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Einrichtung zur Verhütung des Pendeln von Gleichstrommotoren mit Wendepolen oder Kompensationswicklung.
Bei Unterseebooten ist es für manche Schaltungen erforderlich, dass die Elektromotoren für den Propellerantrieb auch bei stärker Feldschwächung arbeiten können. Bekanntlich tritt aber in Motoren mit Wendepolen oder Kompensationswicklung, die mit geschwächtem Feld laufen, leicht Pendeln ein, so dass besondere Mittel zur Erzielung des stabilen Laufes angewendet werden müssen.
Gewöhnlich ordnet man zu diesem Zwecke eine Kompoundwicklung an. Diese muss bei
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verbunden werden, so dass ein zweipoliger Umschalter im Hauptstromkreis erforderlich ist. Für den Unterseebootbetrieb ist dieser Schalter sehr unerwünscht, weil er für die vorkommenden sehr hohen Stromstärken bemessen sein muss, also sehr schwer ausfällt, und beim Manövrieren sehr häufig umgelegt werden muss. Die Kompoundwicklung hat ausserdem den Nachteil, dass sie bei Generatorbetrieb (Laden der Batterie) feldschwächend wirkt, so dass entweder ein grösseres Maschinenmodell) gewählt werden oder ein besonderer Schalter zum Kurzschliessen der Kom-
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währleistet ist.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein pendelfreies Laufen des Elektromotors auch bei Umkehrung der Drehrichtung zu erzielen, ohne dass Umschalter im Hauptstromkreis oder Kurzschliesser für die Kompoundwicklung erforderlich sind, und zwar wird dies dadurch erreicht, dass nach vollendetem Anlassen bei wachsender Drehzahl in der Nähe der Labilitäts- grenze das Wendepolfeld geschwächt wird, und zwar durch einen am besten induktionsfreien Widerstand, der parallel zur Wendepol- oder Kompensationswicklung geschaltet wird. An Stelle des Parallelwiderstandes können natürlich auch gleichwertige Mittel treten, z. B. eine Dynamomaschine, die parallel zum Wendepolfeld liegt oder Gegenwindungen auf dem Wendepol. die proportional dem Hauptstrom erregt werden.
Es ist bekannt, der Wendepolwicklung von Gleichstrommaschinen Widerstand parallel zu schalten (vgl. z. B. D. R. P. Nr. 250031 und Zusätze) sowie österr. Patent Nr. 58036 und Zusätze). Dort ist aber die Parallelschaltung zu dem Zweck erfolgt, um einen funkenfreien Gang der Maschine zu erzielen.
Die Stärke der Wendepolerregung ist von wesentlichem Einfluss auf das Verhalten der Maschinen. Sind die Wendepole stärker erregt als zur geradlinigen Stromwendung notwendig ist, so treten in den kurzgeschlossenen Ankerspulen zusätzliche Ströme auf, die auch auf das Hauptfeld zurückwirken und es schwächen. Diese Wirkung nimmt bei steigendem Ankerstrom
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Wendepolen zusätzliche Kurzschlussströme. die das Hauptfeld stärken und damit einem Anstieg des Stromes und dem Pendeln entgegenwirken.
- Um nun im Falle der Labilität eine Schwächung der Wendepole selbsttätig zu erreichen, wird ein Widerstand parallel zur Wendepolwicklung oder Kompensationswicklung gelegt. Wenn nun der Strom vorübergehend anschwellen würde, so würde wegen der Selbstinduktion der Wendepolwicklung der grössere Teil des Stromes durch den Parallelwiderbtand gehen. Die Wendepole würden also schwach erregt sein, das Hauptfeld verstärkt sein.
Die Wirkung des Parallelwiderstandes ist unabhängig vom Drehsinn der Maschine. Der stabile Lauf ist für beide Drehrichtungen gewährleistet und es sind im Hauptstromkreis keinerlei Umschaltungen erforderlich, falls die Umsteuerung durch Vertauschung der Nebenschlusszuleitungen erfolgt. Man erhält also eine einfachere Schaltung und es entfällt ausserdem das Umlegen schwerer Schalter, das beim Manövrieren sehr häufig zu erfolgen hat und eine starke Inanspruchnahme der Bedienungsmannschaft bedeutet.
Der Widerstand wird erst bei zunehmender Feldschwächung in der Nähe der Labilitätsgrenze parallel zu der Wendepolwicklung geschaltet, weil er während des Anlassens, wo ja starke Stösse auftreten, schädlich wäre, da die Schwächung des Wendepolfeldes dann starkes Bürstenfeuer zur Folge hätte.
Das Zu-und Abschalten des Parallelwiderstandes wird in Abhängigkeit von der Drehzahl oder von der Feldschwächung ausgeführt. Es kann von Hand oder besser zwangläufig mit dem
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(Fliehkraftregler).
Die selbsttätige Zu-und Abschaltung des Parallelwiderstandes in Abhängigkeit von der Stärke des Hauptfeldes, kann man beispielsweise durch Kontaktamperemeter im Nebenschlusskreise, in Verbindung mit automatischen Schaltern u. dgl. bewirken.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass zur Erzielung funkenfreien Laufes das Verhältnis der Wendepolamperewindungen zu den Ankeramperewindungen bei steigender Drehzahl kleiner genommen werden muss. Bei einer Maschine für weitgehende Regelung der Drehzahl sind daher die Wendepole für niedrigere Drehzahl zu schwach und für hohe Drehzahl zu stark erregt, wenn die Wendepolwicklung für eine mittlere Drehzahl passend bemessen ist. Die Maschinen haben deswegen gerade bei den höheren Drehzahlen die Neigung zu pendeln. Nach der Erfindung wird dieser Erscheinung dadurch Rechnung getragen, dass der Parallelwiderstand in Abhängigkeit
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die erhöhte Neigung zum Pendeln beseitigt wird.
Der Schalter oder Regler für den Parallelwiderstand ist nur für kleine Schaltleistungen, etwa 0-2 v. H. der Maschinenleistung zu bemessen.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Einrichtung zur Verhütung des Pendeins von Gleichstrommotoren mit Wendepolen oder Kompensationswicklung, deren Drehzahl durch Feldänderung geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das kommutierende Feld bei höheren Drehzahlen, vor Erreichung der Lahilitäts- grenze des Motors, durch Parallelschaltung eines Widerstandes zur Wendepol-oder Kompensationswicklung oder zu beiden derart geschwächt wird, dass eine auf das kommutierende Feld zurück- zuführende schwächende Wirkung auf das Hauptfeld nicht mehr auftritt.