CH310331A - Einrichtung zur Spannungsregelung eines selbsterregten Leonardgenerators. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Spannungsregelung eines selbsterregten     Leonardgenerators.            Leonardantriebe    werden überall dort an  gewendet, wo hohe Ansprüche an die Steue  rung gestellt werden, und insbesondere stetige  Drehzahlregelung, rasches Reagieren auf Ein  stellungsänderungen,     rasehe    Umsteuerung und  stabiler Betrieb in grossen Regelbereichen er  wünscht ist. Diese Eigenschaften sind z. B.  bei Kran- und Liftanlagen von Wichtigkeit,  ferner bei Tischhobelmaschinen, für die     kurze          Umsteuerzeit    und Drehzahlkonstanz bei klei  nen Drehzahlen verlangt wird.

   Man hat diese  Forderungen mit verschiedenen Einrichtun  gen zu erfüllen versucht, die jedoch bezüglich  der Wirkungsweise und infolge übermässiger  Kompliziertheit nicht zu befriedigen vermoch  ten.  



  So ist z. B. aus der deutschen Patentschrift       Nr.229903    ein     Leonardantrieb        bekannt,    bei  dem zur Spannungsregelung eines     Leonard=          generators    mit zusätzlicher Selbsterregung ein  Hilfserreger mit einer Steuerwicklung und  einer Gegenwicklung verwendet.

   Die Gegen  wicklung führt den Erregerstrom des     Leonard-          generators.    Der     Leonardgenerators,    der Hilfs  erreger, die Gegenwicklung des Hilfserregers  und die Feldwicklung des     Leonardgenerators     sind in Reihe geschaltet, und die Summe der  Spannungen des     Leonardgenerators    und des  Hilfserregers wird über die Gegenwicklung  des Hilfserregers an die     Feldwieklung    des       Leonardgenerators    gelegt.

   Ohne Hilfserreger  spannung     entregt    sich der     Leonardgenerator.     Die     Spannungsregulierung    erfolgt mittels  eines     Spannungseinstellwiderstandes    im Steuer-    Feldstromkreis. Der Erregerstrom des     Leonard-          generators    besorgt die Stabilisierung in der  Gegenwicklung des Hilfserregers. Eine solche  Schaltung ist insbesondere für grosse Span  nungsregulierbereiche unbefriedigend.

   Bei  kleinen Spannungen des     Leonardgenerators     verschwindet die Stabilisierung infolge Ab  nahme des Erregerstromes des     Leonardgene-          rators.    Die     Remanenz    des Hilfserregers und  des     Leonardgenerators    stört das eindeutige  Reagieren der Spannung des     Leonardgenera-          tors    auf die Stellung der Steuerorgane. Der  Drehzahlabfall des Antriebsmotors ist zu gross.  Die     Steuardurchflutung    wird zu klein, so dass  die Spannung des     Leonardgenerators    nur lang  sam den Einstellungsänderungen der Steuer  organe folgt.  



  Bei einer andern, aus der schweizerischen  Patentschrift Nr. 264426     bekanntenAnordnung     mit zusätzlich selbsterregtem     Leonardgenera-          tor    und einer Schaltung, wie oben beschrieben,  besitzt der     Leonardgenerator    zwei Teilerreger  wicklungen und der Hilfserreger zwei Teil  gegenwicklungen.

       Doppeleinstellwiderstände     besorgen den fortschreitenden Übergang von  Parallel-     auf        Serieschaltung    mit     abnehmender     Spannung des     Leonardgenerators,    so dass die  stabilisierende     Wirkung    der Gegenwicklungen  des Hilfserregers bei kleiner Spannung des       Leonardgenerators    aufrechterhalten bleibt. Da  die Schaltung im obern     und    im untern Dreh  zahlbereich verschieden ist, werden kompli  zierte und teure Umschalteinrichtungen und  mehrere     Doppeleinstellwiderstände    benötigt.

