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Einrichtung zum schnellen Anlassen und schnellen Regeln von Gleichstrommotoren.
Das österr. Patent Nr. 66438 schützt eine Einrichtung, grosse Gleichstrommotoren ohne Vorschaltung eines Widerstandes anzulassen. Es ist hierbei erwünscht, dass beim Schliessen des Ankerstromkreises ein starkes Feld in der Maschine vorhanden ist. Dies wird erfindunggemäss durch die beiden in Fig. i und 2 angegebenen Schaltungen erreicht.
Nach Fig. i wird der Anker w. des Motors mit Hilfe der Schalter a und c an die Batterie e angeschlossen. Die Feldwicklung f kann an die Klemmen des Motors angeschlossen oder fremd erregt sein. Ausser dieser Wicklung ist eine zusätzliche zweite Erregerwicklung s vorhanden, die im Nebenschluss zu einer dem Anker vorgeschalteten Drosselspule d liegt.
Werden die Schalter a und c geschlossen, so bewirkt das plötzliche Ansteigen des Ankerstromes eine starke Drosselwirkung in d, so dass die Wicklung z stark und schnell erregt wird und während des Anlaufens ein starkes Feld in der Maschine erzeugt. Ist der Beharrungszustand eingetreten, so tritt in den Stromkreisen d und zeine Stromverteilung ein, die durch die Ohmschen Widerstände der Drosselspule und Zusatzwicklung gegeben ist.
Es wird dann das Verhältnis des in der Zusatzwicklung fliessenden Stromes zum'gesamten Ankerstrom kleiner sein, wie beim beim Anlauf. Die Widerstände der Drosselspule d und der Zusatzwicklung z werden so bemessen, dass im Betriebe der Maschine eine ausreichende Kompoundwirkung erzielt wird.
In Fig. 2 ist die Zusatzwicklung, in deren'Stromkreis sich ein Ausschalter b befindet, an die Kontaktstücke eines der beiden im Ankerstromkreis befindlichen Schalter, beispielsweise an die des Schalters c angeschlossen. Beim Einschalten wird der Schalter a vor dem Schalter c geschlossen. Die Wicklung z erregt sich, während c noch offen ist, mit der Batteriespannung und erzeugt ein starkes Feld im Motor. Wird auch c geschlossen, so wird die Zusatzwicklung in sich kurzgeschlossen. Das Feld bleibt aber wegen der hohen Zeitkonstante der Zusatzwicklung z noch eine Zeitlang bestehen, und zwar wesentlich länger als der Ankerstrom zum Erreichen seines Höchstwertes gebraucht. Das Anlaufen des Motors findet also auch hier bei starkem Motorfelde statt. Der Schalter b gibt die Möglichkeit, die Zusatzwicklungen während der Betriebspause ganz abzuschalten.
Die Wicklung z kann auch in anderer Weise geschaltet sein, wenn nur dafür gesorgt ist, dass sie vollständig erregt ist, bevor die volle Anlassspannung auf den Anker geschaltet wird. Sie könnte beispielsweise an die Batterie mittels eines besonderen Schalters angeschlossen werden, der mit dem Schalter a oder c oder mit beiden so verbunden ist, dass er eine bestimmte Zeit vorher geschlossen wird, bevor durch a und c der Ankerstrom eingeschaltet wird.
Nach dem Stammpatente und auch nach der in Fig. i angegebenen Schaltung werden Selbstinduktionsspulen dem Anker vorgeschaltet. Es kann infolgedessen beim Ausschalten des Ankerstromes eine unzulässige Überspannung auftreten. Um dies zu vermeiden, erhalten eifindungsgemäss die dem Anker vorgeschalteten Drosselspulen eine besondere Wicklung, die beim Einschalten des Anlcerstromcs offen, während des Ausschaltens jedoch in sich kurzgeschlossen ist. Die Überspannung wird durch den dämpfenden Einfluss dieser Wicklung soweit vermindert, dass ohne Gefahr selbst Spulen mit hoher Selbstinduktion dem Anker vorgeschaltet werden können.
. Der Schalter zum Öffnen und Schliessen dieser Dämpferwicklung kann zweckmässig in Abhängigkeit von dem Öffnen und Schliessen der im Ankerstromkreis befindlichen Schalter erfolgen. Eine mechanische Verbindung dieser beiden Schalter ist als Beispiel in Fig. 3 schematisch dargestellt. Der Schalter a für den Ankerstromkreis und der Schalter A für die Dämpferwicklung g der Drosselspule d werden mit Hilfe eines mit einem Langloch versehenen Gestänges bewegt. Bevor a geschlossen wird, ist h schon geöffnet und bevor a sich öffnet, h schon geschlossen und so die Dämpferwicklung eingeschaltet.
Die Verbindung der beiden Schalter a und h kann statt mechanisch auch auf elektrischem Wege in bekannter Weise hergestellt werden oder man kann h in Abhängigkeit vom Ankerstrom oder vom Erregerstrom des Motors oder auch von der Tourenzahl des Motors so bewegen, dass li geöffnet ist beim Anlassen und geschlossen beim Abstellen des Motors.
