DE1563471C3 - Schaltungsanordnung zur Speisung der Ankerwicklung einer Gleichstrommaschine - Google Patents

Description

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zahlbeeinfkissung verwendet werden, indem die Pau- Durch zyklische Zündung und Löschung der Ven-

sen zwischen Löschung und Zündung des Hauptven- tile 13 bis 24 des Stromrichters 12 ergibt sich ein

tils verlängert oder verkürzt werden und damit eine Drehfeld in der Ankerwicklung 5. Ein Drehfeld im

Senkung oder Hebung der mittleren Spannung an der Uhrzeigersinn und damit Rechtslauf der Maschine 2

Ankerwicklung und damit der Drehzahl erreicht 5 ergibt sich beispielsweise mit einer Zündfolge der

wird. Die höchstmögliche Drehzahl der Maschine Ventile 13-20, 15-20, 15-22, 17-22, 17-24 19-24,

bei vorgegebenem Zündwinkel ergibt sich, wenn das 19-14 usw. Linkslauf ergibt sich mit der Reihenfolge

gezündete Hauptventil nicht gelöscht wird. 13-20, 13-18, 23-18, 23-16, 21-16, 21-14 usw. Dabei

Zur Bremsung muß die Richtung des Ankerstro- werden diese stromführenden Ventile des Stromrichmes umkehren. Die Maschine wird dann zum Gene- io ters 12 stets durch Löschen des Hauptventils 30 gerator. Ist die Spannung der Maschine dabei höher löscht. Durch Zünden des Ladeventils 33 sei der als die Spannung des Gleichstromkreises, so kann die Kommutierungskondensator 35 über die Ladedrossel Bremsenergie in das Speisenetz zurückgeliefert wer- 34 bereits auf etwa den doppelten Betrag der Gleichden; ist sie niedriger, so muß sie zur Widerstands- spannung der Gleichspannungsquelle 42 aufgeladen, bremsung in Bremswiderstände geleitet werden. Ist 15 Wird nun das Löschventil 36 gezündet, so erhält die der Gleichstromkreis ein Gleichstromnetz konstanter Anode des Hauptventils 30 sprunghaft das Potential Spannung, so könnte eine Nutzbremsung nur bei er- der rechten Belegung des Kommutierungskondensahöhter Drehzahl, beispielsweise Talfahrt eines ange- tors 35. Durch dieses negative Potential an der triebenen Fahrzeuges, stattfinden, was aber unzuläs- Anode erhält das Hauptventil 30 eine Spannung in sig ist. Ist der Stromrichter über einen Gleichstrom- 20 Sperrichtung. Es verliert seine Leitfähigkeit und erzwischenkreis mit einem Wechselstromnetz verbun- lischt, während der Strom in der Glättungsdrossel 38 den, so ist eine Nutzbremsung fast immer möglich, über das gleichzeitig mit dem Löschventil 36 gezünweil die Bremsenergie über den nun als Wechselrich- dete Hilfsventil 37 kurzgeschlossen wird. Da die ter arbeitenden netzseitigen Stromrichter und einen Löschspannung vom Kommutierungskondensator 35 Stelltransformator geleitet werden kann. Auch in die- 25 des Ladesatzes hergeleitet wird, ergibt sich stets sem Falle kann durch ein gesteuertes Bremsventil ein ein Stromkreis Kondensator-Löschventil-Ventil des Teil des Stromes oder der ganze Teil in Bremswider- Stromrichters-Ankerwicklung-Ventil des Stromstände geleitet werden. richters-Kondensator, in dem der Löschstrom fließt.

Ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanord- In entsprechender Weise kann das Hauptventil 30

nung nach der Erfindung ist in der Zeichnung sehe- 30 auch durch Zuführung eines ausreichenden positiven

matisch veranschaulicht. Potentials zu seiner Anode zum Erlöschen gebracht

F i g. 1 zeigt die Schaltung einer Stromrich- werden.

ter-Maschine, die an ein Gleichstromnetz angeschlos- Fig.2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Schaltungs-

sen ist; in anordnung beim Anschluß über einen Gleichstrom-

F i g. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Nutz- 35 zwischenkreis über einen Gleichrichter 46 mit gesteu-