        Die geschilderten Nachteile zu vermeiden,  ist Zweck der vorliegenden     Erfindung.    Diese  bezieht sich auf eine Einrichtung zur Span  nungsregelung eines: selbsterregten     Leonard-          generators        mittels    eines     Hilfserregers    mit  Steuer- und     Gegenwicklung    und ist     dadurch          gekennzeichnet,    dass der     Hilfserreger    eine       niederohmige        Gegenwicklung    aufweist,

   die für       mindestens        einen    Teil des maximalen     Erreger-          stromes    des     Leonardgenerators        dimensioniert     ist und die bei der kleinsten     einstellbaren          Leonardgenerator-Spannixng    über einen Re  gulierwiderstand an die     Leonardgenerator-          Spannung    gelegt ist, wobei die     Gegenwicklung     vom     Leonardgenerator-Erregerstrom    gleich  sinnig durchflössen ist,

   so dass mit steigendem       Ohmwert    des Regulierwiderstandes der An  teil des     Leonardgenerator-Erregerstromes    am  totalen Erregerstrom in der Gegenwicklung  des Hilfserregers wächst, während der Strom  im Regulierwiderstand bis auf     Null:

      sinkt, und  dass zur     Erweiterung    des     Regulierbereiches     des     Leonardgenerators    ein zweiter, als Neben  widerstand zur     niederohmigen    Gegenwicklung  angeordneter Regulierwiderstand vorgesehen  ist, der mit abnehmendem     Ohmwert    den Er  regerstrom durch die Gegenwicklung verrin  gert, wobei dieser zweite Regulierwiderstand  so in     Fortsetzung    des ersten     RegiLlierwider-          standen    angeordnet ist, dass ein für beide Re  gulierwiderstände gemeinsamer     Spannungs-          einsteller    verwendet werden kann.  



  In der Zeichnung sind zwei Ausführungs  beispiele     des        Erfindungsgegenstandes    schema  tisch     dargestellt,    und zwar zeigt     Fig.1    eine  Einrichtung zur Spannungsregelung eines       Leonardgenerators    und     Fig.    2 eine solche für  einen     Leonardantrieb    mit     Drehrichtungsum-          kehrung    des     Leonardmotors.     



  In     Fig.1        ist    1 ein     Leonardgenerator    mit  einer selbsterregten Feldwicklung 11. 2 ist  ein Hilfserreger mit     einer        Gegenwicklung    21  und einer Steuerwicklung 22. Der     Leonard-          generator    1     speist    einen Motor 5 mit einer       Spannung,    deren Grösse mittels Regulierwider  stände 3, 4     und        eines        Spannungseinstellers    31  gewählt wird.

      Der     Hilfserreger    2 erzeugt im stationären  Betrieb eine Zusatzspannung zur     Leonard-          generator-Spannung    und speist gemeinsam  mit dem     Leonardgenerator    1, dessen Erreger  wicklung 11.

   Die     Steuerdurchflutung    entspre  chend dem Strom     i &     durch die Wicklung 22  und die     Gegendurchflutung    entsprechend dem  Strom     ig.    durch die Wicklung 21 sind über  den ganzen Regulierbereich wirksam und  sichern eine eindeutige Abhängigkeit zwischen  der mittels des Einstellers 31 erfolgenden       Einstellung        deg    Regulierwiderstandes 3 und  der Spannung des     Leonardgenerators    1.

   Bei  abnehmendem     Ohmwert    des Regulierwider  standes 3 wächst der Strom     il    und die     Gegen-          wicklung    21 wird in zunehmendem Masse von  der     Leonardgenerator-Spannung    erregt. Wird  der Erregerstrom in der Steuerwicklung 22  abgeschaltet, dann überwiegt die Wirkung der       Gegenwicklung    21 und die     Leonardgenerator-          Spannung    löscht sich selber aus.

   Bei steigen  dem     Ohmwert    des Regulierwiderstandes 3  wächst der Anteil des Erregerstromes     i.    des       Leonardgenerators    1 am totalen Erregerstrom       i,.    in der     Gegenwicklung    21 des Hilfserregers  2, während der Strom     il    im Regulierwider  stand 3 sinkt und die Schaltung in eine Rei  henschaltung:     Leonardgenerator    1, Hilfser  reger 2,     Leonardgenerator-Erregerwicklung     11,     Gegenwicklung    21 übergeht.

   Die Gegen  wicklung 21     des    Hilfserregers 2 . führt dann  den vollen Erregerstrom     ig.   <I>=</I>     i"    des     Leonard-          generators    1, für den sie dimensioniert ist.  Der durch den Erregerstrom     i,    des     Leonard-          generators    hervorgerufene     Spannungsabfall     in der     Gegenwicklung    21 ist im Verhältnis  zur Spannung     des        Leonardgenerators    1 klein.

