Drehstromantrieb mit einem widerstandsgeregelten Asynchronmotor und einer mit ihm mechanisch verbundenen, gleichstromerregten Bremsmasche Es hat, sich gezeigt, dass die sehr ungün- st-ige Abhängigkeit eines widerstandsgeregel- ten Drehstromasynchronmotors von der CTrösse der Last durch mechanische Kupplung des Motors mit einer sogenannten Bremsmaschine auf einen praktisch unbedeutenden Wert ver- <RTI
ID="0001.0014"> rin;-ert werden kann. Bei einer bekannten Einriehtung für an Drehstromnetze ange- seIrlossene Hubwerke besteht die Brernsma- sehine aus einer gleichstromerregten Schleif- ringIäufermasehine, die ausser einer durch Gleiehrichter gelieferten festen Fremderre- nnrt1 -eine in gleicher Weise gespeiste zusätz- lielte veränderliche Erregung besitzt.
Die Erfindung betrifft einen Drehstrom- zintrieb mit einem widerstandsgeregelten Asvnehronrnotor und einer mit ihm meeha- rtisclr verbundenen,
gleichstromerregten Brems- nrasehine. Im (Tegensatz zur bekannten Ein- richt.unf- benötigt die Bremsmasehine des er findungsgemässen Antriebes keine zusätzliche t rleiehstromerregung. Ausserdem weicht die Brenrsrrrasehine hinsichtlich ihrer Auslegung von den üblichen Drehstrommaschinen ab.
Der Anker der auf der Wirkungsweise eines S;v trehrongenerators beruhenden Bremsma schine ist mit einer Käfigwieklung versehen und die elektrische Auslegung der Bremsma schine ist durch entspreehende Formgebung, Anzahl und Wahl des spezifischen Widerstan des der Leiterstäbe der Käf bgvicklung rund Anzahl der gleichstromerregten Pole so auf die Charakteristik des Antriebsmotors abge stimmt,
dass im Zusammenwirken beider Maschinen eine weitestgehend lastunabhängige Drehzahlregelung zustande kommt.
Der neue Drehstromantrieb eignet sich hervorragend für den Betrieb von Hubwer ken. Die Kennlinien auf Grund der besonde ren Art der Bremsmaschine ergeben mit den Kennlinien des Hubmotors auf deri einzelnen Regelstufen des Läuferwiderstandes resultie rende Drehzahlkennlinien von flachem Ver lauf, das heisst der Drehstromantrieb ist praktisch lastunabhängig. Es kann trotz der Einfachheit der Schaltung sehr feinstufig und über einen sehr grossen Bereich geregelt wer den. Auch bei Vorhandensein eines sehr gro ssen Regelbereiches, z.
B. 1:100, tritt ein un stabiles Verhalten nicht auf und Freifallstel- lungen sind ausgeschlossen. Durch regelbare Ausführung der Gleichstromerregung der Bremsmaschine kann in Verbindung mit dem regelbaren Läuferwiderstand der Antrieb den jeweils vorliegenden Bedingungen oder sich ändernden Bedingungen in gewissen Grenzen angepasst werden. Vorteilhaft erfolgt die Aus bildung der Bremsmaschine als Generator mit feststehendem Polkörper, vornehmlich mit einer Vielzahl von Polen und umlaufenden Käfiganker. Auf Schleifringe für die Zufüh rung des Erregerstromes kann dann verzichtet werden.
Es ist. naturgemäss auch möglich, Fahrwerke oder dergleichen mit einem der artigen Antrieb ztt betreiben.
Mit. gleich guter Wirkung findet, der er findungsgemässe Antrieb bei Aufzugssteue- rungen Anwendung, und zwar in der Weise, class die Nenndrehzahl des mit unbelasteter Bremsmasehine lioehgefahrenen Antriebsmo tors die Fahrgeschwindigkeit des Aufzuges be stimmt und dass die Regelung der Einfahrge- schwindigkeit mit. Hilfe der Bremsmaschine erfolgt.
Durch den, Einfluss der Bremsmaschine auf die Charakteristik des Schleifringanker- niotors kann die Fahrgesehwindigkeit in be liebig feiner Abstufung auf die Einfahrge schwindigkeit verzögert werden mit praktisch lastunabhängigen Drehzahlen.