bremsung dargestellt. erten Ventilen 47 und 48 und einen Wechselrichter

Nach F i g. 1 ist eine Maschine 2 über einen 50 mit gesteuerten Ventilen 51 und 52 sowie einen Stromrichter 12 sowie eine Einrichtung 32 zur Stelltransformator 54 an ein nicht näher bezeichnetes Zwangskommutierung an eine einpolig geerdete einphasiges Wechselstromnetz. Ferner kann noch ein Gleichspannungsquelle 42 mit vorzugsweise konstan- 40 Glättungskondensator 41, eine Glättungsdrossel 44 ter Spannung angeschlossen. Zwischen die beiden und ein Schalter 45 vorgesehen sein. Eine Glättungs-Zuleitungen zum Stromrichter 12, die über einen drossel 38 mit parallelgeschaltetem Hilfsventil 37 Schalter 40 mit dem Gleichspannungsnetz verbunden und ein steuerbares Hauptventil 30 sind in die linke werden können, ist ein aus Ladeventil 33, Ladedros- positive Zuleitung zum Stromrichter 12 eingebaut, sei 34 und Kommutierungskondensator 35 bestehen- 45 Der aus Ladeventil 33, Ladedrossel 34 und Kommuder Ladesatz für die Löschung eines gesteuerten tierungskondensator 35 zusammengesetzte Ladesatz Hauptventils 30 in einer der beiden Zuleitungen mit- für die Löschung des Hauptventils 30 mittels des tels eines steuerbaren Löschventils 36 geschaltet. Löschventils 36 ist in umgekehrter Reihenfolge wie Eine Glättungsdrossel 38 kann über ein parallel zu in Fig. 1 zwischen die beiden den Gleichstromzwiihr liegendes steuerbares Hilfsventil 37 überbrückt 50 schenkreis mit dem Stromrichter 12 verbindenden werden, das stets gleichzeitig mit dem Löschventil 36 Leitungen eingebaut. Das Löschventil 36 ist mit seigezündet wird. Es ist hierbei gleichgültig, in welcher ner Kathode gegen die Kathode des Hauptventils 30 Zuleitung zum Stromrichter 12 das Hauptventil 30 geschaltet. Ein steuerbares Bremsventil 28 und ein und die Glättungsdrossel 38 mit dem parallelgeschal- Bremswiderstand 27 liegen zwischen beiden Gleichteten Hilfsventil 37 angeordnet sind und ob das 55 Stromanschlüssen des Stromrichters 12 in Reihen-Hauptventil 30 an seiner Anode nach F i g. 1 oder schaltung. Der Stromrichter 12 ist mit der Anker-Kathode nach Fig.2 gelöscht wird. Zwischen die wicklung5 in derselben Weise verbunden wie in Zuleitungen zum Stromrichter 12 ist außerdem ein Fig. 1.

für die Widerstandsbremsung benötigter Brems- Die gleichen Anordnungen, wie in F i g. 1 und 2 widerstand 27 in Reihe mit einem Bremsventil 28 ge- 60 dargestellt, gelten auch für ein feststehendes Magnetschaltet. Der Stromrichter 12 ist beispielsweise als gestell an Stelle des umlaufenden Polrades und eine sechsphasige Brückenschaltung ausgeführt und mit mit dem Stromrichter zusammen umlaufende Ankersechs Anzapfungen 6 bis 11 einer geschlossenen An- wicklung, wobei die beiden Stromrichtersammelkerwicklung 5 über je ein stromzuführendes und ein schienen durch Schleifringe ersetzt sein müssen, stromableitendes gesteuertes Ventil 13 bis 24 ver- 65 Die Steuerung der wenigen Ventile kann mit bebunden. Am Polrad 3 kann auch der mitumlaufende kannten Mitteln auf verschiedene Weise durchge-Teil der Steuerung 4 angebracht sein. führt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Stromrichter mit gesteuerten Ventilen in Antiparal- Patentansprüche: lelschaltung zur Stromzu- und Stromableitung für je den Stromwenderanschluß der Ankerwicklung an ein

1. Schaltungsanordnung zur Speisung der An- Gleichstromnetz oder über einen Gleichstromzwikerwicklung einer ^Gleichstrommaschine, deren 5 schenkreis an ein ein- oder mehrphasiges Wechsel-Wicklungsanschlüsse über einen Stromrichter mit stromnetz angeschlossen sind.

gesteuerten Ventilen in Antiparallelschaltung zur Die Ankerwicklung kann nahezu beliebig ausge-

Stromzu- und Stromableitung für jeden Strom- führt sein. Die gesteuerten Ventile des vorzugsweise wenderanschluß der Ankerwicklung an ein in Brückenschaltung ausgeführten Stromrichters kön-Gleichstromnetz oder über einen Gleichstromzwi- io nen zweckmäßig von der Achslage der Erregung ge- schenkreis an ein ein- oder mehrphasiges Wech- steuert werden. Für eine Nutzbremsung der Stromselstromnetz angeschlossen sind, dadurch richtermaschine kann diese über den Gleichstromgekennzeichnet, daß in einem der beiden zwischenkreis und einen Gleich- und Wechselrichter Leiter, die den Gleichstromkreis über eine Glät- sowie einen Stelltransformator an das ein- oder tungsdrossel (38) mit dem Stromrichter (12) ver- 15 mehrphasige Wechselstromnetz angeschlossen sein, binden, ein gesteuertes Hauptventil (30) einge- Durch Zünden der Ventile des Stromrichters in zybaut ist, das im Takte mit der Zündungsfrequenz klischer Reihenfolge kann in der Ankerwicklung der der gesteuerten Ventile (13 bis 24) des Strom- Maschine ein Drehfeld erzeugt werden,
richters (12) gezündet und mittels einer Kommu- Die Ablösung der gesteuerten Ventile des Strom-

tierungseinrichtung (32) mit derselben Frequenz 20 richters geht bei nicht zu kleinen Drehzahlen und gelöscht wird, wobei gleichzeitig ein zur Glät- richtiger Wahl des Zündwinkels selbsttätig vor sich, tungsdrossel (38) paralleliegendes steuerbares Dieser Vorgang ist durch umfangreiche Versuche be-Hilfsventil (37) im Löschaugenblick gezündet stätigt worden. Bei zu kleinen Drehzahlen, wie beiwird, spielsweise im Anlauf und bei Frequenzen unter

