DE1084362B

DE1084362B - Gleichstromantrieb, bestehend aus mindestens einem Gleichstromgenerator und mindestens einem von diesem mit konstantem Strom gespeisten Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE1084362B
Application number: DES45678A
Authority: DE
Inventors: Josef Stiglitz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-09-23
Filing date: 1955-09-23
Publication date: 1960-06-30

Description

Gleichstromantrieb, bestehend aus mindestens einem Gleichstromgenerator und mindestens einem von diesem mit konstantem Strom gespeisten Gleichstrommotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstromantrieb, bestehend aus mindestens einem Gleichstromgenerator und mindestens einem von diesem mit konstantem Strom gespeisten Gleichstrommotor mit Drehzahländerungen durch Beeinflussung des Motorerregerfeldes.
Antriebe entsprechend der vorstehend beschriebenen Art haben gegenüber Leonardantrieben den Vorteil, daß eine Mehrzahl von Motoren von einem einzigen Generator eingespeist und unabhängig -voneinander gesteuert werden können. Die Steuerung dieser Antriebe erfolgt bei mehr oder weniger exakter Konstanz des Stromes je nach dem gewählten System in Abhängigkeit vom Drehmoment oder von der Drehzahl.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleichstromantrieb der vorstehend beschriebenen Art aufzubauen, bei dem jede durch Belastungsänderungen hervorgerufene Drehzahländerung der Antriebsmotoren ohne Eingriff in die Stromversorgungsanlage ausgeglichen wird. Für die gestellte Aufgabe eignet sich eine bekanntgewordene Anordnung nicht, bei der die Drehzahl des Motors durch eine Tachometerdynamo erfaßt und unter Verwendung gittergesteuerter Entladungsgefäße der Erregerstrom des Motors bei Erreichung der einzuregelnden Drehzahl in voller Höhe gesperrt und bei Absinken der Drehzahl unter diesen Wert wieder freigegeben wird, denn eine derartige Anordnung ist nicht in der Lage, auf einstellbar vorgegebene Drehzahl zu arbeiten und trotzdem anfallende Drehmomentänderungen in voller Höhe zu berücksichtigen.
Die beschriebene Aufgabe wird bei einem Gleichstromantrieb der beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Erregung des oder der Motoren mittel- oder unmittelbar eine zusätzliche Komponente beigefügt ist, die in Abhängigkeit von Störungen des Gleichgewichtes zwischen einer der Drehzahl des Antriebsmotors und einer einem voreingestellten Belastungsmoment proportionalen Spannung geändert wird.
Besonders vorteilhaft- ist es, die Motordrehzahl in bekannter Weise mit Hilfe einer Tachometerdynamo zu erfassen und die von dieser erzeugte Spannung mit einer zweiten dem Belastungsmoment proportionalen Spannung zu vergleichen, derart, daß die Steuerung der zusätzlichen Erregerkomponente in Abhängigkeit von der Differenz dieser Spannungen erfolgt. Eine dem Drehmoment entsprechende Spannung kann man dadurch gewinnen, daß mit der Verstellung des die Feldänderungen bestimmenden Reglers eine Verstellung eines damit gekuppelten Potentiometers vorgenommen wird, das seinerseits als Spannungsteiler die mit der Tachometerdynamospannung zu vergleichende Spannung abgreift. Wesentlich für die erfindungsgemäße Schaltung ist, daß, ausgehend von der Konstantstromversorgung des Motors, jeder Stellung des Motorfeldreglers ein bestimmtes Moment zugeordnet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Mit 1 ist hierbei ein Gleichstromgenerator bezeichnet, der einen Gleichstrommotor 2 mit konstantem Strom speist. Für die Erregung des Motors ist eine Hauptfeldwicklung 3 vorgesehen, die aus einer Sammelschiene 4 über einen Widerstand 5 gespeist wird, der als Feldsteller dient; die Erregerleistung kann beispielsweise von einer nicht gezeichneten Einrichtung verstärkt werden. Mit 6 ist die Hilfsfeldwicklung bezeichnet, die unmittelbar oder über einen Verstärker 7 von der am Widerstand 8 auftretenden Spannung gespeist wird. Mit 9 ist ein Potentiometer bezeichnet, das über 10 mit dem Regelwiderstand 5 gekuppelt ist. 11 stellt eine Tachometerdynamo dar, die eine der Drehzahl des Motors 2 proportionale Spannung zwischen die negative Sammelschiene und das eine Ende des Widerstandes 8 legt. Zwischen dem anderen Ende des Widerstandes 8 und der negativen Sammelschiene liegt der durch den Abgriff des Potentiometers 9 bestimmte, dem voreingesteliten Belastungsmoment proportionale Teilwert der Spannung an der Sammelschiene. Die Abstimmung und Einstellung der einzelnen Elemente ist hierbei so vorgenommen, daß bei normaler Belastung und Drehzahl die Spannung der Tachometerdynamo 11 gleich und entgegengesetzt der Spannung am Potentiometer 9 ist, so daß an dem Widerstand 8 keine Spannungsdifferenz liegt.