    Die     Gegenwicklung    21 kann deshalb schon bei  niedriger Spannung des     Leonardgenerators    1  voll erregt werden. Ist. der Regulierwider  stand 3     kurzgeschlossen,    so wird die     Gegen-          wicklung    21 direkt vom Generator 1 gespeist,  ist dagegen der Widerstand 3 abgeschaltet,  so     wird    die Wicklung 21 vom Strom     i.    durch  flossen.

   Bei den     dazwischenliegenden    Ohm  werten des Regulierwiderstandes 3 fliessen  beide Stromanteile     il    und     i,    gleichsinnig durch      die     Gegenwicklung    21, während ihr Anteil am  Gesamtstrom     i..    je nach dem     Ohmwert    ändert.  . Ein     zweiter        regulierbarer    Widerstand 4 ist  in     Nebenschluss    zur Gegenwicklung 21 ge  schaltet. Dieser zweite Widerstand 4 ist in  Fortsetzung des     Widerstandes    3 angeordnet,  so dass der     Spannungseinsteller    31 für beide  Widerstände 3, 4 gemeinsam verwendet wer  den kann.  



  Bei abnehmendem     Ohmwert    des Wider  standes 4 wächst der durch diesen Widerstand  fliessende Anteil des     Erregerstromes        i,.    Die  Gegenerregung wird dadurch schwächer und  die Spannung des     Leonardgenerators    1     steigt.     



  Der     Leonardgenerator    1 ist aus Sicher  heitsgründen normalerweise schwach selbst  erregt, damit bei fehlender     Hilfserregerspan-          nung    seine     Spannung    verschwindet.

   In Fällen,  wo der Motor 5 nahezu zum     Stillstand    ge  bracht werden soll, ist es auch     möglich,    den       Selbsterregungsanteil    des     Leonardgenerators     zu steigern, wobei dann die     Gegenwicklungs-          durchflutung    entsprechend dem Strom     i,     durch die Wicklung 21 gegenüber der Steuer  wicklungsdurchflutung     entsprechend    dem  Strom     i"    durch die Wicklung 22 beim Hilfs  erreger 2 überwiegt.

   Das Regulierprinzip  bleibt dabei unverändert, nur erzeugt der  Hilfserreger 2 dann eine Gegenspannung     zur     Spannung des     Leonardgenerators    1.  



       Fig.2    zeigt einen für eine Werkzeugma  schine     bestimmten    Umkehrantrieb mit     Span-          nungsvorwahl    und     Langsamgang.    Die Span  nungsvorwahl     gestattet    für - jede Drehrich  tung eine eigene     Leonardgenerator-Spannung     zu wählen und diese wahlweise auf den An  triebsmotor 5 zu übertragen.

   Für jede Dreh  richtung sind dazu zwei Widerstände 3, 4  mit einem gemeinsamen     Spannungseinsteller     41 und 42 vorgesehen, wobei in den Zuleitun  gen zu den     Nebenwiderständen    4 je ein     Trok-          kengleichrichter    7 eingeschaltet ist. Ferner  ist eine     Schaltvorrichtung    43 vorhanden mit  der     wahlweise    die Widerstände für die eine  oder andere Drehrichtung eingeschaltet wer  den können.

   Bei der     Drehrichtungsumkehrung     wird mit dem Schalter 23 die Steuerwicklung  22 des Hilfserregers 2     umgepolt    und mit dem    Schalter 43 die Spannungseinstellung auf den       Einsteller    42 umgeschaltet, so dass die Erre  gung der     Gegenwiekliusg    21 nun über     die    als       gestrichelte    Linie gezeichnete Leitung geregelt  wird.. Die Trockengleichrichter 7 erlauben, je  nach der     Richtung    des Stromes, dessen Durch  gang zum     Spannungseinsteller    41 oder zum  Einsteller 42.

