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Einrichtung zur Steuerung, insbesondere zur Konstanthaltung des Stromes von mit
Schwungrädern gekuppelten Motoren.
Häufig werden Schwungmassen mit Motoren gekuppelt, um eine zeitweilige höhere Arbeitsabgabe zu ermöglichen. Um die Schwungmassen möglichst vollkommen zur Wirkung zu bringen ist es notwendig, die Geschwindigkeit des Motors zu verringern, sobald das Bedürfnis einer höheren Arbeitsleistung auftritt. Man hat deshalb Mittel ersonnen, welche in Abhängigkeit von der Änderung bestimmter Betriebsgrössen, die in Zeiten höheren Energiebedarfes auftreten, die Motorgeschwindigkeit beeinflussen. Bei elektrischen Motoren ist als eine dieser sich ändernden Betriebsgrössen die Stärke des vom Motor aufgenommenen Stromes erkannt worden und in der Stromzunahme lässt bereits eine geringe eintretende Geschwindigkeitsabnahme das Auftreten des erhöhten Energiebedarfes erkennen.
Die Heranziehung der Stromänderung zur Beeinflussung des Geschwindigkeitsreglers besitzt jedoch, abgesehen von ihrer beschränkten Anwendbarkeit, noch verschiedene andere Mängel, weshalb das Bedürfnis besteht, die Geschwindigkeitsänderungen allein für die Beeinflussung der Motorgeschwindigkeit heranzuziehen. Der Durchführung dieser Aufgabe stellen sich jedoch erhebliche Schwierigkeiten entgegen, da bereits bei ganz geringen Geschwindigkeitsänderungen grosse Überlastungen der Antriebsmotoren zustande kommen können und es deshalb wünschenswert ist, mit den kleinsten Geschwindigkeitsänderungen bereits hinreichend grosse Beeinflussungen der Motorsteuerung hervorzubringen.
Die bisher angewandten Mittel, wie Zentrifugalschalter und als Tachometer wirkende Gleichstromdynamomaschinen, erweisen sich gerade in dieser Richtung als vollkommen unzulänglich ; die ersteren infolge des grossen Einflusses der Eigenreibung, der Schwierigkeit der Übertragung ihrer Stellungen auf das Steuerorgan des Geschwindigkeitsreglers und der Schwierigkeit der wechselnden Zuordnung verschiedener Geschwindigkeiten zu bestimmten Reglerstellungen.
Bei den bisher angewandten Tachometergleichstromdynamomaschinen hingegen entstehen grosse Ungenauigkeiten in der Ankerspannung infolge des schwankenden Erwärmungszustandes ihrer Feldwicklung und der Remanenz ; ausserdem bedürfen sie besonderer Erregerstromquellen, wodurch die Schwankungen der Ankerspannung bei diesen Maschinen noch vervielfacht werden, indem die Erwärmungsund Geschwindigkeitsschwankungen der Erregermaschine oder die Spannungsschwankungen der verwendeten Akkumulatorenbatterien noch einen weiteren Einfluss gewinnen.
Es ist auch eine Anordnung bekannt, bei welcher zur Steuerung, insbesondere zur Konstanthaltung des Stromes des mit Schwungmassen gekuppelten Hauptmotors, bei dem der totale Motorwiderstand in Abhängigkeit von-der Motordrehzahl derart eingestellt wird, dass bei abnehmender Drehzahl der totale Motorwiderstand erhöht wird, die Sekundärspannung und Frequenz einer von dem Hauptmotor angetriebenen, als Asynchronmaschine gebauten Hilfsmaschine zur Messung der Geschwindigkeitsänderungen herangezogen wird. Der Primärteil der mit dem zu regelnden Motor gekuppelten Asynchronmaschine ist dabei an ein Netz praktisch konstanter Frequenz und Spannung angeschlossen. Erfindungsgemäss werden in den Sekundärteil der Hilfsmaschine die zur Beeinflussung der Motorsteuerungdienenden Hilfseinrichtungen gelegt.
