DE1413982A1 - Verfahren zum Betrieb einer Gleichstrommaschine - Google Patents

Verfahren zum Betrieb einer Gleichstrommaschine

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DE1413982A1
DE1413982A1 DE19621413982 DE1413982A DE1413982A1 DE 1413982 A1 DE1413982 A1 DE 1413982A1 DE 19621413982 DE19621413982 DE 19621413982 DE 1413982 A DE1413982 A DE 1413982A DE 1413982 A1 DE1413982 A1 DE 1413982A1
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armature
armature current
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Abraham Dipl-Ing Ludwig
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
    • H02P7/2913—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

  • "Verfahren wura Betrieb einen @l ei c:z;`s trosachino°' o .
    Werden mit veränderlicher Drehzahl
    betrieben 8 so wird sie Drehzahländertfag im allgemeinen dadurch
    bewirkt s drß entrerxer rj i u Ar-ker$p ommtu.@g oder der Feldstrom ver-
    ändort werden. Dea.@st.;faan.te wird vorzugsweise unterhalb
    und das Letztgenannte vr:,@,@gsr:eise oberhalb der Nanadrenzahl
    des Motors angewendoto
    Es ist bereiwa vozZeschlagen wordeä,dans eine Veränderung
    der An_kersgannung W.i: K1' fe von Tastschaltungen erzielt werden
    kann. Als iastsci@al t?.a.@zn werden hier und im folgenden A.nord=
    at@ngen baz-eichaetg die e.@@:_7tten@ sirren Stromkreis periodi:h
    zu z1 Durch Variation
    Taatverhä'tnisseug =3.0h. y?(ir Zeiten den offenen und dos güsochlo7-
    wionli `@@a6,1':rä'i£reiaemp 1L.dnn j.er @.li t 1telwazt, der SpamIling.F@Z @:.@11@S.f
    der Tas ktgchaltaunä verännezt w$rdana 1a T8$tsch&liungen vIerden
    vorzugsweIse ateuerbaze Gleichrichter, zaBa steuerbareIllxzium-
    zell>n.ver-.:eadot, welche durch besondere SchaltimSSssnahmen9
    z *B* durch Stromstösse az3.:u einem "Eöso,4kondensa :a.r ",-, gelbocht
    werden können. > .
    .Wird nun $.$a e:.u U,3u-)tschlußmqtor , mit Hilfe einer Tast-
    schaltung betrieben, dann lsü ce naC&tdii$«, daB der-Motor . -
    oberhalb seiner Rei#ndirehzahl nicht Wpe einer Feldschwächung
    4 ; ,e :R ir,- # . i.
    ä.a f luß t hiBk@J.£3ta@@h
    eJtzeste die Erfindung wer-
    4.en diese Nachteile Verm "''leno
    Erfindung betrifft cif °d@nal.it.:@
    zum Betrieb einer
    kjcrden Ankerstrom und Feld-
    atrol,', unier 1? n .t ung von Testschaltungen getrennt .gesteuert
    G`"lo gere-elto Daa Verfahren ä-ann sowohl im Fahrbetrieb als auch"
    n Bremäi; etrieb angewendet, würden. _ .
    In Fortbildung der Erfindung sollen an sich pe#taunt® Mittel
    Vorgesehen werdenß welche die Tastschalt=gen.für Ankerstrom, und
    Feldstrom. so st euern 9 daß sich die gevfaseht® Drehzahlcharae4
    ristik der G3 eichs trommaschine ergibt. Zweckmäseigerwe@ee wird da-
    bei die Ma?chine mit eIn er Feldwicklung ausgerüstet, die", für . die.<
    gearfzfie letrie@as@anx-@..-@g ausgelegt ist. Die Gleichstrommaschine;
    wird also als f t emeerregte Gleichstrommaschine TDetriehenn -bei
    welcher Ankerstrom tind Feldstrom mit Hilfe von Tastschej"gen
