Leonardantrieb mit Einrichtung zur Konstantstromregelung beim Anlaufen und Bremsen. Bei den meisten elektrischen Antrieben in Lconardsebaltung erfolgt das Anlasen, das Bremsen und die Drehrichtungsumkelir durch entsprechende kontinuierliche Regelung der Erregung der Steuerdynamo; gegebenenfalls wird zusätzlich noch das Feld des Arbeits motors geregelt.
Die hierbei auftretenden An fahr- und Bremsströme im Hauptstromkreia richten sich nach der Raschheit und der Stu fung der Eriegting.äilderungen. Bei<B>Z,</B> hin-- von Hand bestellt die Gefahr, dass durch zu rasches Schalten der Regelwiderstände un-. liebsanie Stromstösse auftreten können, die lioinniutierungsschwierigkeiten, grosse Strom- wärmeverluste und grosse mechanische Bean spruchung der Getriebeteile zur Folge haben.
<B>Es</B> sind daher Anlass- und Regelvorrichtungen ";eschaffen und bekanntgeworden, mit denen der Anlauf- und Bremsvorgang bei möglichst konstantem Strom selbsttätig und möglichst stossfrei angestrebt wird.
Solche Einrichtungen erfordern besondere Apparate und arbeiten zeit- oder strom- ;il)liängi";. Den meisten haften gewisse L n- vollkonlinenheiten an, weil sie entweder ilichf- völlig stossfrei arbeiten oder den Nachteil haben (besonders die zeitabhängigen Einrich tungen). dass sie die Erregung auch weiter verstärken oder schwächen, wenn aus irgend einem Grunde der Anlass- bzw.
Brenisstroni, der möglichst konstant bleiben soll, seinen Soll-,vert schon weit überschritten hat. Dies kommt z. B, beim nicht programmässigen An- fahren oder Verzögern des zu regelnden Ro tors vor, etwa wenn der Motor beim Anlassen klemmt oder dergleichen. Ferner müssen solche Apparate für belastetes und unbe lastetes Anlassen verschieden eingestellt wer den.
Gegenstand der Erfindung ist. nun ein Leonardantrieb, bei welchem mit einfachen Mitteln über einen weiten Regelbereich ein Anlassen und Bremsen bei konstantem Strom bewerkstelligt. wird, und zwar ohne die er wähnten Nachteile der bisherigen Regelein richtungen. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass das Erregerfeld der Steuerdynamo des Leonardantriebes sowohl. von einer Quelle konstanter Spannung als auch von einer Quelle veränderlicher Span nung gespeist wird, und dass die letztere eine mit dem Arbeitsmotor des Antriebes gekup-- gelte Gleichstrommaschine ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes schema tisch dargestellt. In Fig. 1 bedeutet a einen Drehstrommotor,der, die Steuerdynamo b mit konstanter Drehzahl antreibt. c ist der Ar beitsmotor, der von der Steuerdynamo b ge speist wird. Der Motor c ist von einem Hilfsnetz d konstant erregt.
Die Steuer dynamo b hat eine Erregerwicklung f, die ebenfalls am Hilfsnetz d liegt und mittels des Regtilierwidersta_ndes k. auf einen wählbaren festen Wert eingestellt werden kann, sowie eine Erregerwichlung h., die von einer Hilfs- maschine e gespeist wird. Letztere wird vom Arbeitsmotor c angetrieben. Ein Umschalter i im Erregerkreis der Wicklung f gestattet eine Umkehrung der Richtung des Erreger stromes in der Wicklung f. Die Hilfsmaschine e erhält vom Hilfsnetz d eine konstante Er- rebgung.
Für das Anlassen wird die Steuerdynamo <I>b</I> in ihrer Feldwicklung <I>f</I> nur so stark erregt, dass bei beispielsweise stillstehendem Motor c im Leonardkreis gerade der gewünschte An lassstrom auftritt.
Die in diesem Zustand in der Steuerdynamo b zu erzeugende EMK ist gleich dem Ohmschen Spannungsabfall im Leonardkreis. Unter dem Einfluss des An la.ssstromes beginnt der Motor c sich zu dre hen und zu beschleunigen. Die in ihm nun auftretende EMK wirkt der EMK der Steuer dynamo b entgegen und möchte :den Anlass- strom verkleinern.
Beim Drehen des Motors c wird aber auch in der mit diesem gekup- pelten Hilfsmaschine e eine EMK erzeugt, die in der Wicklung h der Steuerdynamo :die Erregung der Wicklung f unterstützt. Die : Unterstützung ist so abgestimmt, :dass sie die EMK in der Steuerdynamo b um den Betrag erhöht, den der Motor c der Steuerdynamo entgegensetzt.
