DE140346C

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Publication number: DE140346C
Application number: DENDAT140346D
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Es ist allgemein, vor allem vom Straßenbahnbetrieb her, bekannt, daß zur Erzielung von Energieersparnis bei dem Anlassen von Arbeitsmaschinen zwei dieselben antreibenden Gleichstromanker zuerst in Reihe und hiernach parallel geschaltet oder, daß ein oder mehrere Gleichstromanker nacheinander an verschieden hohe Netzspannungen gelegt werden können.
Den bisher zu diesem Zweck in Anwendung

ίο gebrachten Schaltungsweisen haftet, sofern Gleichstromnebenschlußmotoren oder überhaupt Gleichstrommotoren mit vom Arbeitsstrom unabhängiger Erregung verwendet werden, ein wesentlicher Nachteil an, der in der übergroßen Stromrückgabe in das Netz besteht, sobald beim Abstellen des oder der Motoren, d. h. entweder beim Zurückgehen von der Parallelauf die Hintereinanderschaltung oder von der höheren auf die niedere Netzspannung der oder die Anker noch eine ihrer normalen Tourenzahl entsprechende oder annähernd entsprechende Geschwindigkeit besitzen. Zur Erläuterung dieses Falles, der übrigens deshalb die Regel bildet, weil der Schalthebel gewöhnlich sehr schnell in seine Haltstellung zurückbewegt wird, sei folgendes Beispiel angeführt:

Zwei Gleichstromanker sollen parallel mit einer Netzspannung von 500 Volt arbeiten. Solange die Motoren noch hintereinander geschaltet sind, wird jeder Anker eine elektromotorische Gegenkraft von maximal 250 Volt entwickeln können; sobald aber Parallelschaltung hergestellt ist, steigt die elektromotorische Gegenkraft jedes Ankers bis nahe an 500 Volt.

Wird nun wieder rückwärts geschaltet, während die Motoren noch die dieser Gegenkraft entsprechende Tourenzahl besitzen, so addieren sich, sobald die Hintereinanderschaltung der Motoren hergestellt ist, die elektromotorischen Gegenkräfte beider Anker. Es ergibt sich also eine elektromotorische Gegenkraft von insgesamt fast 1000 Volt. Dieser Spannung steht aber nur eine Netzspannung von 500 Volt entgegen. Da nun in diesem Momente in dem Stromkreise kein Widerstand bezw. nur der Widerstand der Anker und Zuleitungen enthalten ist, so würde sich also beim Passieren der Stufe der Hintereinanderschaltung ein außergewöhnlich starker Rückstrom ergeben, der nicht nur die Anker und die Apparate gefährden würde, sondern auch wegen seiner starken bremsenden Wirkung die Arbeitsmaschine selbst beschädigen könnte.

Um diesem Übelstande zu begegnen, soll die Anordnung so getroffen werden, daß auf alle Fälle beim Zurückgehen von der Reihenauf die Hintereinanderschaltung oder von der höheren auf die niedere Netzspannung Widerstand in dem Stromkreise, in welchem der übermäßig große Strom auftreten will, vorhanden ist. Beim Anlassen jedoch soll dieser Widersland ausgeschaltet bezw. kurzgeschlossen sein.

Die Einrichtung des Schaltapparates ist dann die folgende:

Die verschiedenen Perioden der Anlaßschaltung werden durch den Anlaßhebel beeinflußt, dessen zugehörige Stellungen in Fig. 1 angedeutet sind.

Wird die Maschine von Punkt α aus angelassen, so ist der Widerstand JPj₁ nicht eingeschaltet. Während der ersten Schaltungs-

periode b c (Fig. 2) geht der Strom von der einen Netzleitung I₁ nacheinander durch die beiden . Anker In₁ und m.₂ zu der zweiten Netzleitung Z₃.