Wenn nun an einem der Motoren ein Übermoment auftritt, so hat dies einen Abfall der Drehzahl des betreffenden Motors und damit der .Spannung jener Tachometerdynamo zur Folge, so daß sich an dem Widerstand 8 eine Spannungsdifferenz einstellt, die einen entsprechenden Strom in der Hilfswicklung 6 zur Folge hat. Auf diese Weise wird eine Feldverstärkung durchgeführt, die eine Erhöhung des Motordrehmomentes bewirkt, das sich aus dem Produkt aus Feld und Strom ergibt.
Durch Abstimmung der Charakteristiken der Widerstände 5 und 9 bzw. der Übertragungsglieder 10 kann hierbei der jeweiligen Charakteristik des Antriebes Rechnung getragen werden.
Bei Antrieben mit einer geradlinigen Charakteristik läßt sich eine weitere Vereinfachung dadurch erreichen, daß der Feldstellerwiderstand und das Potentiometer, an dem die Vergleichsspannung eingestellt wird, zusammengelegt werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform ist noch eine Weiterbildung verkörpert, indem nämlich der Widerstand 5, der nunmehr auch die Funktion des Potentiometers 9 übernimmt, als Potentiometer ausgebildet ist, wobei der Abgriff gegenüber einer Mittelanzapfung nach beiden Seiten verstellt werden kann. Es ergibt sich also hierbei eine Schaltung, die für Reversierbetriebe geeignet ist.
Es kann unter Umständen auch zweckmäßig sein, einen besonderen Regelgenerator anzuordnen, wobei die beiden Erregerkomponenten auf das Feld des Regelgenerators zur Einwirkung gebracht werden. Um mit einem kleinen Erregergenerator auszukommen, kann dieser als Zusatzgenerator ausgebildet werden, der zu einer der Erregersammelschiene entnommenen Spannung eine von der Überlastung abhängige Spannung dazugibt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Sie bringt bei Konstantstromschaltungen jeder Art, z. B. auch bei Antrieben in Konstantstromschaltung mit Krämer-Generatoren, wesentliche Vorteile. Besondere Vorteile bietet es, die Anordnung so durchzubilden, daß der Motor sowie gegebenenfalls der Erregergenerator in dem nicht gesättigten Teil ihrer Kennlinie betrieben werden, da auf diese Weise schon bei geringen Änderungen eine wirksame Kompensation eintritt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gleichstromantrieb, bestehend aus mindestens einem Gleichstromgenerator und mindestens einem von diesem mit konstantem Strom gespeisten Gleichstrommotor mit Drehzahländerungen durch Beeinflussung des Motorerregerfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregung des oder der Motoren mittel- oder unmittelbar eine zusätzliche Komponente beigefügt ist, die in Abhängigkeit von Störungen des Gleichgewichtes zwischen einer der Drehzahl des Antriebsmotors und einer einem voreingestellten Belastungsmoment proportionalen Spannung geändert wird.
2. Gleichstromantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlproportionale Spannung mit Hilfe der Spannung einer mit dem Gleichstrommotor gekuppelten Tachometerdynamo erfaßt wird, die mit der dem voreingestellten Belastungsmoment proportionalen Spannung in Vergleich gesetzt wird, wobei die zusätzliche Erregerkomponente von der Differenz dieser bei Überlastungen auftretenden Spannungen unmittelbar oder über eine Verstärkereinrichtung geändert wird.
3. Gleichstromantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abgriff der dem Moment proportionalen Spannung ein besonders veränderlicher Spannungsteiler vorgesehen ist, dessen Veränderung gleichzeitig mit der Verstellung des Feldregelwiderstandes durchgeführt wird.
4. Gleichstromantrieb nach Anspruch 3 für Antriebe mit geradliniger magnetischer Kennlinie, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldstellerwiderstand und der die Last momentproportionale Spannung voreinstellende Spannungsteiler zusammengelegt sind.
5. Gleichstromantrieb nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Last momentproportionale Spannung voreinstellende Spannungsteiler mit einer Mittelanzapfung und einem nach beiden Seiten verstellbaren Abgriff zur Ermöglichung eines Betriebes in beiden Drehrichtungen vorgesehen ist.
6. Gleichstromantrieb nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erregung ein Erregergenerator vorgesehen ist, der mit einer Haupterregerwicklung und einer von der Differenz der beiden Spannungen beeinflußten Hilfserregerwicklung ausgeführt ist.
7. Gleichstromantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregergenerator als Zusatzmaschine ausgeführt ist (Fig. 3). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 230 572, 702 815, 715 078; österreichische Patentschrift Nr. 63 238; schweizerische Patentschrift Nr. 253 800; USA.-Patentschrift Nr. 1596 255; ETZ-B 1954, S. 268, rechte Spalte, 5. Absatz.