Elektromotorische Einrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine
elektromotorische Einrichtung in Kaskadenschaltung mit einer Induktionsmaschine
und einer Gleichstrommaschine, bei der die Ankerwicklung der Gleichstrommaschine
über einen Gleichrichter mit der induzierten Wicklung der Induktionsmaschine verbunden
ist und die drehbaren Teile der beiden Maschinen mechanisch miteinander gekuppelt
sind.Electromotive device The invention relates to a
electromotive device in cascade connection with an induction machine
and a DC machine, in which the armature winding of the DC machine
connected to the induced winding of the induction machine via a rectifier
and the rotating parts of the two machines are mechanically coupled to one another
are.
Es ist bereits eine Einrichtung zur Drehzahlregelung von Induktionsmotoren
kleiner Leistung bekannt, bei der die Schlupfenergie der Asynchronmaschine einer
mit der Asynchronmaschine mechanisch gekuppelten Gleichstrommaschine zugeführt wird.
Die bekannte Anordnung ist im einzelnen so getroffen, daß zur Gleichrichtung der
Schlupfleistung Trockengleichrichter vorhanden sind. Der Erregergleichrichter für
die fremderregte Wicklung der Gleichstrommaschine ist über einen Induktionsregler
an das Drehstromnetz angeschlossen. Zwischen dem Gleichrichter und dem Läufer der
Gleichstrommaschine wird ein in Reihe geschalteter Widerstand verwendet. Mit der
bekannten Anordnung ist jedoch lediglich eine Erniedrigung des Drehmomentes bei
gleicher Betriebsgeschwindigkeit, jedoch nicht die Erzielung eines ausgesprochenen
Bremsmomentes möglich. Unter einem Bremsmoment soll im Sinne der Anmeldung dasjenige
Moment verstanden werden, das sich an der gemeinsamen Achse von Induktionsmotor
und Gleichstrommaschine und entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung ergibt, welches
also, falls es allein zur Wirkung käme, den Drehsinn des Aggregates umkehren würde.
Die Erzielung eines solchen Bremsmomentes wird durch die bekannte Einrichtung aber
nicht nahegelegt. Bei ihr ist die Drehrichtung der Induktionsmaschine ständig die
gleiche, somit kann nur die Gleichstrommaschine ein solches Bremsmoment hergeben.
Da bei der bekannten Einrichtung aber der Widerstand zwischen Gleichrichter und
der Gleichstrommaschine eingeschaltet ist, kann ein solcher Widerstand kein entgegengerichtetes
Moment erzeugen. Um nämlich ein entgegengerichtetes Moment bei unveränderter Erregung
und Drehrichtung, wie im Sinne der Anmeldung angestrebt, erreichen zu können, müßte
die bekannte Gleichstrommaschine statt Motor als Stromerzeuger arbeiten. Es wäre
erforderlich, die Stromrichtung in der Feldwicklung umzukehren, was aber grundsätzlich
nicht möglich ist, da ein Gleichrichter benutzt wird.It is already a device for regulating the speed of induction motors
small power known, in which the slip energy of the asynchronous machine
with the asynchronous machine mechanically coupled DC machine is supplied.
The known arrangement is made in detail so that the rectification of
Slip power dry rectifier are available. The exciter rectifier for
the separately excited winding of the DC machine is via an induction regulator
connected to the three-phase network. Between the rectifier and the rotor of the
DC machine a series resistor is used. With the
known arrangement, however, is only a lowering of the torque
same operating speed, but not achieving an outspoken
Braking torque possible. For the purposes of the application, a braking torque is intended to mean
Moment can be understood that is on the common axis of induction motor
and DC machine and opposite to the direction of movement results in which
so, if it were to have an effect on its own, the direction of rotation of the unit would be reversed.
Achieving such a braking torque is by the known device, however
not suggested. With her, the direction of rotation of the induction machine is always that
same, so only the DC machine can provide such a braking torque.
Since in the known device but the resistance between the rectifier and
the DC machine is switched on, such a resistance cannot be oppositely directed
Create moment. Namely, an opposing moment with unchanged excitement
and direction of rotation, as intended in the sense of the application, should be able to achieve
the well-known DC machine work as a power generator instead of a motor. It would be
required to reverse the direction of the current in the field winding, which is fundamentally
is not possible because a rectifier is used.
