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Anordnung zur Überwachung der Erregung für Gleichstrommotoren Die
Hauptpatentanmeldung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überwachung der Erregung
von Gleichstrommotoren. Die Anordnung besteht aus der Verbindung eines Verstärkers,
der auf die Erregerwicklung des Gleichstrommotors einwirkt und vorzugsweise aus
einer Wechselstromquelle gespeist wird, mit einem Stromkreis von großer Entlade-
und kleiner Ladezeitkonstante, die mit den Anschlußklemmen des Verstärkers verbinden
ist. Dieser Stromkreis weist einen Widerstand auf, zu dem eine Kapazität parallel
geschaltet ist und der an einer der Klemmen des Steuerkreises dieses Verstärkers
angeschlossen ist sowie einen zweiten Widerstand, der in Reihe zur Erregerwicklung
an dem Ausgang des Verstärkers liegt. Diese beiden Widerstände sind so angeordnet,
daß eine Stromgegenkopplung entsteht. Auf diese Art wird die Zeitkonstante im Erregerstromkreis
verkleinert, wenn die am Verstärkereingang anliegende Steuerspannung ansteigt und
möglicherweise vergrößert, wenn sich im Gegenteil diese Steuerspannung verringert.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Weiterbildung der
Anordnung der Hauptanmeldung, und zwar mit dem Zweck, durch eine Übererregung den
Ankerstrom des Motors vorübergehend aufheben zu können, so daß eine Umschaltung
des Motors von einer Stromquelle auf eine andere störungsfrei erfolgen kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nunmehr bei einer Schaltung gemäß
der Hauptanmeldung der Verstärker so aussteuerbar, daß der Strom im Anker des Motors
während des Betriebes völlig verschwindet.
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Die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung dient
zur Erläuterung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung. Das Ausführungsbeispiel
bezieht sich auf eine Anordnung für einen elektrischen Traktionsantrieb.
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Der Verstärker 1 wird durch Wechselstrom an den Klemmen 2-3 gespeist
und gibt an seinen Ausgangsklemmen 5-6, die mit der Erregerwicklung 4 über einen
Widerstand 7 verbunden sind, eine Gleichspannung ab. Diese Gleichspannung am Verstärkerausgang
ist in hohem Maße einer Gleichspannung am Eingang proportional, die an den Klemmen
des Verstärkers 8-9 liegt, und beruht auf der Überlagerung der Spannungen an den
Klemmen des Widerstandes 7 und eines Widerstandes 10, zu dem eine Kapazität 12 parallel
geschaltet ist. Der Widerstand 10 ist an eine von einem Transformator 14 gelieferte
Spannung gelegt, die durch eine Diode 13 gleichgerichtet wird.
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Die Beachtung der Polaritäten zwischen den Verbindungen des Widerstandes
7 und 10 ist wichtig. Die Polaritäten sind in der Zeichnung angegeben. Die Widerstände
7 und 10 sind so angeordnet, daß eine Stromgegenkopplung entsteht. Der Transformator
14 sowie die Klemmen 2-3 des Verstärkers werden mit Wechselstrom durch eine
Fahrleitung C versorgt, wobei die Spannung im Beispiel der Zeichnung an einem Abgriff
der Primärwicklung des Transformators 27 entnommen wird, während deren Sekundärseite,
die mit vielen Anzapfstellen 30 versehen ist, den Anker des Motors 25 speist, und
zwar über einen Leistungsgleichrichter 26. (Aus Vereinfachungsgründen ist ein einphasiges
System dargestellt worden. Bei einem mehrphasigen System ist selbstverständlich
auch ein mehranodiger Leistungsstromkreis und ein Transformator 27 mit mehreren
Wicklungen vorhanden.) Wenn es notwendig ist, den Strom im Anker des Motors 25 schnell
zum Verschwinden zu bringen, genügt es, den Erregerstrom in der zugehörigen Erregerwicklung
4 zu erhöhen, was im vorliegenden Fall mittels eines Steuerschalters mit dem Umschaltkontakt
31 zum Wechsel der Anzapfung auf der Sekundärseite des Transformators
14 erfolgt. Die Spannung
an den Enden des Widerstandes
10 steigt rasch an, was eine entsprechende Steigerung des Erregerstromes
und damit die Übererregung des Motors zur Folge hat. Die Gegen-EMK des Motors nimmt
zu und wird schließlich höher als die am Anker des Motors 25 liegende gleichgerichtete
Spannung desTransformators 30. Da aber der Ankerstrom sich auf Grund des Gleichrichters
26 nicht umkehren kann, wird er zu Null.
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Mit 32 ist ein Kontakt eines Hauptschalters bezeichnet, der zwischen
der Fahrleitung und der Primärwicklung des Transformators geschaltet ist, während
33 und 34 die Ein- und Ausschaltspulen des Hauptschalters bezeichnen. Die Stromversorgung
der Spulen des Hauptschalters erfolgt durch eine Gleichstromquelle 36, über einen
Umschaltkontakt 37 eines Steuerschalters. Die Verbindung zur Auslöserspule 33 enthält
einen Widerstand 38 und eine Kapazität 39 zur Beeinflussung der Zeitkonstante dieses
Stromkreises.
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Die Spannung der Stromquelle 36 kann ebenso durch einen Schaltkontakt
40 des Steuerschalters der Parallelschaltung aus dem Widerstand 10 und der
Kapazität 12 über eine Diode 41 zugeführt werden, wobei verhindert ist, daß die
durch die Diode 13 gelieferte Spannung kurzgeschlossen werden kann. Auf den Eingang
des Verstärkers 1 wirkt jeweils die höhere der über die Dioden 13 und 41 anstehenden
Steuerspannungen zur Übererregung des Motors 25 ein.
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Die beschriebene Anordnung funktioniert folgendermaßen: Wie bereits
erwähnt, genügt es, den Schaltkontakt 31 zu betätigen, um dem Steuerkreis des Verstärkers
1, bestehend aus dem Widerstand 10 und der Kapazität 12, die volle Spannung der
Sekundärseite des Transformators 14 zuzuführen. Dabei wird auch der Schaltkontakt
40 geschlossen, der die Stromquelle 36 einschaltet. Die höhere der beiden
Spannungen steuert jeweils den Verstärker aus. Dies führt zur Übererregung des Motors
25 und zur Aufhebung des Ankerstromes. Durch die gleichzeitige Betätigung des Umschalterkontaktes
37 wird der Spulenkreis 33 des Hauptschalters geschlossen. Der Hauptschalter schaltet
mit einer kleinen Verzögerung gemäß der durch den Widerstand 38 und der Kapazität
39 gebildeten Zeitkonstante den Transformator 27 von der Fahrleitung C ab, und zwar
zu einer Zeit, in der der Strom im Anker des Motors 25 Null ist.
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Nachdem der Hauptstrom unterbrochen ist, kann man, ohne eine Störung
zu befürchten, nunmehr von einem Stromnetz auf das andere überwechseln, falls dies
erwünscht ist.
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Nach diesem Übergang wird der Steuerschalter mit den Kontakten 31,
37 und 40 in seine Ausgangsstellung zurückgebracht, so daß die Stromquelle 36 wieder
abgeschaltet und der Hauptschalter durch die Einschaltspule 34 wieder eingeschaltet
wird. (Hauptschalterkontakt 32 schließt.) Der Strom stellt sich wieder im Anker
des Motors 25 ein, da dieser über den Transformator wieder von der Fahrleitung C
gespeist werden kann.