Der Strom braucht den Widerstand W]₁, der jetzt durch den Schalter 0 kurzgeschlossen ist, nicht zu passieren. Im Punkt c ändert sich nun die Schaltung der Fig. 2 in diejenige der Fig. 3; diese bleibt bestehen während der Periode cd, es geht also von der Netzleitung I₁ unmittelbar Strom in den Anker Wi₁ sowohl, wie in den Anker m₂ und alsdann in die Netzleitung /₃. Zu gleicher Zeit aber mit der Umschaltung der Motoren ist der Schalter 0 des Widerstandes n>_h geöffnet worden. Wird nun der Anlaßhebel zurückbewegt, so bleibt der Schalter ο beim Überschreiten des Punktes c geöffnet. Es entsteht alsdann die Schaltung der Fig. 4, die sich von der Schaltung der Fig. % nur dadurch unterscheidet, daß nunmehr der die Anker Tn₁ und ηι_η passierende Strom gezwungen wird, den Widerstand W]₁ zu durchströmen. Erst nach Überschreiten des Punktes b, also auf der Strecke b a, wo die Maschine abgestellt wird, die Anker also keine erhebliche gegenelektromotorische Kraft mehr erzeugen, wird der Schalter 0 wieder geschlossen. Fig. 5, 6 und 7 stellen dieselbe Anordnung eines Widerstandes W]₁ für den Fall des Anlassens eines oder mehrerer Anker m durch

3*J Schaltung auf verschiedene Netzspannungen dar. In diesen Figuren sind drei Netzleitungen: Z₁, L₂ und Z₃ gezeichnet, und zwar wird dabei angenommen, daß zwischen den Leitungen I₁ und T₃ die volle Spannung herrscht, während zwischen den Leitungen Z₁ und L₂ bezw. L₂ und /₃ je die halbe Spannung vorhanden ist. Es sei jedoch bemerkt, daß auch bei Verwendung von z. ß. vier Leitungen eine Dreiteilung der Spannung stattfinden kann, daß auch nichts im Wege steht, eine noch stärkere Unterteilung oder auch ungleiche Teilung der Spannung vorzunehmen.

Fig. 5 entspricht der Anlaßperiode b c der Fig. i. Der Motor liegt an der halben Span-

4-5 nung, der Widerstand W]₁ ist kurzgeschlossen. Im Augenblick, in welchem der Schalthebel den Punkt c nach d hin überschreitet, wird der Schalter 0 geöffnet und der Motor an die volle Netzspannung gelegt (Fig. 6). Beim Zu-

5-> rückschalten findet nun die gegenelektromotorische Kraft des Motors m in dem Augenblick, in dem der Motor wieder an die halbe Netzspannung gelegt wird, wie in Fig. 7 dargestellt, in W]₁ so viel Widerstand, daß kein übermäßig hoher Strom entstehen kann, obwohl die gegenelektromotorische Kraft des Ankers unter Umständen fast doppelt so groß sein kann wie die Netzspannung Z₁ Z₂. Wenn der Schalthebel in die Nullage α gelangt, wird der Schalter 0 wieder geschlossen.

Die bisher geschilderte Art der Einschaltung des Widerstandes n>_h genügt in allen Fällen, in denen der Schalthebel gewöhnlich ganz (bis d hin) ausgelegt und überhaupt verhältnismäßig selten bewegt wird. Bei denjenigen Betrieben, wo das Gegenteil der Fall ist, z. B. beim Hebezeugbelrieb, wird die Einschaltung des Hülfswiderstandes W]₁ derartig erfolgen müssen, daß er stets und so lange, z. B. durch Kurzschluß, ausgeschaltet ist, solange der Schalthebel in der Anlaßrichtung bewegt wird, und eingeschaltet ist, sobald der Schalthebel in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird.

Eine solche Anordnung des Widerstandes W]₁ ist schematisch in Fig. 8 wiedergegeben: Sobald der Anlaßhebel in der Richtung des Anlassens bewegt wird, wird durch die Berührung der Kontaktflächen i und k der Widerstand W]₁ kurzgeschlossen, während, sobald der Hebel rückwärts bewegt wird, sich i von k trennt und W]₁ in den Stromkreis eingeschaltet wird.

Claims

Patent-Anspruch :

Ausschaltungsverfahren für Gleichstrommotoren mit einer vom Arbeitsstrom unabhängigen Felderregung, welche während der Anlaßperiode von der Reihen- in die Parallelschaltung übergeführt oder an steigende Netzspannungen gelegt werden, da-. durch gekennzeichnet, daß ein Widerstand, der für gewöhnlich ausgeschaltet bezw. kurzgeschlossen ist, beim Übergang von der Parallel- zur Reihenschaltung oder von der höheren zur niederen Spannung eingeschaltet ist, zum Zweck, ein übermäßig großes Anwachsen der Ankerströme beim Zurückgehen von der der größeren Geschwindigkeitsentwicklung entsprechenden Schaltungsstufe auf die der niederen entsprechende zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.