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Die eben erläuterten Einrichtungen können einzeln für sich oder in Kombination unter sich oder mit den im Stammpatente geschützten Einrichtungen verwendet werden.
Fig. 4 stellt in schematischer Form eine Schaltskizze dar, nach der eine Anlage erfindungsgemäss ausgeführt sein kann, um zwei mechanisch gekuppelte Propellermotoren, die von einer Akkumulatorenbatterie gespeist werden ; auf einfache und sichere Weise, bei der jede Verwechslung der Handgriffe beim Manövrieren ausgeschlossen ist, zu schalten. al, a2 sind die beiden Hälften der speisenden Akkumulatorenbatterie, t1, t2 sind Trennschalter für den Arbeitsstrom und die Erregung, die stets eingelegt sind, wenn die Motoren klar zur Fahrt sind. f ist der Fahrtrichtungsschalter, g ist ein Serienparallelschalter für die beiden Motoren iizl, 1112 und u stellt einen Umschalter dar, der entweder die halbe oder die ganze Batteriespannung auf die Motorgruppe schaltet.
Die Wendepolund Kompensationswicklungen der Motoren sind durch kl a, die Erregerwicklungen durch ssi, angedeutet. Durch einen Kurzschliesser r kann schliesslich ein fester Erregerwiderstand aus dem Stromkreis ausgeschaltet werden.
Die Anordnung soll in folgender Weise betrieben werden. Das Feld el, e2 der Motoren ist dauernd erregt. Der Schalter u liegt an der halben Batterie, der Schalter g verbindet die Motoren in Serie. Zum Anfahren wird der Fahrtrichtungsschalter f eingelegt, so dass jeder Anker ein Viertel der ganzen Batteriespannung erhält. Das Fahrzeug läuft dementsprechend mit kleiner Geschwindigkeit. Um mittlere Geschwindigkeiten zu erhalten, wird der Schalter u auf die ganze Batterie umgelegt und für grosse Geschwindigkeiten werden schliesslich durch den Schalter g beide Motoren. parallel geschaltet. Falls erforderlich, lässt sich stets eine Zwischenstufe durch Kurzschliessen des Erregerwiderstandes bei r erreichen.
Soll das Fahrzeug jetzt umgesteuert werden, so wird zunächst der Schalter g auf Serienschaltung gelegt, alsdann der Schalter u auf halbe Batterie und schliesslich Schalter f auf Rückwärtsfahrt, worauf wieder u auf ganze Spannung und f auf Parallelschaltung umgelegt wird.
Erfindungsgemäss werden die drei Schalter f, u, g nebeneinander in einer Reihe angeordnet, beispielsweise so, dass von links nach rechts die Reihenfolge f, u, g vorhanden ist. Dann sind bei Steigerung der Geschwindigkeit die Schalter lückenlos nacheinander in der Richtung von links nach rechts, bei Verringerung der Geschwindigkeit von rechts nach links zu bedienen. Für Vorwärtsfahrt ergibt sich beispielsweise folgende Schaltreihe : von links nach rechts f, u, g. Beim Reversieren von voller Fahrt vorwärts auf volle Fahrt rückwärts die Reihenfolge zunächst von rechts nach links g, u, f, dann von links nach rechts f, u, g.
Man erkennt hier den grossen Vorzug dieser Schaltweise, der darin besteht, dass beim Anfahren, Stoppen und Umsteuern alle Schalter stets in derselben Reihenfolge vorwärts und rückwärts durchlaufen werden müssen. Eine Verwechslung der Schaltoperation ist dadurch von vornherein sehr erschwert. Man kann sie auf einfachste Weise durch bekannte Rückblockungen ganz unmöglich machen, indem man z. B. den Schalter f vom Schalter u aus verblockt, am besten durch eine einfache Schubstange, die f sperrt, solange u auf voller Batterie liegt. Schliesslich ist bei der einfachen Aufeinanderfolge der Schaltoperationen eine völlig eindeutige Betätigung dadurch erzielbar, dass die Schalter von einer gemeinsamen Handkurbel aus nacheinander betätigt werden, Schliesslich kann man sie auch in der üblichen Weise als Schaltwalze ausbilden.
Die stärkere Entladung der einen Batteriehältte, die bei der hier beschriebenen Anordnung eintritt, ist im allgemeinen unschädlich, da sie nur bei kleiner Geschwindigkeit hervorgerufen wird, bei der die Propellermotoren nur ausserordentlich wenig Energie verzehren. Bei Fahrzeugen mit zwei Propellern und vier Motoren kann man überdies jede Batteriehälfte auf einen der Motoren arbeiten lassen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum schnellen Anlassen oder schnellen Regeln der Geschwindigkeit von grossen Gleichstrommotoren nach dem Patente Nr. 66438, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Erregerwicklung des Motors parallel zu einer dem Anker vorgeschalteten Drosselspule geschaltet ist.