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Selbsttätig sich ändernder Widerstand zur Kurz8chluDbrem8ung von Elektromotoren.
Nach der vorliegenden Erfindung werden zur Kurzschlussbremsung von Elektromotoren
Widerstände mit hohem positiven Temperaturkoeffizienten z. B. aus Eisen benutzt. Die Ail- wendung solcher in der Regel aus sehr dünnem Eisclldrahte oder Eisenband hergestellter, kurz als.. Variationswiderstände" oder,, Variatoren" im folgenden zu bezeichnender Widerstände, die am besten in Glasbüchsen mit WasseTstoflü1lullg eingeschlossen sind und normal beansprucht sich bis zur Rotglut erhitzen, für Bremszwecke, entspricht dem Charakter nach der Benutzung solcher Widerstände für Selbstanlasser (vgl. u. a. das D. R. P. Nr. 167804).
Die Bremsung von Elektromotoren erfolgt bekanntlich in der Art, dass der vom Netze abgeschaltete Elektromotor auf einem Widerstand geschlossen wird und hiebei als Dynamo- maschine Strom erzeugt, der um so stärker ist, je geringer der an seine Klemmen angelegte Wider- stand ist. Diese Bremsung, welche in der Regel als,, Kurzschlussbremsung" zum Unterschiede von anderen Bremsmethoden, z. B. mechanischer Art bezeichnet wird. wirkt um so stärker, je grösser die Geschwindigkeit des Motors ist. Denn letzterer entspricht die von ihm erzeugte Spannung. so dass sich der daraus resultierende anfänglich starke Strom mit sinkender Geschwindigkeit des auslaufenden Motors sehr schnell verringert.
Die Bremsleitung hängt demgemäss ausserordent- lich von der Geschwindigkeit des zu bremsenden Motors ab, u. zw. im etwa quadratischen Ver- hältnisse. Will man demnach eine schnelle und sichere Bremsung durch diese Generatorwirkung des Motors erzielen, so muss man den Widerstand mit abnehmender Geschwindigkeit entsprechend verringern, alsdann erreicht man einen starken, nahezu konstanten Bremsstrom während der ganzen
Bremsperiode. Diese Stromstärke wird zur möglichsten Steigerung der Bremswirkung tunlichst hoch gewählt, so hoch. wie es die Grösse des Motors irgend zulässt.
Bei dem bisher für Bremszwecke benutzten gewöhnlichen Widerständen, z. B. aus Nicken. geschieht die Abstufung auch der Bremswiderstände in der Regel mittels eines Handschalters. ähnlich wie das allmähliche Abschaltell beim Anlassen der Widerstände vollzogen wird. Selten wird eine selbsttätige Abstufung der Bremswiderstände mittels Olkataraktes angewendet.
Natürlich muss die Abschaltung solcher Bremswiderstände recht schnell erfolgen, um den Motor möglichst schnell zum Stillstande zu bringen. Es kann aber bei zu geringen Abmessungen der Bremswiderstände leicht eine Gefährdung des Motors infolge Überlastung eintreten, so dass für diesen Zweck nicht selten besondere Schutzmassregeln (Relais u. dgl. ) vorgesehen werden müssen. t Das Diagramm eines Bremswiderstandes, das auch für seine Berechnung, die Bemessung der Stufen usw. massgebend ist. entspricht nahezu vollständig dem bekannten Diagramm für die Berechnung von Anlasswiderständen, nur dass man in der Regel mit einer geringeren Stufen- zahl beim Bremsen auskommt.
Andererseits aber bietet die Erreichung des Zieles, zur Abkürzung
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@ tunlichst klein zu wählen und dann noch entsprechend zu verringern, recht erhebliche Schwierig- keiten. Diese werden jedoch vollständig vermieden, wenn man mit Variationswiderständen arbeitet.
Der bis zur Gut erforderlichenfalls sich erhitzende Variationswiderstand hat anfangs im kalten Zustande inen sehr geringen Wert, so dass der auf ihn geschaltete Motor einen bedeutenden
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wird durchl Bemessung der Variatoren, erforderlichenfalls auch noch durch HinzuachgJtung eines . verhältnismässig kleinen konstanten Widerstandes zu den Variatoren erreicht. In der Regel ist
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Bedingung ist jedoch, falls man den Stromstoss nicht, wie erwähnt, anderweitig verringert, dass die Variatoren aus sehr dünnen, sich möglichst schnell erhitzenden und wieder abkühlenden Leitern, in der Regel aus Eisendraht von sehr geringer Wärmekapazität und daher sehr kleiner Trägheit, hergestellt werden. Auch die Füllung der Glasbüchsen mit Wasserstoff von genügendem Drucke wirkt in dieser Hinsicht wegen der bedeutenden Wärmeleitungsfähigkeit des Wasserstoffes sehr günstig. Die Drähte müssen sich fast momentan erhitzen und bei sinkendem Strome sofort wieder abkühlen. Der Eigenwiderstand steigt bei Erhitzung von kalten bis zum hellrotglühenden Zustande auf nahezu das zehnfache. Der Stromstärke entsprechend müssen genügend zahlreiche Variatoren parallel geschaltet werden.
