirkh die elektromotorische Kraft der als Dynamos getriebenen Motoren plötzlich jäh steigen, da sie keinen Strom an den Kraftstromkreis abfuhren können. In anderen Worten, die Motoren würden aufhören als Regeneratorbremsen zu wirken und würden jähe Steigurg der Geschwindigkeit erfahren. Sobald die elektromotorische Kraft zwischen L + und L- (Fig. !)
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bei x entsteht Unterbrechung und kein Strom geht durch die Bremsspule I 3 und die Spule des Stromunterbrechers C.
Dadurch wird der letztere den Nebenschlussstromkreis unterbrechen und die Frildionsbremse in Tätigkeit setzen, so dass der Apparat zum Stillstand kommt.
Es sind bei vorliegendem Ausführungsbcispiel zwei Motoren vorgesehen, von denen jeder einen Doppelwicklungsanker besitzt, um einen besonders grossen Umfang von Geschwindigkeiten erzielen zu können und die jeder einzelnen Ankerwicklung zugeführte elektromotorische Kraft ist je gleich einem Viertel oder gleich der Hälfte oder ganz gleich der vollen Spannung des Kraftstromkreises.
Gleiche Wirkungen wie die beschriebenen können natürlich dadurch ohne Abweichungen von den Merkmalen der Erfindung erreicht werden, dass vier Motoren mit einfach gewickelten Ankern oder zwei Motoren mit einfach gewickelten Ankern in Verbindung mit zwei verschiedenen Spannungen in einem Dreileitersystem angeordnet werden, und ist die Erfindung nicht auf einen doppelt gewickelten Anker beschränkt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltllngseinrichtung zur Regelung von mehreren verbundgewickelten Elektro- motoren eines Fahrzeuges oder Aufzuges, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abschaltung eines der Motoren zwecks Überführung derselben aus Reihen- in Parallelscbaltung der im Netzstromkreis verbleibende Motor ein so starkes, durch die Nebenschlusswicklung des Motors erregtes Feld erhält, dass er praktisch als Nebenschlussmotor arbeitet und eine von
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