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 für 25 5 Hz, überwiegt der konstante Wirkwiderstand den Anfahrt und Bremsung bei niedriger Frequenz, Blindwiderstand des kommutierenden Teiles der Andadurch gekennzeichnet, daß das gezündete kerwicklung, so daß eine selbsttätige Löschung der Hauptventil (30) stets zur jeweiligen Ablösung Ventile des Stromrichters in diesem Bereich nicht der gesteuerten Ventile (13 bis 24) gelöscht wird. ohne weiteres möglich ist. Es sind daher Einrichtun-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 für 3° gen zur Zwangskommutierung erforderlich.
Drehzahlstellung bei höheren Frequenzen, da- Die bekannten Einrichtungen zur Zwangskommudurch gekennzeichnet, daß mittels der Stellung tierung erfordern einen verhältnismäßig großen Aufdes Zündzeitpunktes am Löschventil (36) vor wand, da üblicherweise jedem steuerbaren Ventil des dem Hauptventil (30) und an dem zur Glättungs- Stromrichters eine eigene Löscheinrichtung zugeorddrossel (38) parallelen Hilfsventil (37) die Lösch- 35 net wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, pausen zwischen den Löschungen und Zündun- bei der eingangs genannten Schaltungsanordnung die

. gen des Hauptventils (30) gestellt und damit auch Ablösung der gesteuerten Ventile des Stromrichters

Ankerspannung und Drehzahl gestellt werden. mit nur geringem Aufwand sicherzustellen.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- oder 3 für höchste Drehzahl, dadurch gekenn- 40 löst, daß in einem der beiden Leiter, die den Gleichzeichnet, daß das gezündete Hauptventil (30), so- Stromkreis über eine Glättungsdrossel mit dem lange die Drehzahl beibehalten werden soll, nicht Stromrichter verbinden, ein gesteuertes Hauptventil gelöscht wird. eingebaut ist, das im Takte mit der Zündungsfre-

5. Schaltungsanordnung nach einem der An- quenz der gesteuerten Ventile des Stromrichters gesprüche 1 bis 4 für elektrische Bremsung, da- 45 zündet und mittels seiner Kommutierungseinrichtung durch gekennzeichnet, daß die beiden gleich- mit derselben Frequenz gelöscht wird, wobei gleichstromseitigen Anschlüsse des Stromrichters (12) zeitig ein zur Glättungsdrossel parallel liegendes durch Reihenschaltung eines steuerbaren Brems- steuerbares Hilfsventil im Löschaugenblick gezündet ventils (28) und eines Bremswiderstandes (27) wird.

verbunden sind und dieses Bremsventil (28) bei 50 Das Verlöschen der Ventile des Stromrichters wird

gelöschtem Hauptventil (30) gezündet wird. somit durch kurzzeitige Unterbrechung des Anker-

6. Schaltungsanordnung nach einem der An- stromes erzwungen. Die zeitliche Zuordnung von Sprüche 1 bis 5 bei Anschluß an ein Wechsel- Zündung und Löschung kann beliebig eingestellt stromnetz für elektrische Nutzbremsung, dadurch werden. In eine der beiden Zuleitungen ist stets eine gekennzeichnet, daß bei gezündetem Hauptventil 55 Glättungsdrossel geschaltet, deren Induktivität die (30) der Gleichstromkreis über einen Wechsel- Löschung des Hauptventils verhindern würde. Diese richter (50) und einen Stelltransformator (54) mit Glättungsdrossel wird daher mittels des parallelgedem Wechselstromnetz verbunden wird oder bei schalteten Hilfsventils überbrückt, das bei jeder Lö-Drehzahlabfall und gelöschtem Hauptventil (30) schung des Hauptventils gezündet wird und nach der durch ein gesteuertes Bremsventil (28) an den 60 folgenden Zündung desselben von selbst erlischt.
Bremswiderstand (27) geleitet werden kann. Mit dem Erfindungsgegenstand ist es demnach

möglich, die im Anlaufbereich bis etwa 5 Hz im Hinblick auf die Ventilablösung auftretenden Schwierigkeiten mit sehr geringem Aufwand zu überwinden, 65 indem das Hauptventil spätestens in jedem Zeitpunkt

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung der Ablösung eines ablaufenden Ventils des Stromzur Speisung der Ankerwicklung einer Gleichstrom- richters gelöscht wird. Bei Überschreitung der maschine, deren Wicklungsanschlüsse über einen 5 Hz-Grenze kann dieselbe Einrichtung zur Dreh-