DE1247461B

DE1247461B - Steuereinrichtung zur belastungsabhaengigen Zu- oder Abschaltung von Buerstenpaaren bei Synchronmaschinen

Info

Publication number: DE1247461B
Application number: DE1966L0052752
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Hagedorn
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1966-02-02
Filing date: 1966-02-02
Publication date: 1967-08-17

Description

Steuereinrichtung zur belastungsabhängigen Zu-oder Abschaltung von Bürstenpaaren bei Synchronmaschinen Zur Übertragung größerer Ströme über die Schleifringe und Bürsten elektrischer Maschinen ist es bekannt, mehrere Schleifringbürsten oder auch mehrere Gruppen von Schleifringbürsten je an eine gesonderte Stroinquelle anzuschließen. Soll nun beispielsweise eine Synchronmaschine als Phasenschieber benutzt werden, so kann in diesem Fall de# über die Bürsten und Schleifringe zu übertragende Strom vom Wert Null bis zum maximal möglichen Wert schwanken. Ein Teil der Bürsten, die zur Übertragung des Höchstströmes benötigt werden, sind zur übertragung geringerer Stromwerte nicht mehr erforderlich, da diese kleineren Stromwerte auch von wenigen Bürsten unter Umständen nicht nur einwandfrei, sondem sogar besser übertragen werden können. Es kommt nämlich hinzu, daß bekanntlich der Bürstenverschleiß bei Übertragung kleiner Ströme besonders groß £Y wird, so daß das Bestreben des Konstrukteurs dahin geht, die Zahl der tatsächlich in Betrieb befindlichen Bürsten der Höhe des jeweils zu übertragenden Stromes anzupassen. Der Erfindung liegt die AufgabQ zugrunde, dieses Problem in vorteilhafter Weise zu lösen.
!Für den Extremfall, daß der Stromanstieg zu groß wird, ist bereits näch der deutschen Patentschrift 438 520. bekannt, daß - alle Bürsten an Kollektormaschinen selbsttätig abheben. Das Abheben kann durch das Ansprechen eines Höchststromausschalters ausgelöst werden und hat den einzigen Zweck, die zerstörenden Wirkungen des Bürsten- und Rundfeuers zu verhindern.
Weiterhin ist nach der deutschen Patentschrift 516 561 bekannt, den Bürstenverschleiß dadurch zu verringern, daß die Bürsten durch vom Bürstenstrom erregte Elektromagnete angepreßt werden. Nachteilig ist dabei, daß in stromlosem Zustand die Bürsten unnötigerweise schleifen, sowie insbesondere bei cleringem Strom, daß alle Bürsten stroniführend sind, d. h. daß sämtliche Bürsten dem bereits beschriebenen dann besonders großen Verschleiß unterliegen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zur belastungsabhängigen Zu- oder Abschaltung von Bürstenpaaren bei Synchronmaschinen, die unter dem Einfluß von Bürstenandruckfedern auf den Schleifringen schleifen. Erfindungsgemäß steuert ein die Höhe des über die gesamten Bürsten und die Schleifringe übertragenen Stromes erfassendes Meßwerk eine Vorrichtung aus, welche ein oder mehrere Bürstenpaare auf die Schleifringe aufsetzt oder von diesen abhebt und den jeweiligen Bürstenstrom erst nach dem Aufsetzen ein- oder bereits vor dem Ab- heben ausschaltet. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß einmal die Bürsten nur im Bereich einer für die Nünderung des Bürstenverschleißes günstigen Stromdichte arbeiten und zum anderen, daß beün Aufsetzen bzw. Abheben der Bürsten -keine. Lichtbögen entstehen können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt.
F i g. 1 zeigt eine prinzipielle Anordnung der Erfindung. zur Speisung des Läufers einer Synchronmaschine aus einer dreiphasigen Stromquelle.
F i g. 2 zeigt die beispielsweise Ausgesialtung einer Bürstenbewegungsvorrichtung. In F i g. 1 speisen die drei Phasenwicklungen 1, 2 und 3, die beispielsweise, Sekundärwicklungen eines Transformators sind, über je eine gesteuerte Gleichrichterbrücke 4 die auf den Schleifringen 10 sitzenden Bürstenpaare 5, 6 und 7 bzw. 15, 16 und 17. Die im Zickzack geschaltete Primärwicklung des Transformafors ist dabei nicht näher dargestellt. Die Bürsten 6 und 16 sowie 7 und 17 sind, wie in der Figur angedeutet, mit den später beschriebenen Bürstenbewegungsvorrichtungen ausgerüstet. Die Anordnung arbeitet wie folgt: sinkt der über die drei Bürstenpaare 5 und 15, 6 und 16 sowie 7 und 17 fließende gesamte Strom unter einen vorher festgelegten Mindestwert ab, so wird durch die Regeleinrichtung zuerst beispielsweise das Bürstenpaar 6 und 1-6 vom Schleifring abgehoben. Sinkt der Strom noch weiter, so wird nach Unterschreitung eines weiteren bestimmten Strommindestwertes auch das Bürstenpaar 7 und 17 abgehoben, so daß der Reststrom nur noch über die Wicklung, 1 und die Bürsten 5 und 15 fließt. Steigt die Stromhöhe wieder an, so wird zuerst das Bürstenpaar 7 und 17 und danach das Bürstenpaar 6 und 16 wieder auf die Schleifringe aufgesetzt. In der F i g. 2 wird die Bürste 6 mittels einer für diese Zwecke üblichen Feder 9 auf den Schleifring 10 gedrückt. Es ist jedoch möglich, mittels einer Vorrichtung die Bürste 6 gegen die Kraft der Feder 9 abzuheben. Dies geschieht mit Hilfe eines kleinen umsteuerbaren Stellmotors 12, welcher über ein Ritzel 13 eine Zahnstange 11 antreibt. Eine zwischen der Bürste 6 und der Zahnstange 11 angeordnete Feder 14 bewirkt, daß sich die Zahnstange 11 beim Abhebevorgang erst ein Stück bewegt und den Kontakt 21 über den beweglich gelagerten Hebel 19 betätigt, bevor sich die Bürste abhebt. Der Kontakt 21 löst beispielsweise ein nicht näher dargestelltes Schütz aus, welches den Bürstenstrom vor dem Abheben der Bürste abschaltet. Es ist auch denkbar, daß durch den Kontakt 21 die Steuerelektroden der Brückengleichrichter 4 (F i g. 1) an Sperrspannung gelegt werden. Die Bürste 6 hebt sich dann vom Schleifring 10 ab, wenn durch Spannen der Zugfeder 14 die Kraft der Andruck-feder 9 überwunden wird.
Der Stellmotor 12 wird durch ein Meßwerk 20 betätigt, welches über Schaltkontakte 22 bzw. 23 den SteRmotor 12 für ein Bürstenpaar und weiterhin den nicht näher dargestellten Stellmotor 24 für ein weiteres Bürstenpaar in der jeweils erforderlichen Drehrichtung einschaltet. Dem Meßwerk 20 werden mittels der Anschlüsse 18 über einen Meßwandler der Betrag des Läuferstromes zugeführt.
#Beint Aufsetzen der Bürsten 6 auf den Schleifring 10 laufen die oben beschriebenen Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab, der Kontakt 21 bleibt dabei so lange geschlossen, bis die Bürste 6 auf dem Schleifring 10 aufsitzt. Dadurch wird der Bürstenstrom erst nach dem Aufsitzen der Bürste eingeschaltet.