Jeder Variator besteht in der Regel für grössere Stromstärken von z. B. 10 Ampere aus zahlreiehen geschalteten dünnen Eisendrähteii oder äusserst dünnem Eisenbande, um möglichst grosse Abkühlungsflächen zu erzielen. Je nach der Spannung, für die der Motor bestimmt ist und die er als Generator maximal erzeugen kann, sind erforderlichenfalls mehrere Elemente von Variatoren in Reihe zu schalten. Man erhält auf diese Weise für grössere Motoren einen aus Gruppen von Einzelvariatoren zusammengesetzten Bremswiderstand.
Infolge der Selbstveränderlichkeit eines solchen Bremswiderstandes ist es nicht erforderlich, irgend eine künstliche Abstufung durch Abschaltung von Teilen dieses Widerstandes vorzunehmen, es müsse denn sein, dass es sich um ganz aussergewöhnliche Bremsverhältnisse handelt. Jedenfalls würden auch dann zwei Stufen von Variationswiderständen genügen.
Die Wirkungsweise ist derart, dass durch den Anfangsstromstoss des als Generator wirkenden Motors der Variationswiderstand eventuell bis zur Glut erhitzt wird und alsdann mit dem Sinken der Spannung bzw. der Geschwindigkeit sich abkühlt und seinen Eigenwiderstand selbsttätig verringert, so dass der Bremsstrom selbsttätig annähernd konstant erhalten bleibt, bis schliesslich der wieder erkaltete Variationswiderstand infolge seines geringen Wertes eine nahezu vollständige Kurzschliessung des Motors herbeiführt, der dadurch zum Stillstand gelangt. Eine am Schlusse der Bremsperiode vorzunehmende Kurzschliessung des Widerstandes von Hand oder mittels Automaten, z.
B. eines Zentrifugalregulators, ist in der Regel nicht nötig, kann jedoch erforderlichenfalls ohne weiteres auch bei diesem Verfahren Anwendung finden.
Hervorzuheben ist, dass die Eigenwiderstandsverringerung der Variatoren bei genügender Empfindlichkeit derselben in einer kaum messbar kurzen Zeit sich vollziehen kann, ähnlich wie man z. B. das Aufleuchten von Glühlampen und das Erlöschen derselben mit dem Auge kaum noch verfolgen kann. Die Variatoren schmiegen sich der Geschwindigkeitsabnahme des Motors bei richtiger Bemessung vollständig an und halten ihn gleichsam von Anfang bis zu Ende durch die annähernd konstant erhaltene Bremsleitung "umklammert", bis er zum Stillstand kommt.
Der grössere Anfangsstromstoss, welcher, wenn zulässig, der Bremswirkung sehr zustatten kommt und der darauf beruht, dass die Variationswiderstände im ersten Moment der Bremsung noch kalt
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die etwaige Gefährlichkeit, dass die dünnen Drähte der Variatoren im Notfalle selbst als selbsttätige Sicherung wirken, indem sie selbsttätig durch die sehr schnelle Erhitzung auf einen sehr hohen Widerstandswert gelangen und dadurch den Strom abschwächen oder auch äusserstenfalls sofort durchbrennen, also ihren dünnen Abmessungen zufolge, und dadurch, dass sie im normalen Bremsbetrieb der Schmelztemperatur ziemlich nahe gebracht werden, sicher und schnell als Schmelzsicherung wirken.
Jedoch tritt dieser äusserste Fall bei richtiger Bemessung nicht ein, die Bremsung erfolgt vielmehr unter normalen Verhältnissen infolge der selbsttätigen Wider- standswirkung sanft und doch schnell und sicher, u. zw. in gleich guter Weise für Gleich-, Wechselund Drehstrommotoren beliebiger Bauart. Selbstverständlich werden zweckmässig Variationswiderstände, sofern sie auch für das Anlassen der Motoren vorhanden sind, für die selbsttätige Bremsung ganz oder zum Teil mitbenutzt.
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