DE1138455B

DE1138455B - Anordnung zur Steuerung des Bremsluefters eines Ein- oder Mehrphasenwechselstrom-motors

Info

Publication number: DE1138455B
Application number: DEV19425A
Authority: DE
Inventors: Guenther Zoeppel
Original assignee: ELEKTRODYN DRESDEN WISSENSCHAF
Current assignee: ELEKTRODYN DRESDEN WISSENSCHAF
Priority date: 1960-09-29
Filing date: 1960-09-29
Publication date: 1962-10-25

Description

Anordnung zur Steuerung des Bremslüfters eines Ein- oder Mehrphasenwechselstrommotors Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung der Erregung eines über einen Transformator und Gleichrichter gespeisten elektromagnetischen Bremslüfters für die mechanische Bremse eines Ein-oder Mehrphasenwechselstrommotors. Die Forderung, die Bremswirkung auch bei Netzausfall aufrechtzuerhalten, ergibt sich aus Sicherheitsgründen für bestimmte Anwendungsgebiete der mechanisch gebremsten Wechselstrommotoren, z. B. bei Hebezeugen und im Aufzugsbau. Für diese Gebiete werden außerdem verhältnismäßig hohe Bremsmomente gefordert, die meistens 150% und mehr des Motornennmomentes betragen.
Den einfachsten schaltungstechnischen Aufwand zur Realisierung der vorstehenden Forderung bietet der Verschiebeankermotor. Infolge des konischen Läufers und Ständers ist jedoch die Fertigung des Verschiebeankermotors kompliziert und teuer. Es sind deshalb verstärkte Bestrebungen zu verzeichnen, völlig normale, optimal ausgelegte Motoren zu verwenden und diese durch Anbau einer Bremsvorrichtung mechanisch zu bremsen. Zur Lüftung der Bremse werden bevorzugt konzentrisch zur Motorwelle angeordnete Gleichstrommagnete verwendet, da diese gegenüber den Wechselstrommagneten kleiner und einfacher sind. Die Erregung dieser Magnete erfolgt aus dem Wechselstromnetz über Gleichrichter. Es ist ferner bekannt, in den Erregerkreis noch einen Transformator einzuschalten, dessen Primärwicklung parallel zu den Motorklemmen geschaltet ist und dessen Sekundärwicklung die Spannung auf einen für die Magnetwicklung günstigen Wert herabsetzt. Für die eingangs genannten hohen Bremsmomente ergeben sich aber dabei im Verhältnis zur Motorgröße noch sehr große Magnetabmessungen, und zwar deshalb, da die zum Anziehen des Magnetankers erforderliche Erregung während der gesamten Einschaltdauer konstant bleibt und die Wicklung entsprechend thermisch belastet wird. Eine verstärkte Erregung mit angebauten Schaltern und getrennten Anzugs- und Haltewicklungen oder zuschaltbaren Sparwiderständen ist schon auf Grund des kleinen Magnethubes im allgemeinen nicht möglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Anpassung derErregung an den erforderlichenDurchflutungsbedarf des Magneten bei abstehendem und angezogenem Magnetanker vorzunehmen, wobei der Magnetanker im Leerlauf, auch bei zulässig verminderter Netzspannung, sicher gehalten werden muß.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit folgender Anordnung gelöst. Die Primärwicklung des .als Stromtransformator ausgebildeten Transformators wird in den Primärstromkreis des Motors geschaltet, und der Bremslüfterstromkreis wird so bemessen, daß die Bremse unter der Wirkung des Kurzschlußstromes des Motors gelüftet wird und auch im Leerlauf des Motors, selbst bei zulässig verminderter Netzspannung, noch gelüftet bleibt. Hierdurch wird der Erregerstrom des Bremsmagneten in Abhängigkeit des beim Anlauf des Motors abnehmenden Primärstromes ebenfalls verringert. Damit ergibt sich selbsttätig ein hoher Anzugsstrom und ein geringer Haltestrom für den Bremsmagneten, ohne daß dazu zusätzliche Schaltungsmaßnahmen erforderlich wären, die infolge der kleinen Schaltwege und der Abnutzung der Bremse schwierig zu beherrschen sind.
Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung können dadurch die Magnetabmessungen und die Erregerleistung gegenüber den bekannten Ausführungen wesentlich verringert werden.
Im allgemeinen beträgt der Kurzschlußstrom von Drehstrommotoren mittlerer Leistung etwa das sechsfache des Nennstromes. Der Leerlaufstrom bei 80% Nennspannung beträgt je nach der Polzahl des Motors etwa 20 bis 50% des Nennstromes.