Bei Aufzügen mit Drehstromantrieb hat man sieh bisher, sofern keine grossen Antriebs leistungen in Betracht kamen, durch Verwen dung eines polumschaltbaren :Motors mit Kurzsehlussanker geholfen. Beim Umschalten von einer Drehzahl auf die andere treten je doch verhältnismässig harte Stösse auf, so dass diese Antriebsart, besonders für Personen aufzüge, wenig geeignet ist.
Es wird bei Aufzügen. des öfteren die For derung gestellt, den Korb mit verschiedenen, sogenannten Beharrungsgeschwindigkeiten., in der Hauptsache mit zwei Geschwindigkeiten fahren zu können. Dies ist insbesondere bei Einbau von Aufzügen in Hochhäuser der Fall. Sollen mehrere Stockwerke durchfahren wer den, so wird die hohe Behariaingsgeschwindig- keit eingeschaltet.
Die Beherrschung von meh reren Beharrungsdrehzahlen und einer Ein- fahrdrelizahl. von etwa 10 bis 15 % der Be- harrungsdrehzahlen lässt sich zwar mittels der Leonhardschaltung erreichen.
Die Leonha.rd- schaltung bedingt aber einen erheblichen tech nischen Aufwand und bedarf wegen der ver wendeten Gleichstrommaschinen einer laufen den Wartung.
Die Erfindung ermöglicht die Lösung der Aufgabe mit wesentlich einfacheren Mitteln. Zur Erzielung mehrerer Fahr- bzw. Belia.r- rungsgeschwindigkeiten dient in diesem Falle als Antriebsmotor zweckmässigerweise ein pol- umschaltbarer Sehleifringankermotor, finit dem. die Bremsmaschine gekuppelt ist.
Die verschiedenen Nenndrehzahlen des polum- selialtbaren Sehleifringankermotors ergeben die unterschiedlichen Beharrungsgeseh-%vindi-r- keiten, die in der sehilderten Weise durch das Zusammenwirken der Bremsmasehine mit dem Motor auf die Einfahrgesehwindigkeit verzögert werden.
Das :Maschinenaggregat be steht somit nur aus einem polumsehaltbaren Drehstromniotor und einer kollektor- und schleifringlosen Bremsmasehine, so dass nicht nur erheblich geringere Kosten entstehen, son dern auch eine grössere Betriebssicherheit. ge währleistet ist. Sofern nur zwei Beharrungs- geschwindigkeiten im Verhältnis 1.:2 in Be tracht kommen, kann ein polumsehaltbarer Motor in Dahlandersehaltung verwendet wer den.
Dieser Motor hat, bekanntlich den Vor zug, da.ss er nur eine Wicklung aufweist, die in umsehaltbare Spulengruppen unterteilt ist. Ist mit Rücksicht auf die geforderten. Dreh zahlverhältnisse die Verwendung eines polum- sehaltbaren :Motors mit getrennten Wicklun- gen notwendig, so werden die Wieklungen zweckmässig so ausgelegt, dass das Verhältnis der Läuferspannung zum Läuferstrom im Leerlauf bei allen Wieklungen gleich ist.
Es kann dann darauf verzichtet werden, jeder Läuferwieklung einen besonderen Regelwider stand zuzuordnen. Statt dessen können alle Wieklungen auf ein- und denselben Wider stand arbeiten. Mittels eines Umschalters wird jeweils eine der Läuferwicklungen mit dein Regelwiderstand verbunden. Zur weiteren Er läuterung der Erfindung wird auf die Zeieli- nung verwiesen.
In Fig. 1 ist schematisch der Schalt plan. eines erfindungsgemässen Drehstroman- tr iebes und in Fig. ? ein Diagramm wieder gegeben.
Mit J1 ist ein z. B. zum Antrieb eines Hub werkes dienender Sehleifringankermotor, mit <B>8</B> seine Ständer- leid mit I. seine Läuferwiek. Jung bezeichnet. Die Läuferwicklung ist. über die Schleifringe L' mit, dem Regelwiderstand Ir, verbunden.
Z bedeutet die mit dem Läu fer gekuppelte Bremsmaschine. Der an das Drelistronnietz RST angeschlossene Gleich- iieliter C' liefert den Erregerstrom der Brems- masehine. Die Belastung der auf ihren innern Widerstand arbeitenden Bremsmaschine lässt sich in gewissen Grenzen durch Änderung des Erregerstromes mittels des Widerstandes 1f2 regeln.
