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Schaltungsanordnung zur Bremsung von Selienmotoren unter Stromrückgewinnuiig, Die bisher allgemein gebräuchliche Bremsschaltung für Serienmotoren besteht darin, dass man die Ankerklemmen vertauscht und so den Motor als Seriengenerator auf Widerstände arbeiten lässt. Das Bremsmoment nimmt gegen den Stillstand zu rasch ab, so dass schliesslich mit einer anderen Bremse nachgeholfen werden muss. Der Generatorstrom wird in den Widerständen verbraucht.
Die der Erfindung zugrunde gelegte Schaltung erlaubt nicht nur den Bremsstrom für das Netz zurückzugewinnen, sondern auch ein einstellbar konstantes Bremsmoment bis zum Stillstande und darüber hinaus ein Rücklaufen des Motors mit gleich grossem Drehmomente zu erzielen. Erreicht wird dies dadurch, dass man den Motor in der obigen Generatorschaltung statt auf Widerstände auf einen GleichstromGleichstrom-Umformer sekundär arbeiten lässt, der bei konstanter Primärspannung nur konstanten Sekundärstrom abgibt, bzw. in unserem Falle aufnimmt. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer kann ein Motorgenerator, bestehend aus einem Motor und einer Dynamo für konstanten Strom (Rosenbergmaschine, Krämermaschine u. dgl. ) sein oder ein Einankerumformer nach Déri (deutsches Reichspatent Nr. 220551).
Primär an konstante Spannung gelegt lässt ein solcher Umformer sekundär nur konstanten Strom von bestimmter Richtung hindurchfliessen, soferne man die Ohmschen Spannungsabfälle im Umformer vernachlässigt. Zur Erklärung der Wirkungsweise der Schaltung sei zunächst angenommen, dass in den sekundären Kreis des Umformers ein Ohmscher Widerstand eingeschaltet ist ; der Umformer gibt dann sekundär Strom ab. der sich im Widerstande verbraucht und wofür auf der Primärseite eine entsprechende Leistung aus dem Netz konstanter Spannung entnommen werden muss. Wird dieser Widerstand kurz geschlossen, so bleibt der Strom konstant, die Spannung jedoch entspricht nur mehr den Ohmschen Spannungsabfällen im Umformer und so hat die vom Netz primär aufgenommene Leistung nur die inneren Umformerverluste zu decken.
Schalten wir nun an Stelle des obigen Widerstandes einen vorläufig derart fremd erregten Gleichstromgenerator mit konstanter Drehzahl, dass die Generatorstromrichtung mit der früheren sekundären Umformerstromrichtung übereinstimmt, so sucht dieser - Generator seinen Strom durch die sekundäre Seite des Umformers in derselben Richtung hindurchzutreiben, wie früher der Umformer Strom geliefert hat. Die hindurchfliessende Stromstärke muss jedoch der früheren in Richtung und Grösse gleich sein (soferne man von den inneren Umformerverlusten absieht), da ja der Umformer primär noch immer am Netze gleicher Spannung hängt und auf die alte Stromstärke eingestelltist. Tatsächlich wird aberinfolge der geänderten Ohmschen Spannungsabfälle die jetzt hindurchfliessende Generatorstromstärke etwas grösser sein als vorhin bei reiner Widerstandsbelastung.
Die Stärke der Erregung des Gleichstromgenerators ist ohne weiteren Einfluss auf die von ihm abgegebene Stromstärke, welch letztere lediglich durch den Umformer bestimmt wird, vorausgesetzt, dass im Umformer keine zu hohen Eisensättigungen auftreten). Dies ist aber nur möglich, wenn der Umformer nun sekundär eine der Generatorspannung entgegengeriehtete nahezu gleichgrosse E. M. K. entwickelt und so die Generatorleistung in sich aufnimmt bzw. an das Netz konstanter Spannung wieder weitergibt.
Die Weitergabe der sekundär aufgenommenen Energie an das Netz geschieht beim Motorgenerator dadurch, dass der Umformermotor zum Generator und die Dynamo für konstanten Strom (Rosenbergmaschine,
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Bürsten eine etwas grössere Spannung induziert, als vom Netz aufgedrückt wird, so dass nun Nutzbremsstrom an das Netz abfliesst, Die Stromrichtung hat sich primärseitig umgekehrt und mit ihr das
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primäre Ankerfeld, das nun an den sekundären Bürsten eine der Generatorspanmmg entgegengerichtete
E. M. K. entwickelt. Denken wir uns nun an Stelle dieses fremderregten Generators einen gewöhnlichen
Seriengenerator, so ist sowohl dessen Erregung, sowie dessen Drehmoment durch die sekundäre Umformer- stromstärke gegeben und konstant.
Wie dort die Fremderregung ist hier die Tourenzahl des Seriengenerators ohne besonderen Einfluss auf die sekundäre Umformerstromstärke.
Benützen wir denselben Umformer auch zum Anlassen des Serienmotors, der mit einer grossen
Schwungmasse gekuppelt sei, so wird der Motor in einem Drehsinne mit konstantem Drehmomente anlaufen, da ja der Umformer sekundär konstanten Strom bestimmter Richtung abgibt. In Fig. 1 sei durch U der Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer nur schematisch mit den primären Klemmen a, b, die an das Netz konstanter Spannung gelegt werden, und den sekundären Klemmen c, d, die nur konstanten
Strom abgeben bzw. aufnehmen, dargestellt. Der mit einer Schwungmasse S gekuppelte Motoranker A ist über den Stromwender K in Serie mit dem Motorfeld F an die Umformerklemmen c, cl geschaltet.
Die Stromrichtungen und der Motordrehsinn sind durch Pfeile angedeutet.
Vertauschen wir nun die AnkerkleIJ1men des Motors zwecks Nutzbremsung (siehe Fig. 2), so bleibt die Feldrichtung erhalten, im Motoranker wird aber nun eine der früheren Gegen-E. M. K. gleichgerichtete E. M. K. induziert, die aber nun infolge der Vertauchung der Ankerklemmen Strom in gleicher Richtung wie früher durch den sekundären Teil des Umformers zu treiben trachtet. Der Motor wird zum Seriengenerator, welcher von der Schwungmasse S noch eine Zeit hindurch weiter in Drehung erhalten wird. Wie bereits erläutert, bleibt dieser Generatorstrom trotz der ständigen Drehzahlabnahme konstant und verursacht ein konstantes Bremsmoment. Der Umformer selbst nimmt seinerseits sekundärseitig die von der Schwungmases S an den Anker A abgegebene Energie als konstanten Strom auf und gibt sie an das primäre Netz wieder weiter.
Infolge der unvermeidlichen inneren Verluste im Umformer und im Seriengenerator wird jedoch schon vor dem Stillstande der Schwungmasse S die Nutzstromabgabe an das Netz aufhören und die restliche Schwungmassenenergie sich in elektrischen und mechanischen Maschinenverlusten aufzehren. Auch die sekundäre Umformerstromstärke wird einwenig sinken, bis bei Still- stand die ganzen inneren Verluste vom Netz aus gedeckt werden müssen. Nun liegt der Serienmotor mit vertauschen Ankerklemmen am Umformer und beginnt demnach jetzt in entgegengesetzter Richtung als Motor bei konstantem Strom anzulaufen. Der Motor läuft also nach vollzogener Bremsung tatsächlich zurück.
Die Regulierung des Bremsmomentes kann in üblicher Weise durch Parallelwiderstände zum Motorfeld erfolgen oder man reguliert am Umformer selbst die sekundäre Stromstärke.