Die elektromotorische Einrichtung in Kaskadenschaltung mit einer Induktionsmaschine
und einer Gleichstrommaschine, bei der die Ankerwicklung der Gleichstrommaschine
über einen Gleichrichter mit der induzierten Wicklung der Induktionsmaschine verbunden
ist und die drehbaren Teile der beiden Maschinen mechanisch miteinander gekuppelt
sind, wird daher erfindungsgemäß zur Erzeugung eines Bremsmomentes mit einem parallel
zum Anker der Gleichstrommaschine geschalteten Widerstand versehen. Durch Benutzung
dieses parallel geschalteten Widerstandes wird erreicht, daß die Induktionsmaschine
praktisch leer läuft, indem ihr Läuferstrom aufgehoben wird und die Gleichstrommaschine
als Dynamomaschine bzw. Generator arbeitet, welcher den mit dem Gleichrichter parallel
geschalteten Widerstand speist. Die elektromotorische Einrichtung gemäß der Erfindung
kann mit besonderem Vorteil an Hebemaschinen benutzt werden, die einen ausgeprägten
Bremsmotor benötigen.The electromotive device in cascade connection with an induction machine
and a DC machine, in which the armature winding of the DC machine
connected to the induced winding of the induction machine via a rectifier
and the rotating parts of the two machines are mechanically coupled to one another
are, is therefore according to the invention for generating a braking torque with a parallel
Resistance connected to the armature of the DC machine is provided. By using
this parallel resistance is achieved that the induction machine
runs practically empty by canceling its rotor current and the DC machine
as a dynamo machine or generator, which works in parallel with the rectifier
switched resistor feeds. The electromotive device according to the invention
can be used with particular advantage on lifting machines that have a pronounced
Need brake motor.
Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Zeichnungen erläutert, die
schematische Ausführungsbeispiele darstellen. Es zeigt F i g. 1 die Schaltung zwischen
Induktions- und Gleichstrommaschine, wobei eine Welle die mechanische Kupplung der
miteinander drehbaren Teile beider Maschinen veranschaulicht und F i g. 2 ein Diagramm,
aus dem die Veränderung des Antriebsmomentes und des Bremsmomentes in Abhängigkeit
von der Drehzahl dargestellt ist, wobei diese Momente durch die Einrichtung gemäß
F i g. 1 erzeugt werden.The subject matter of the invention is explained with reference to the drawings
represent schematic embodiments. It shows F i g. 1 the circuit between
Induction and direct current machine, one shaft being the mechanical coupling of the
illustrates rotatable parts of both machines and F i g. 2 a diagram,
from which the change in the drive torque and the braking torque as a function of
is represented by the speed, these moments by the device according to
F i g. 1 can be generated.
Die elektromotorische Einrichtung weist eine Gleichstrommaschine mit
einer feststehenden Wicklung 7 und einem rotierenden Anker 6 auf, wobei die Wicklung
7
über einen Regelwiderstand 13 mit gleichgerichtetem Strom oder Gleichstrom gespeist
wird. Anker 6 ist mit einem Kommutatorteil versehen, der eine Mehrzahl von Polpaaren,
wie bei üblichen Gleichstrommaschinen bekannt, aufweisen kann. über feste Bürsten
8 und den Gleichrichter 9 wird der Strom einer festen Wicklung 1 der Induktionsmaschine
zugeführt. Diese Wicklung ist die Ständerwicklung, während die andere Wicklung als
rotierender Läufer 2 ausgebildet ist. Anker 6 der Gleichstrommaschine und Läuferwicklung
2 der Induktionsmaschine sind mechanisch miteinander festgekuppelt, z. B. über eine
Welle 5. Die Enden der Induktionswicklung 2 sind mit Ringen 3 verbunden, auf welchen
Bürsten 4 schleifen, welche zur Zuführung der Spannung eines Drehstromnetzes 10
dienen. Die Wicklung des Ankers 6 ist mit 11 bezeichnet. Zu dieser Wicklung ist
ein Widerstand 14, wie dargestellt, parallel geschaltet. Die Stromgleichrichter
9 sind feststehend ausgebildet. Im Falle der Verwendung eines ständergespeisten
Induktionsmotors drehen sich die Stromgleichrichter mit dem Läufer der Induktionsmaschine.
