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.
Three-phase drive with a resistance-controlled asynchronous motor and a DC-excited braking mesh mechanically connected to it.It has been shown that the very unfavorable dependence of a resistance-controlled three-phase asynchronous motor on the load is due to the mechanical coupling of the motor with a so-called brake machine practically insignificant value decreases <RTI
ID = "0001.0014"> rin; -ert can be. In a known device for hoists connected to three-phase networks, the Brerns machine consists of a DC-excited slip-ring rotor machine which, in addition to a fixed external input supplied by the rectifier, has an additional variable excitation supplied in the same way.
The invention relates to a three-phase current drive with a resistance-controlled Asvnehronrnotor and a marine connected to it,
DC-excited brake nosehine. In contrast to the known device, the brake machine of the drive according to the invention does not require any additional electrical excitation. In addition, the design of the brake machine differs from the usual three-phase machines.
The armature of the braking machine, which is based on the mode of operation of a S; V trehron generator, is provided with a cage shape and the electrical design of the braking machine is based on the appropriate shape, number and choice of the specific resistance of the conductor bars of the cage winding around the number of DC-excited poles the characteristics of the drive motor are matched,
that a largely load-independent speed control is achieved in the interaction of the two machines.
The new three-phase drive is ideal for operating hoists. The characteristics due to the special type of braking machine, together with the characteristics of the lifting motor on the individual control stages of the rotor resistance, result in speed characteristics of flat course, i.e. the three-phase drive is practically independent of the load. Despite the simplicity of the circuit, it can be regulated very precisely and over a very large area. Even if there is a very large control range, e.g.
B. 1: 100, an unstable behavior does not occur and free fall positions are excluded. The controllable design of the DC excitation of the braking machine, in conjunction with the controllable rotor resistance, allows the drive to be adapted to the prevailing conditions or changing conditions within certain limits. Advantageously, the braking machine is formed as a generator with a fixed pole body, primarily with a large number of poles and rotating cage armatures. Slip rings for supplying the excitation current can then be dispensed with.
It is. Naturally, it is also possible to operate undercarriages or the like with such a drive.
With. The drive according to the invention is equally effective if the drive according to the invention is used in elevator controls, namely in such a way that the nominal speed of the drive motor driven with an unloaded braking machine determines the travel speed of the elevator and that the retraction speed is also regulated. Help the braking machine takes place.
Due to the influence of the braking machine on the characteristics of the slip ring armature gate, the driving speed can be decelerated in any fine gradation to the retraction speed with practically load-independent speeds.
In the case of elevators with three-phase drive, you have so far helped by using a pole-changing motor with a short-circuit armature, provided that no large drive power has been considered. When switching from one speed to the other, however, relatively hard bumps occur, so that this type of drive is not very suitable, especially for passenger elevators.
It will be with elevators. The requirement is often made to be able to drive the basket at different, so-called steady-state speeds, mainly at two speeds. This is particularly the case when installing elevators in high-rise buildings. If several floors are to be traveled through, the high behavior speed is activated.
The mastery of several steady-state speeds and a number of entry relays. 10 to 15% of the holding speed can be achieved by means of the Leonhard circuit.
The Leonha.rd circuit, however, requires considerable technical effort and, because of the DC machines used, requires ongoing maintenance.
The invention enables the object to be achieved with much simpler means. In this case, a pole-changing slip ring armature motor is expediently used as the drive motor in order to achieve several travel or Belia.r- ration speeds. the braking machine is coupled.
The different nominal speeds of the pole reversible slip ring armature motor result in the different steady-state conditions, which are decelerated in the manner shown by the interaction of the braking machine with the motor to the running-in speed.
The machine unit consists of a pole-holding three-phase motor and a collector and slip ring-free braking machine, so that not only are costs considerably lower, but also greater operational reliability. is guaranteed. If only two steady-state speeds with a ratio of 1.:2 come into consideration, a pole-holding motor in Dahlander position can be used.
As is well known, this motor has the advantage that it has only one winding, which is divided into switchable coil groups. Is with regard to the required. Speed ratios the use of a pole-reversible motor with separate windings is necessary, the movements are expediently designed so that the ratio of the rotor voltage to the rotor current is the same for all movements when idling.
It is then possible to dispense with assigning a special control resistance to each runner movement. Instead, all weighings can work against one and the same resistance. One of the rotor windings is connected to your control resistor by means of a switch. For further explanation of the invention, reference is made to the drawing.
In Fig. 1, the circuit is schematically plan. of a three-phase drive according to the invention and in FIG. a diagram given again.
With J1 a z. B. Sliding ring armature motor used to drive a lifting mechanism, with <B> 8 </B> its stator suffering with I. its rotor. Called Jung. The rotor winding is. Connected via the slip rings L 'to the rheostat Ir.
Z means the braking machine coupled with the runner. The DC liter C 'connected to the Drelistronnietz RST supplies the excitation current of the braking machine. The load on the braking machine working on its internal resistance can be regulated within certain limits by changing the excitation current by means of the resistor 1f2.
The interaction of the braking machine, designed according to the aspects set out above, with the drive motor means that the three-phase drive has a speed behavior that is largely load-independent at all stages of the variable resistor li'i.
In the diagram according to FIG. 2, the speed characteristics of the drive for a lifting mechanism are shown with six stages each for lifting and lowering operation. The torque developed by the drive is entered on the abscissa and the speed on the ordinate. The values are given in percentages. The characteristics 1 to 6 correspond to the speeds on the individual levels when lifting or lowering. It is readily apparent that the speed only drops by a relatively small amount during full load operation.
At level 6 the control resistor W1 is short-circuited both in the lifting and in the lowering mode and the direct current excitation is set to a value that is practically no load on the braking machine, so that the drive motor is also used when lifting and lowering the force. its nominal speed and when lowering finitely pulling load with oversynchronous speed. In the exemplary embodiment, the braking machine remains unloaded even at level 5 when lifting.
The number of stages can be increased as desired, that is to say the three-phase current drive according to the invention can be designed very finely and with an exceptionally large control range.
3 and 4 show the circuit diagram of a three-phase drive according to the invention in use in an elevator control with two travel or steady-state speeds. For the sake of simplicity, those with the first example. matching parts with. are given the same reference numerals.
It is driven by a pole-uinschaltbaren slip ring armature motor A in Dahlander circuit, whose stator winding is marked with S and the rotor winding with L be. The variable resistor W 1 is connected to the slip rings R. The excitation current for the brake machine B coupled to the rotor is taken from a rectifier G again. The control resistor W2 is in the excitation circuit.
The stator winding S is subdivided into coil groups which, according to FIG. 3, are switched for the higher number of poles, that is to say the small steady-state speed, and according to FIG. 4 for the small number of poles, that is to say, the high steady-state speed. The drive motor is run up in the usual way by gradually bridging the MV resistance IV up to the respective steady-state speed.
The braking machine remains unloaded while the motor is running and as long as the steady-state speed is switched on by setting the resistor W2 accordingly or by interrupting the excitation circuit.
The activation of part of the Läu ferwiderstandes IV, and the exciter resistance IV, causes the delay of the holding speed to the Einfahrge speed with a practically load-independent speed behavior of the drive.
The diagram according to FIG. 5 shows this speed behavior. The torque and the speed of the drive are again entered as a percentage in the coordinate system. Curves 1 and 2 correspond to two steady-state speeds for a pole change in a ratio of 1: 2. Curve 3 shows the running-in speed with a ratio of 1:10, based on the high steady-state speed. All curves run with a very slight incline, which means that the speeds are largely independent of the size of the load, both when driving upwards and downwards.