Dadurch wird erreicht, dass über einem weiten Drehzahlbereich die Dif ferenz .der im Leonardkreis auftretenden EMK zwischen Steuerdynamo b und Motor c kon stant bleibt und damit auch der im Leonard- kreis fliessende Strom. Diese Konstanz bleibt bestehen solange der Kraftfluss im Feld der Steuerdynamo proportional dem Erregerstrom in der Feldwicklung la folgt.
Erst bei Beginn der Sättigung der Steuerdynamo b nimmt die Differenz der EMKe von Steuerdynamo b und Motor c ab und damit auch der Anlass- strom. Beharrung tritt in dem Moment ein, wo die Differenz-EMK gerade genügt, um den vom jeweiligen Belastungsstrom erzeug ten Ohmschen Spannungsabfall im Leonard- kreis zu decken.
Das Bremsen und Umkehren der Dreh richtung des Motors erfolgt durch Umschal tung des Umschalters i. Durch das Umschal ten wird die Erregung der Steuerdynamo b und damit auch ihre EMK verkleinert. Die E14IK des Motors c überwiegt nun gegenüber derjenigen .der Steuerdynamo b. Die Diffe renz der EMK wirkt nun im umgekehrten Sinne wie während des Anlassvorganges, und es tritt eine Umkehr des Stromes ein. Der Motor c wird zum Generator und in dieser Eigenschaft abgebremst und in der Drehzahl verzögert.
Gleich wie während des Anlassvor- ganges bleibt dank der für letzteren getrof fenen Abstimmung der Bremsstrom über einen weiten Drehzahlbereich konstant. Denn auch beim Bremsen ist der Strom bestimmt durch ,die jeweilige EMK-Differenz zwischen Motor c und Steuerdynamo b.
Über dem ungesättigten Bereich der Steuerdynamo !) ist diese Differenz konstant und demzufolge auch der Bremsstrom konstant und gleich gross wie der Anlassstrom während des Be- sehleunigungsvorganges. Bei Durchgang durch Drehzahl Null des Motors steht die Steuer dynamo b nur unter dem Einfluss .der Er regung der Wicklung f.
Die durch :dieselbe in der Steuerdynamo erzeugte EMK ist jetzt umgekehrt und genügt gerade nur für den jetzt in umgekehrter Richtung fliessenden Anlassstrom, um den Ohmschen Spannungs abfall zu decken. Der Motor c beschleunigt sich wieder und beginnt sich, wie bereits be schrieben, aber in umgekehrter Drehrichtung, zu beschleunigen.
Die beschriebene gemischte Erregung der Steuerdynamo b bewirkt, dass bei gegebener Einstellung .der Fremderregung f durch den Widerstand k Anfahr- und Bremsstrom des Motors c über den Grossteil des Drehzahlver- laufes gleich gross bleiben, unabhängig vom jeweiligen positiven oder negativen Lastdreh moment L des Motors.
Ein weiterer Vorteil gegenüber den bisher bekannten Schaltungen mit gemischter Erregung der Steuerdynamo besteht darin, dass auch bei blockierter An fahrt des Motors der Kurzschlussstrom nicht grösser wird als der eingestellte Anfahrstrom.
In Fig. 2 ist eine Ausführung gezeigt, wo die Steuerdynamo b nur eine Erregerwicklung besitzt, während für die Erregung des Mo tors c noch eine zweite Feldwicklung n vor- gesehen ist, die über ein Gleichrichtervier- eck g an die vom Arbeitsmotor c angetriebene Hilfsmaschine e angeschlossen ist.
Für das Anlassen wird die Steuerdynamo b in ihrer Feldwicklung<I>f</I> vom Erregernetz d nur so stark erregt, dass bei beispielsweise stillstehendem Motor c im Leonardkreis gerade der gewünschte Anlassstrom auftritt. Die Hilfsmaschine e erzeugt, da stillstehend, noch o keine EMK und hat daher weder einen Ein fluss auf die Erregerwicklung f der Anla.ss- dynamo noch auf die Erregerwicklung n des Motors c.
Die in diesem Zustand in der Steuerdynamo b zu erzeugende EMK ist gleich dem Ohmschen Spannungsabfall im. Leonardkreis. Die Erregerwicklung rri, des Motors c ist vom Erregernetz d konstant er regt. Unter dem Einfluss des Anlaufstromes beginnt der Motor c zu drehen und sich zu f beschleunigen.