Durch den Regelwiderstand 13 wird eine Drehzahlregelung erreicht.The electromotive device has a direct current machine
a fixed winding 7 and a rotating armature 6, the winding
7th
fed via a variable resistor 13 with rectified current or direct current
will. Armature 6 is provided with a commutator part, which has a plurality of pole pairs,
as known from conventional DC machines. via fixed brushes
8 and the rectifier 9 is the current of a fixed winding 1 of the induction machine
fed. This winding is the stator winding, while the other winding as
rotating rotor 2 is formed. Armature 6 of the DC machine and rotor winding
2 of the induction machine are mechanically coupled together, e.g. B. over a
Shaft 5. The ends of the induction winding 2 are connected to rings 3 on which
Brushes 4 grind, which are used to supply the voltage of a three-phase network 10
to serve. The winding of the armature 6 is denoted by 11. To this winding is
a resistor 14, as shown, connected in parallel. The power rectifiers
9 are fixed. In the case of using a stand-fed
With the induction motor, the rectifier rotates with the rotor of the induction machine.
A speed control is achieved by the variable resistor 13.
Die elektromotorische Einrichtung gemäß F i g. 1 dient als Bremsmotor,
z. B. für Hebezeuge. über die Bürsten 8 des Kommutators 11 fließt durch den parallel
zur Ankerwicklung 11 der Gleichstrommaschine angeordneten Widerstand 14 ein Strom,
welcher der elektromotorischen Kraft des Ankers 6 entspricht, somit der Ankerdrehzahl
proportional ist und auf diesen Anker ein bremsend wirkendes Drehmoment ausübt.
Dieses Drehmoment ist in F i g. 2 durch die Gerade 0D' dargestellt. Wäre der Widerstand
14 nicht vorhanden, dann entspricht das Motordrehmoment der Kennlinie ABCD, d. h.
eine Bremswirkung tritt nicht ein. Das Drehmoment, das bei Vorhandensein des Widerstandes
14 auftritt, wird dagegen von der Kennlinie AB', PC', D' dargestellt, deren
Ordinaten der Differenz zwischen den Ordinaten der Kennlinie ABCD und derjenigen
der Geraden OD' entsprechen. Es ist ersichtlich, daß bei allen Drehzahlen mit einem
kleineren Abszissenwert als OP das Drehmoment der Motorwelle ein Antriebsdrehmoment
ist, während aber bei den übrigen Drehzahlen mit einem größeren Abszissenwert als
OP, d. h. längs des ganzen Ab-Schnittes PC', D' und darüber, das Drehmoment
der Motorwelle ein bremsendes Drehmoment ist, weil die vom Motor in elektrische
Energie umgewandelte mechanische Energie im Widerstand 14 (F i g. 1) verzehrt
wird.The electromotive device according to FIG. 1 serves as a brake motor, e.g. B. for hoists. A current flows via the brushes 8 of the commutator 11 through the resistor 14 arranged parallel to the armature winding 11 of the DC machine, which corresponds to the electromotive force of the armature 6 and is therefore proportional to the armature speed and exerts a braking torque on this armature. This torque is shown in FIG. 2 represented by the straight line 0D '. If the resistor 14 were not present, then the motor torque corresponds to the characteristic curve ABCD, ie there is no braking effect. The torque that occurs in the presence of the resistor 14, on the other hand, is represented by the characteristic curve AB ', PC', D ' , the ordinates of which correspond to the difference between the ordinates of the characteristic curve ABCD and that of the straight line OD'. It can be seen that at all speeds with a smaller abscissa value than OP the torque of the motor shaft is a drive torque, while at the other speeds with a higher abscissa value than OP, i.e. along the entire section PC ', D' and above, the torque of the motor shaft is a braking torque because the mechanical energy converted by the motor into electrical energy is consumed in the resistor 14 (FIG. 1).
Die grundlegende Anordnung der erfindungsgemäßen elektromotorischen
Einrichtung ist z. B. auch dann verwendbar, wenn statt des dargestellten Drehstromnetzes
10 die Speisung durch ein anderes Phasennetz, z. B. ein Einphasennetz, erfolgt,
wobei letzteres für Fahrzeugmotoren besonders vorteilhaft ist. Außerdem kann die
Anordnung so getroffen werden, daß der Anker der Gleichstrommaschine und der Läufer
der Induktionsmaschine auf zwei getrennten Wellen sitzen, die miteinander mechanisch
verbunden sind.The basic arrangement of the electromotive device according to the invention is z. B. can also be used when instead of the illustrated three-phase network 10, the supply by another phase network, z. B. a single-phase network, the latter is particularly advantageous for vehicle engines. In addition, the arrangement can be made so that the armature of the direct current machine and the rotor of the induction machine sit on two separate shafts which are mechanically connected to one another.