    getrennt eInSee'tellt L@J#'°K.@C'..@ können. Durch geeignete Regelan-
    O:ce?teIgen für 'd`e s @?^ @@@..ä@ p-imm1' die Gleichotrommasohino
    an. Sie ka8y.u also -zoB0 nach
    Art ee2e.F_.j.i @@'@@PF.RSYAo:d@@f,dlhG.ab odev als biübens"chlf.8ßmaschi '"e oder
    als von beiden betrieben vieÄdynO -
    einer Zeicüm7mg sei ein schematisches.Ausfübmunggm
    ilelsn el der
    .i1@.3.@ td4...,@ erläutert. Die Fig0 1 und 2 zeigen 'das -
    prinzipielle Schaltbild einer Gleichstrommaschine mit getastetem
    Ankerstrem und getasteteüi- feldstromg und zwar Teigt die fige1 .
    das Schal t bil- J Ä LiJr- dem :.' c.h#con 4die iiis o2 das
    B e hal4ü$ld für de" 5?eiaevt Huren
    eins dte FuemeAte gleicher Ftctio y@@.@x @3 ex@ Ziffer bez eieh-
    @@to
    Es bedeutet 1 eine lƒschha.re Triodog mit deren Hilfe der
    Gleichstrom ZOMO aus einer Gleichstrombatterie U9 im .Ykerk .l.eie
    des Motors X gesteuert wir-ei. Als löschbare Triode w.rd#eine steu-
    erbare Siliziumzelle bozoichnet@die durch einen Stromotoß aus
    einem Kondensator gelöscht worden ka=o Anstelle der löschbaren
    Triode können hier und im golZendƒn auch adere elektronische
    Anordnungen. verendet werden.die es gestatten" den Strom
    Reise zu zünden und zu löschen. 3 stellt eine lnduktivität dar.
    Mit 2 ist ein Nalbl eitereleren:t bezeichnet Idas die Funktion
    einer Frel laurdiode erfüllte
    4 und. 7 sind für
    Maßzwecke vorgeseheuo Z-@'m F.raesen der Drehzahl kann eine Tacho=
    FP;ßte6maschine. bM3mtLÜi! werden. alle NLVl. eine # 1Qsbhba3.G TZSlnd®
    handelt es sich bei dem Element .und um eine Fr eil aufdiode bei
    de'.' Ele-Lleiat 6. Letztere liegen im Stroahr41s der @Es@dtJ.MA1.@FO
    Der Mehraufma nd für die Rtgeli@mg des Feldstvoräe2 ist stark-
    a#trozm2äZAS nicht ine Gewichteinmal die U°xegerlei°
    bit-uJ A1 V e:' ra ls.l.säjj beträgt i.9. zum ß'äiez%'. d.$ leaz'1tv-u3H a`Elpt-
    ßtroarkreis um die F,c,grxeis@u@g gerir-er ist als bei einer
    Im. folgenden sollen o 3- ndgo Möglichkeiten -*erläutert- werden,
    wio die tVe-.stilng d es Pelzes ,;äk.Pt?. von den Betri ebsbedi»Zungen
    gestaltet wer!len kaxiUo
    1.) Die Aufa'frt erfolGt #ei r§ lle.i' üurc't? Tasten des An-
    Gera v.3:es e Bei .@äa`-.` e3.'.4.; der Heidrehzrahl des Motors M Wird
    die löschbare Triode 1 i .@ leilkerkreis dauernd ;gezündet und der
    Strom durch Tastens doh o durch Aussteuerung unter Zuhilfenahme
    der Iöschbaren. Triode 59 im Feldkreis konstant gehalten.-
    Das Bremsen @rfolgt entsprechend: Oberhalb der Nenndrehzahl
    wird der :Lit Hilfe der Erregung ei.ngesVell&! und
    unterhalb der N s-iir d.6. 'uehzahl durch Tasten im Ankerkreis.
    Da53 Frfasaon der Drehzahl kann mit Hilfe der TachometeamaA
    ssce- T gcßcheheno
    Die Tastung im Feld- und Ankerkreis wird entsprechend der
    ersten Möglidhtw:elt vorgenommen, jedoch wird als Drühzahlgeher
    die GleöchstromwasäLhine selbst #DoX. Geendet O Wenn beim Anfahren
    am Anker die volle Batteriespannung liegt, wird dis: Tagtung