Hierbei ist es möglich, die Verhältnisse so zu wählen, dass in Abhängigkeit von sehr geringen Geschwindigkeitsänderungen des zu regelnden Motors bereits grosse Änderungen von zur Steuerung herangezogenen Kräften erzeugt werden können. Bei dieser Anordnung ist es gleichgültig, welcher Art der Hauptmotor ist, jedoch werden
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bei den meist verwendeten Asynchronwechselstrommotoren durch die Anlegung der Hilfsmaschine an ihre Frequenz ihre Schwankungen für die Steuerung wirkungslos gemacht, was bei den bisher verwendeten Gleichstrommaschinen nicht der Fall ist. Irgendeine an sich bekannte elektrische Steuervorrichtung, z.
B. ein in bekannter Weise als Asynchronmotor gebauter Regelungsmagnet kann dann in solcher Weise an diese Sekundärspannung bzw. in den Sekundärstromkreis der Hilfsmaschine gelegt werden, dass sie die erforderliche Regelung der Geschwindigkeit des Hauptmotors ausführt. Der Stator dieser Hilfsmaschine ist fest und nicht das Drehmoment-der Maschine wird zur Messung der Geschwindigkeit herangezogen, sondern lediglich die Frequenz der Läuferströme, welche zur Speisung des als Asynchronmaschine ausgebildeten Regelungsmagneten dient, dessen Sekundärteil durch eine Feder gehalten wird, so dass er nicht frei rotieren kann.
Da bei geeigneter Wahl der Polzahl und Geschwindigkeit der Hilfsmaschine ganz geringe prozentuale Änderungen der sie antreibenden Welle des Hauptmotors bereits grosse prozentuale Frequenzänderungen für die Läuferspannung der Hilfsmaschine bedeuten, wenn diese als Asynchronmaschine ausgeführt wird, so ergeben sich hierbei auch entsprechende Änderungen der Ströme im
Sekundärstromkreis und somit grosse Genauigkeit und Empfindlich, it der Steueruug.
In der Zeichnung ist die beispielsweise Ausführung einer derartigen Steuerung zur
Regelung der Geschwindigkeit eines mit einem Schwungrad D gekuppelten Asynchron- Motors j dargestellt. F ist die mit dem Hauptmotor gekuppelte Hilfsmaschine, an deren
Schleifringen S2 der Stator eines als Asynchronmaschine gebauten Regelungsmagneten H angeschlossen ist, dessen Rotor mit einer Antriebsvorrichtung des an die Schleifringe S, des
Hauptmotors J angelegten Flüssigkeitsanlassers A gekuppelt ist und einer Gegenfeder V das
Gleichgewicht hält. Durch Drehen des Rotors von H werden Seile auf und ah gewunden, die den Behälter des Widerstandes verstellen, in der Weise, dass mit abnehmender Dreh-. zahl des Hauptmotors J der totale Motorwiderstand erhöht wird und umgekehrt.
Die
Drehmomentsänderungen des Magneten H sind, wie oben geschildert, auch bei kleinen
Geschwindigkeitsänderungen sehr gross, so dass die Ungenauigkeiten der Steuerung, die durch Eigenreibung verursacht werden, eine sehr geringe Rolle spielen.
Es wird notwendig und vorteilhaft sein, den Regelungsmagneten, wenn er nach Art eines Induktionsmotors ausgeführt wird, so zu bauen, dass in allen Stellungen seines beweg- lichen Teils der magnetische Widerstand des Kraftlinienweges unabhängig von der Stellung der Stator-zu der Rotornute ist, da sonst die sogenannte Zackenwirkung eintritt, welche störend auf das sonst nur vom Motorstrom abhängige Drehmoment des Magneten wirkt. Ein wirksames
Mittel zur Beseitigung dieser Zackenwirkung ist bekanntlich das Schränken der Nuten.
Um mit der dargestellten Einrichtung z. B. eine konstante Stromaufnahme des Haupt- motors j zu erzielen, ist es notwendig, die Stellung des Schlupfregler A in bestimmter
Weise den Drehmomenten des Magneten H zuzuordnen. Um nun in einfacher Weise die
Stromstärke des Hauptmotors J auf andere Werte regeln zu können, kann durch Ein- schaltung von Widerständen in den Rotorstromkreis der Hilfsmaschine F das Drehmoment des Magneten H oder eines entsprechenden Zwischenrelais derart verändert werden, dass bestimmten Geschwindigkeitsänderungen des Hauptmotors andere Stellungen des Schlupfwider- standes zugeordnet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
EMI2.1