Durch das Zusammenwirken der nach den dargelegten Gesichtspunkten ausge- legten Bremsmaschine mit dem Antriebs- rnotor wird erreicht, dass der Drehstroman- trieb auf allen Stufen des Regelwiderstandes li'i ein weitgehend lastunabhängiges Dreh zahlverhalten aufweist.
Iin Diagramm nach Fig. 2 sind die Dreh -ahlkennlinien des Antriebes für ein Hub werk mit ;jeweils sechs Stufen für den Hub- und Senkbetrieb dargestellt. Das vom Antrieb e ntwiekelte Drehmoment, ist auf der Abszisse mid die Drehzahl auf der Ordinate eingetra gen. Die Werte sind in Prozenten angegeben. Die Kennlinien 1 bis 6 entsprechen den Dreh zahlen auf den einzelnen Stufen beim Heben bzw. beim Senken. Es ist ohne weiteres er sichtlich, dass bei Vollastbetrieb die Drehzahl nur um einen verhältnismässig geringen Be trag abfällt.
Auf der Stufe 6 ist sowohl im Hub- als auch im Senkbetrieb der Regelwider stand W1 kurzgeschlossen und die Gleich stromerregung auf einen die Bremsmaschine praktisch nicht belastenden Wert eingestellt, so dass der Antriebsmotor beim Heben und Kraftsenken mit. seiner Nenndrehzahl und beim Senken finit durchziehender Last mit übersynchroner Drehzahl läuft. Im Ausfüh rungsbeispiel bleibt beim Hubbetrieb auch auf Stufe 5 die Bremsmaschine unbelastet.
Die Stufenzahl lässt sich beliebig erhöhen, das heisst der erfindungsgemässe Drehstromantrieb kann sehr feinstufig und mit einem ausser urdentlieh grossen Regelbereich gestaltet wer den.
Fig. 3 und 4 zeigen das Schaltbild eines erfindungsgemässen Drehstromantriebes in Anwendung bei einer Aufzugssteuerung mit cwei Fahr- bzw. Beharrungsgeschwindigkei- ten. Der Einfachheit halber sind die mit dem ersten Beispiel. übereinstimmenden Teile mit. den gleichen Bezugszeichen versehen.
Der Antrieb erfolgt durch einen pol- uinschaltbaren Schleifringankermotor A in Dahlanderschaltung, dessen Ständerwicklung mit S und dessen Läuferwicklung mit L be zeichnet ist. An die Schleifringe R ist der Regelwiderstand W, angeschlossen. Der Erre gerstrom für die mit dem Läufer gekuppelte Bremsmaschine B wird wieder einem Gleich richter G entnommen. Im Erregerstromkreis liegt der Regelwiderstand W2.
Die Ständerwicklung S ist in Spulengrup- pen unterteilt, die gemäss Fig. 3 für die höhere Polzahl, also kleine Beharrungsgescliwindig- keit und gemäss Fig. 4 für die kleine Polzahl, also hohe Beharrungsgeschwindigkeit geschal tet sind. Der Antriebsmotor wird in üblicher Weise durch stufenweise Überbrückung des MV iderstandes IV, bis zur jeweiligen Behar- rungsdrehzahl hochgefahren.
Die Bremsma schine bleibt während des Hochfahrens des Motors Lind solange die Beharrungsgeschwin- digkeit eingeschaltet ist durch entsprechende Einstellung des Widerstandes W2 bzw. durch Unterbrechung des Erregerstromkreises unbe lastet.
Die Einschaltung eines Teils des Läu ferwiderstandes IV, und des- Erregerwider standes IV, bewirkt die Verzögerung der Be- harrungsgeschwindigkeit auf die Einfahrge schwindigkeit bei einem praktisch lastunab hängigen Drehzahlverhalten des Antriebes.
Das Diagramm gemäss Fig. 5 lässt dieses Drehzahlverhalten erkennen. Das Drehmoment und die Drehzahl des Antriebes sind wieder in Prozenten im Koordinatensystem eingetra gen. Die Kurven 1 und 2 entsprechen zwei Beharrungsdrehzählen für eine Polumschal- tung im Verhältnis 1:2. Die Kurve 3 stellt die Einfahrdrehzahl dar mit einem Verhältnis 1:10, bezogen auf die hohe Beharrungsdreh- zahl. Sämtliche Kurven verlaufen mit einer sehr geringen Neigung, das heisst die Dreh zahlen sind sowohl bei Aufwärts- als bei Ab wärtsfahrt weitestgehend unabhängig von der Grösse der Last.