    des Feldes eingeschaltete Beim Bremsen wird das Feld solange
    getastetgbis die Ankerspannung unter die Batteriespannung -
    sinkt.-
    5,) FL2 dst@'Mm d Ankers trom werden aLJhi-i#n,jg voni-z-w:Lder gere-
    gelt, d @Ti@a.St' derart g daß durci4 das Tasten.. im AW-rers trom°
    kreis der 1-.akerstrom konstant gehalten wird und durch das
    Tasten iu Feld- die Spannung ein Motor auf etava 95%> der Batte-
    riespannung Sehdelten Wird. Unterhalb der #'`:c.'tr@F@@.1. des.
    Motors m stellt sich dann automatisch die volle Erretg eine
    4,) Die Mrf assung der Nenndrehzahl des Motors M erfolgt in einer
    logischen Staueden- für die Trioden. Die FRCo3 der tiZeichr-iug
    zeit den entsprechenden Verlauf-des .Ankerstromes und den
    ?Z der A@@sa£@M?.@ ia h'von deY' Zeit be äli
    ...aOBANI@ 6aanF-ll ,L 4.1..,~'.'l50 La et,-:!Ielt sich` dabei .um eine- Rege- .
    rauf konstant® Leistung, Das Feld wird dann geschwächtfl
    die löschbare Triode 1 (Figo1 ) gezündet ist und der
    :,.z74 gleichzeitig kleiner als 1 2 wird. Es wird verstärkt,
    der Strom größer als i@ wird" oder wenn die löschbare
    @xtriode (Fig.1) gelöeht ist. Der Bereich von ® bis Unenn9
    ,1.o Kerndrehzahl, wird durch Ankerspannungsregeltng und
    Besä eieli oberhalb Vnodu'ch Feldachw$chung betrieben.
    @`Unfah-ren wild der Amkerstrom zunächst bei vollem Feld
    -:jsZsehem den Grenzen i und i ehalteno .Sobaldder An-
    min g
    /eE''.@s'@1'JSs abfallein W3J1fl gezündet ot@wo ist d w @v löschbare die Regelung Triode des (Z''igo1# Feld-
    s<lärames ein. Der wird dann zwischen den Grenzen
    il und 12 gehaltene Bdin@g fix eia orclnunigsgewäeses Ar=
    bn:Uen is M ndaß die St rüde i lax? und .'i1 n " 12 entsprechend
    a c#2 Fig o 3 ve2aetzt Diad o r@3n tee1alb der S broALI-,eD#nlinie i dies
    e51 # ? #e q l aa . # telot A k#@e Ulw ein_ c. 9ß9 #,#w in
    ' -.t s'et ,u I%t d 5.' R. @0 2 1 av2 YSn'# r., der g6;;N,e .'.<<Fg'ZR#t@.g , -
    c,#3not o
    is.'td d@JI-,@'sr@ü,"s5@,'#'#3#h-rome9 @1..der Spamnung
    er i J y 3_b D '#nä L.@.JL'#: Caz-
    G '#. '.ar
    #lt@'s l b@io
    ._"!:a, e.Xs .el,I. VQa 0 bie@4 @y@@S@, r die Drehzahl von-ihrem
    . : .. . -5malwert WLs auf ibven hTe=wex t t1nenx^x absinkt fl wird durch
    'Q::.:;:hwächungc- de@.@ durch AnIkerspannung _
    regelung bvtriebeno De_i XFOlC4 wird d&:,.m gs,z#'i.@'la@'ht Fenn die
    löschbare Triele 1 gela seht Igt und ßl oichmeitig der Strom
    größer als 13 wird, Es wird varst#trkt A wen. ` der Strom kleiner
    als 14 wird, oder wenn die löschbare Triode 1 gezündet ist.
    Der Bremsvorgang erfolgt auf nachstehende Weißes Zunächst
    wird der Bremsstrom dixreh Tasten Im Feld zwischen. den Gren-
    zen 13 Und 14 gehalten. tyenn der Ankerstrom absinkt.ebwohl
    der volle Feldstrom fließt g, setzt dao Tasten im-Anker-
    stromkreis eire Die Ströme i38 i. und i Max $ imüssen
    entsprechend der Fig. 4 versetzt sein.
    In die Fig. 4 i.ct wiederum der Tierlauf der getastete.. Anker4