   Zu Beginn des Umkehrvor  ganges,     ;solange    der     Strom    noch     in    der alten  Richtung fliesst, verhindert ein Gleichrichter  7 den Stromdurchgang von der Gegenwick  lung 21 über den nun eingeschalteten Span  nungseinsteller 42. Durch die Gegenwicklung  21 fliesst daher der gleiche Strom wie durch  die Erregerwicklung 11, so dass das Feld der  Gegenwicklung 21     zunächst    erhalten bleibt  und somit das Absinken der Spannung     am.          Leonardgenerator        beschleunigt.     



  Zur Erzielung eines     Langsamganges    der  Werkzeugmaschine ist ein zusätzlicher Wider  stand 6 und eine Schaltvorrichtung 45 vor  handen, mit der die Regulierwiderstände 3,  4     abgeschaltet    und der zusätzliche Wider  stand 6 eingeschaltet werden kann. Der Wider  stand 6 wird für beide Drehrichtungen ver  wendet.  



  Zwecks Erzielung des     Langsamganges     könnte auch ein zusätzlicher Widerstand mit  tels einer Schaltvorrichtung in den Steuer  erregungskreis 22 des Hilfserregers 2 einge  schaltet werden.  



  Das Umpolen des     Leonardgenerators    1  könnte auch durch eine Schaltvorrichtung,  die beim Umpolen     einen.    zusätzlichen Wider  stand in Serie zur Erregerwicklung 11 des       Leonardgenerators    einschaltet, beschleunigt  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Spannungsregelung eines selbsterregten Leonardgenerators mittels eines Hilfserregers mit Steuer- und Gegenwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfserreger (2) eine niederohmige Gegenwicklung (21) aufweist, die für mindestens einen Teil des maximalen Erregerstromes des Leonardgene- rators (1) dimensioniert ist und die bei der kleinsten einstellbaren Leonardgenerator-Span- nung über einen Regulierwiderstand (3)

   an die Leonardgenerator-Spannung gelegt ist, wobei die Gegenwicklung vom Leonardgene- rator-Erregerstrom gleichsinnig durchflossen ist, so dass mit steigendem Ohmwert des Re- gulierwiderstandes der Anteil des Leonard- generator-Erregerstromes am totalen Erreger strom in der Gegenwicklung des Hilfserregers wächst,

   während der Strom im Regulier- widerstand bis auf Nuuill sinkt, und dass zur Erweiterung des Regulierbereiches des Leonardgenerators ein zweiter, als Neben widerstand zur niederohmigen Gegenwicklung angeordneter Regulierwiderstand (4) vorge sehen ist,

   der mit abnehmendem Ohmwert den Erregerstrom durch die Gegenwicklung ver- Tingert, wobei dieser zweite. Regulierwider- stand so in Fortsetzung des ersten Regulier widerstandes angeordnet ist, dass ein für beide Regulierwiderstände gemeinsamer Spannungs- einsteller verwendet werden kann.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, für Leonardantriebe mit Drehrichtungsumkehrung des Leonardmotors, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Drehrichtung zwei Widerstände mit einem gemeinsamen Spannungseinsteller vorgesehen sind, wobei in den Zuleitungen zu den Nebenwiderständen (4) je ein Trocken gleiehrichter (7) eingeschaltet ist, und dass eine Schaltvorrichtung (43) vorhanden ist,

   mit der wahlweise die Widerstände für die eine oder andere -Drehrichtung eingeschaltet werden können. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch einen zusätzlichen Wider stand (6) und eine Schaltvorrichtung (45), mit der die Regulierwiderstände für die Ge generregung abgeschaltet und gleichzeitig an Stelle der Regulierwiderstände der zusätz liche Widerstand eingeschaltet werden kann. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch einen zusätzlichen Wider- stand und eine Schaltvorrichtung, mit der der zusätzliche Widerstand in den Steuererre- gungskreis des Hilfserregers eingeschaltet wer den kann. 4.

   Einrichtung nach Patentanspruch, für Leonardantriebe mit Drehrichtungsumkehrung des Leonardmotors, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Drehrichtung zwei Widerstände mit einem gemeinsamen Spannungseinsteller vorgesehen sind, dass ferner ein zusätzlicher Widerstand mit einem Überbrückungsschalter in Serie zur Erregerwicklung des Leonard- generators geschaltet ist, und dass eine Schalt- vGrrichtung vorhanden ist,

   mit der wahlweise die Widerstände für die eine oder andere Drehrichtung eingeschaltet werden können.