Claims

Patentansprüche: 1. Steuereinrichtung zur belastungsabhängigen Zu- oder Abschaltung von Bürstenpaaren bei Synchronmaschinen, die unter dem Einfluß von Bürstenandruckfedern auf den Schleifringen schleifen, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Höhe des über die gesamten Bürsten(5 bis 7, 15 bis 17) und die Schleifringe (10) übertragenen Stromes erfassendes Meßwerk (20) eine Vorrichtung (12 bis 1-4, 19, 21) aussteuert, welche ein oder mehrere Bürstenpaare (6, 7 und 16, 17) auf die Schleifringe aufsetzt oder von diesen abhebt und den jeweiligen- Bürstenstrom erst nach dem Aufsetzen ein- ode! bereits vor dem Ab- heben ausschaltet..
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (12 bis 14, 19, 21) aus einemStellmotor (12, 24) mit Ritzel (13), einer von diesem Ritzel bewegten Zahnstange (11), die mit jeweils einem der Bürstenpaare (6, 7 oder 16, 17) über die Bürstenandruckfeder (9) in Verbindung steht, und einen an der Zahnstange (11) befestigten beweglich gelagerten Hebel (19) besteht, der einen Kontakt (21) betätigt. 3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Speisung der Bürstenpaare (6, 7 und 16, 17) mit gleichgerichtetem Wechselstrom das Schalten des Stromes über die Steuereleketroden der Brückengleichrichter (4) erfolgt.
In Betracht gezogene Drucksschriften: Deutsche Pateritschriften Nr. 43 8- 520, 516 561.