    sparanung B2 eialte tas alten..
    Die oben bescbtx-3 ebenen Möglichkelton zum Taß-en des Peldstrc-
    -mes@ ergeben .L'@:ä.@h.sÄ@`ledl entopp rechend der FigO5O Bis
    zum &- reie.heu der Nenndrehzahl des Motors wird mit konstantem
    Moment angefahren te oberhalb der Nsi# nclrehzahl 'mit konstanter
    Ze; stuug" Es ist in dem Teil a i.aa -Drehmoment Md über der Diceh
    zahl n bei unterschiedl i chem k?arameter eingetragen :uni in dem
    Teil. b. desglsich-en die Leistung N über der.Drehzahl a. Es han=
    delt sich dabei um eine Regelung auf konstanten Ankerstrom.
    Beim Bremsen wird entsprechend bis zum Krreichen -der Nenndreh-
    zahl mit konstanter Leistung und von da an-bis zur Drehmahl
    Null,mit konstantem Moment gebremst.
    Die beschriebenen Kennliftien sind bei. Traktionszwecken für
    denSremsbetrieb geeignet. Beim Fahrbetrieb hingegen erscheint
    ein#"i Hauptschlußcharaktßristik dee Motors erztrelbenswert.
    .. : kann auf folgende Weise erzielt Worden.-
    ;:. .@ t@.@:t: Ang än.ren wird das Feld so geregelt daB der Ankerstrom
    den. Sollwert für den Feldstrom abgibt. Der Motor erhält damit
    .die Charakteristik eines Hsuptsehlußmotors o Wird der Sollwert
    für den Tastatrom auf einen Bruchteil. des Ankerstromes gea
    stellt.dans. entspricht das einem Hauptschlußrot®r mit Feld-
    schwächung d Die so erreichte Feldschwächung kann in Stuf
    oder auch stetig verstellt worden. Die Motorkennlinien für
    diesen Fall sind in Figm6 dargestellt. Wiederum ist im Teil
    a das Drehmoment Md über der Drehzahl n und im Teil b die
    Leistung N über der Drehzahl n aufgetragen. lm Gegensatz zu
    Fige 5sdie die Kennlinien für eine Regelung auf konstanten
    Ank eratx°om dar-stellt, werden in der Figa 6 die Kennlinien
    jür eine Regel-auf konstante Feldschwächung gezeigte Die
    Kennlinien 1 bis 3 in dieser Figur zeigen.daß eine Haupt-
    s;chluBcharakteri.swik erreicht ist. Zum Vergleich zeigt die
    Kennlinie 4, den Verlauf bei einer Regelung auf konstanten
    A.skers tromo Die Kennlinien agb 9 e sind wieder durch Verand
    d'".i."1;<g d88 Parameters, doh-e durch verschiedene Ankerströme"
    entstanden. Zusammenfassend kann festgestellt werden.da$ . die
    ge=linien der Fi fl6 denen eines Hauptschlußmotors mit Feld-
    schwächung und getastetem Häuptstrozkreis entsprechen-. Das
    Bremsen erfolgt am besten jiach einer der Methoden 1 bis 4.
    Der Betrieb eines NebenachluBmotors mi.t.gotastetem Feld-
    stromkreis nach dem Verfahren 5 ermöslicht eine elektronische
    pta..achvrt..@'671@ im Fahrbereich, wobei der Motor seine Hauptsch1uß-
    charakteristik beibehält. Der Motor kann damit auch ober-
    halb-seine,? Nenndrehzahl mit voller Leistung betrieben werden.
    Der zusätzliche Steueraufwand wird bei grösseren Antriebs-
    leistungen tragbar. Eia besonderer Vorteil dieser Anordnung
    gegenüber dem Hauptschlußmotor besteht dariü" daß beim Um-
    schalten ton Fahren auf Bremsen die Feldwicklung nicht um-'* gepolt wird. -