Daraus ergibt sich eine Stromänderung im Motorkreis zwischen Kurzschluß und Leerlauf von maximal etwa 30: 1. Für Magnete mit einem Hub in der Größenordnung 1 ... 2 mm ist diese Stromänderung jedoch zu groß. In der weiteren Ausbildung der Erfindung ist deshalb für diese Magnete vorgesehen zum Lüften der Bremse, den Arbeitspunkt des Transformators in den magnetisch stark gesättigten Bereich zu legen, so daß der Strom im Bremslüfterstromkreis relativ weniger abnimmt als im Motorstromkreis. Mit dieser Maßnahme ist der Vorteil kleiner Transformatorabmessungen verbunden und .außerdem kann die Transformator-Eingangswechselspannung bei unterbrochenem Gleichstromkreis auf für den Gleichrichter ungefährliche Werte begrenzt werden. Es hat sich gezeigt, daß dann bereits bei Anschluß eines unbelasteten Selengleichrichters die Scheitelwerte der Eingangswechselspannung gegenüber'der Scheitelspannung des völlig unbelasteten Transformators wesentlich verringert werden.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, den Erregerzubehör für eine Baureihe von Wechselstrommotoren weitestgehend zu vereinheitlichen. Sind für einen Magneten Zugkraft, Durchflutung, Spannung und mittlere Windungslänge als konstant gegeben, dann kann der Platzbedarf für die Erregerwicklung und die erforderliche Erregerleistung innerhalb gewisser Grenzen aufeinander abgestimmt werden, und zwar wird die Erregerleistung um so kleiner, je mehr Windungen die Erregerspule erhält.
Für zwei oder mehr benachbarte Durchmesser einer Baureihe von Wechselstrommotoren mit mechanischer Bremse und Bremslüfter ist es möglich, die Bremslüftermagnete in ihrer Größe und Erregerleistung so aufeinander abzustimmen, daß der gleiche Gleichrichter und die gleiche Transformatortype verwendet werden kann und lediglich die Primärwicklung des Transformators der von jedem Motor aufgenommenen, unterschiedlichen Stromstärke anzupassen ist. Sind die Motoren beispielsweise nach dem Zweibreitensystem aufgebaut und werden für drei benachbarte Durchmesser die Breitensysteme nach vorstehenden Gesichtspunkten ausgelegt, dann ergibt sich bis auf eine abweichende Transformator-Primärwicklung für sechs Motoren gleicher Polzahl und Spannung gleicher Erregerzubehör. Berücksichtigt man noch die verschiedenen Polzahlen und Anschlußspannungen, dann ergibt sich ein Vielfaches an Motoren mit gleichem Erregerzubehör.
Bei entsprechender Bemessung kann der Spannungsabfall an der Primärwicklung des Stromtransformators in zulässigen Grenzen gehalten werden. Bezogen auf die Motorstrangspannung sind beim Kurzschluß des Motors 3 % und weniger, bei Nennbetrieb des Motors 1 % und weniger Spannungsabfall an der Primärwicklung des Transformators erreichbar.
Eine Anpassung der Erregung der Bremslüftermagnete an verschiedene Motorbremsmomente erfolgt zweckmäßigerweise durch Änderung der Bürde des Transformators, und zwar vorzugsweise derart, daß ein Widerstand parallel zur Sekundärwicklung des Transformators geschaltet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist in der Zeichnung dargestellt.
In den Primärstromkreis eines Drehstrommotors 1 ist die Primärwicklung eines als Stromtransformator ausgebildeten Transformators 4 gelegt. Der Sekundärstromkreis des Transformators erregt über Gleichrichter 5 die Wicklung 3 eines Bremsmagneten 2. Zur Anpassung an die Erregerwicklung des Magneten 3 ist der einstellbare Widerstand 6 vorgesehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Anordnung zur Steuerung der Erregung eines über einen Transformator und Gleichrichter gespeisten elektromagnetischen Bremslüfters für die mechanische Bremse eines Ein- oder Mehrphasenwechseistrommotors, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des als Stromtransformator ausgebildeten Transformators in den Primärstromkreis des Motors geschaltet ist, und daß der Bremslüfterstromkreis so bemessen ist, daß die Bremse unter der Wirkung des Kurzschlußstromes des Motors gelüftet wird und auch im Leerlauf des Motors, selbst bei zulässig verminderter Netzspannung, noch gelüftet bleibt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Bremslüfter mit kleinem Hub, beispielsweise in der Größenordnung von 1 ... 2 mm zum Lüften der Bremse, der Arbeitspunkt des Transformators in den magnetisch hoch gesättigten Bereich gelegt ist, so daß der Strom im Bremslüfterstromkreis relativ weniger abnimmt als im Motorstromkreis.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für zwei oder mehr benachbarte Durchmesser einer Baureihe von Wechselstrommotoren mit mechanischer Bremse und Bremslüfter die Bremslüftermagnete in ihrer Größe und Erregerleistung so aufeinander abgestimmt sind, daß der gleiche Gleichrichter und die gleiche Transformatortype verwendet werden kann und lediglich die Primärwicklung des Transformators der von jedem Motor aufgenommenen unterschiedlichen Stromstärke angepaßt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Anpassung der Erregung der Bremslüftermagnete an verschiedene Motorbremsmomente die Bürde des Transformators geändert wird, und zwar vorzugsweise derart, daß ein Widerstand parallel zur Sekundärwicklung des Transformators geschaltet wird.