Die beim Drehen im Motor :- auftretende EMK wirkt. der EMK der Steuer clynamo b entgegen und möchte den Anla.ss- strom verkleinern. Beim Drehen des Motors c wird aber auch in der mit diesem gekup- s pellen Hilfsmaschine e eine EMK erzeugt, die die Erregung in der Wicklung f der Steuer dynamo b verstärkt und die gleichzeitig in vier Wicklung ri, des Motors c eine Erregung erzeugt, die derjenigen in Wicklung in ent gegenwirkt und damit die Erregung des Mo tors schwächt.
Die Verstärkung der Erregung iii der Wicklung f ist so abgestimmt, dass sie ilie EMK in der Steuerdynamo b um den Betrag erhöht, der demjenigen entspricht, den der Motor c der Steuerdynamo entgegensetzt. Dadurch wird erreicht, da.ss über einen wei ten Drehzahlbereich die Differenz der im Lconardkreis auftretenden EMK zwischen Steuerdynamo b und Motor c konstant bleibi. und damit auch der im Leonardkreis fliessende Strom.
Die beim Drehen des Motors c auf tretende EMK ist abhängig einerseits von der ,j( -eiligen Höhe der Drehzahl und anderseits @,on der jeweiligen Erregung des Motors. Vom s Stillstand ausgehend betrachtet, wird im Falle Fig. ? beim Beschleunigen auf eine ge n Drehzahl die im Motor c auftretende EMK wegen Abnahme seines Feldes kleiner sein als im Falle Fig. 1 mit konstanter Er regung am Motor.
Im Falle Fig. 2 muss daher auch die Verstärkung der Erregung f der Steuerdynamo b für gleichen Drehzahlanstieg des. Motors c kleiner sein als im Falle Fig. 1.
Zur Einleitung der Bremsung wird die Erregung vom Fremdnetz d durch einen Um schalter in Feldwicklung f umgekehrt. Die Spannung des Fremdnetzes d wirkt nun der von der Hilfsmaschine e erzeugten EMK ent gegen und schwächt die Erregung in Feld wicklung<I>f</I> der Steuerdynamo<I>b.</I> Dadurcsi wird die EMK der Steuerdynamo b um den gleichen Betrag unter die EMK des Motors , erniedrigt wie vor dem Umschalten der Er regung des Fremdnetzes d die EMK der Steuerdynamo b über der EMK des Motors stand. Als Folge davon kehrt nun der Strom im Leonardkreis um.
Der Motor c arbeitet generatorisch und die Steuerdynamo b moto risch. Da der Unterschied der EMKe vom Motor c und Steuerdynamo b der gleiche ist wie beim generatorischen Betrieb der Steuer dynamo, bleibt auch der Strom im Leonar.d- kreis der gleiche. Die Geschwindigkeit des Motors verzögert sich, er wird gebremst. Bei Verkleinerung seiner Drehzahl erniedrigt sich auch seine EMK, und der Strom im Leonardkreis hat daher die Tendenz zu ver kleinern.
Durch die Verkleinerung der Dreh zahl des Motors c wird aber auch die EM.h der mit dem Motor gekuppelten Hilfsm;i.2t@hine e verkleinert. Infolge davon erniedrigt sieh auch die Erregung der Wicklung f der Steuer dynamo b. Die Schwächung der Erregung in der Wicklung f ist, wie bei der Anfahr- periode, so abgestimmt, dass sie die EMK in der Steuerdynamo b um den Betrag erniedrigt, der demjenigen entspricht, um den die EMK des Motors während der Verzögerung kleiner geworden ist.
Dadurch wird wiederum er reicht, dass über einen weiten Drehzahlbereich die Differenz der im Leonardkreis auftreten den EMK, zwischen Steuerdynamo b und Hotor c konstant bleibt und damit auch der im Leonardkreis fliessende Strom.
Wenn der Motor die Drehzahl Null erreicht hat, ist die Wicklung f der Steuerdynamo nur noch vom Erregernetz d erregt, aber jetzt im umgekehr ten Sinne wie beim weiter oben beschriebenen Anlassvorgang. Diese Erregung ist nur so stark, dass beim stillstehenden Motor c im Leonardkreis gerade der gewünschte Kon- st.antstrom erreicht wird.
Wenn nach der Bremsperiode bei Erreichung der Drehzahl Null des Motors die Erregung in der Wick lung<I>f</I> der Steuerdynamo vom Erregernetz (l nicht abgeschaltet wird, so beginnt der Motor sich wieder im umgekehrten Drehsinn zu be schleunigen.
Für Regelung des Konstantstromes auf gleichen Wert für die beiden beschriebenen Ausführungsformen muss die Erregungsver stärkung der Anlassdynamo mittels der Hilfs- maschine e verschieden sein, was durch ent sprechende Einstellung der Erregung der Hilfsmaschine e möglich ist.