Claims (1)

  1. Paten anspräche:
    1) Verfahren. zum Betrieb einer Gleichstrommaschine.dadurch gekennzeichnet 9 daß Ankerstrom und. .Feldstrom unter Benutzung von Tastschaltungen getrennt gesteuert bzw. geregelt werden. 2) Verfahren nach .Anspruch 19 dadurch gekennzeiehnetadaß Mittel vorgesehen eindtwelche die Tastschaltungen für Ankerstrom und Feldstrom so steuern.daß sich. eine gewünschte Drehzahl- charakteristik J .B. konstanter Ankerstrom oder HauptschlußV verhalten) der Gleichstrommaschine ergibt,, 3) Verfahren nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnetgaa8 die Anfahrt bei. voller Erregung durch Tasten des Ankerstroms
    erfolgt, bei Erreichon der Nenndrehzahl des Motors die löschbare Triode(1) im Ankerkreis dauernd gezündet und der Strom durch Tasten im Feldkreis konstant gehalten wird. 4) Verfahren. nach Anspruch 1 9 dadurch. gekennzeichnet,,da8 beim Bremsen oberhalb der Nenndrehzahl der Bremsstrom mit Hilfe der Erregung und unterhalb der Neundrehzahl durch Tasten im An- kerkreis eingestellt wird. 5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4e, dadurch gekennzeichnet fl daß zum Erfassen. der Drehzahl eine Tuchometaschine benutzt wird. 6) Verahren auch cpz uch 1 bis 4 9 dadurch gekennzeichnet fl daß als Drehzahlgebon die G1 eichstroaschine selbst verwendet wird. Verfahren nach Anspruch L 9 äudurch gekennzeichnet.daß der Feldstrom ur ,d. der Ankers trom unabhüngi g voneinander gere-
    gelt werden, und zwar derart 9 daß durch das Tasten im Ankerstrom- kreis der Ankerstrom konstant gehalten und durch das Tasten im Feldstromkreis die Spaaznung am Motor auf etwa 950 der Batterie- spannung gehalten wird. 8) Verfahren. nach Anspruch 1 e dadurch gekennzeichnetsdaß beim Anfahren der Ankerstrom zunächst bei vollem Feld zwischen dsn. Grenzen. imax und imin gehalten wird. und, sobald der Anker=- strom abfallen will, obwohl die löschbare Triode (1) im Anker- Stromkreis gezündet ist 5; die Regelung ;des Feldstroms einsetzte 9) Verfahren nach jUisprr.ch 19 dadurch gekennzeichnet, daß beim Bremsen der Bremiztrom durch Tasten im Feld zwischen den Grenzen (@.` undl.)gehalten wird und wenn .der Ankerstrom ab- sinkt, obwohl der volle fli.®ßts das Tasten im -Anker- 10) Verfahren nach Azepruch 1, dadurch gekennzeichnet@daß beire Anfahren das Feld so geregelt wird,daß der Ankerstrom den Sollwert für den Feldst cotabgibt. - 11) Verfah;eGn nach l@.rn:@p:@Tca 1 tmd. 10" dadurch gekennzeichnetE daß der Sollwe s t für den Taste t z;.a auf einen Bruchteil das Ankerstroms gestellt Wird. 12) Verfahren nacKi. d@..@.5;,6@:uch i fl L0 sjad 11 a dadurch Sekenn- zeiehnetqdal3 eine in. Stitfon oder stetig verstellt wird.
DE1413982A 1962-04-02 1962-04-02 Anordnung zum Nutzbremsen eines impulsgesteuerten GleichstromnebenschluBmotors Expired DE1413982C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL0041621 1962-04-02

Publications (3)

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DE1413982A1 true DE1413982A1 (de) 1968-10-10
DE1413982B2 DE1413982B2 (de) 1973-02-01
DE1413982C3 DE1413982C3 (de) 1975-04-17

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1413982A Expired DE1413982C3 (de) 1962-04-02 1962-04-02 Anordnung zum Nutzbremsen eines impulsgesteuerten GleichstromnebenschluBmotors

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DE (1) DE1413982C3 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2125070A5 (de) * 1971-01-26 1972-09-22 Lucas Industries Ltd
DE2316237A1 (de) * 1972-04-03 1973-10-18 Gen Electric Regelschaltung fuer reihen-nebenschlussmotor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2125070A5 (de) * 1971-01-26 1972-09-22 Lucas Industries Ltd
DE2316237A1 (de) * 1972-04-03 1973-10-18 Gen Electric Regelschaltung fuer reihen-nebenschlussmotor

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DE1413982B2 (de) 1973-02-01
DE1413982C3 (de) 1975-04-17

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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E771 Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences
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