DE1563981A1 - Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einschliesslich des Feldschwaechbereiches eines Gleichstrom-Elektromotors - Google Patents

Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einschliesslich des Feldschwaechbereiches eines Gleichstrom-Elektromotors

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DE1563981A1 DE19671563981 DE1563981A DE1563981A1 DE 1563981 A1 DE1563981 A1 DE 1563981A1 DE 19671563981 DE19671563981 DE 19671563981 DE 1563981 A DE1563981 A DE 1563981A DE 1563981 A1 DE1563981 A1 DE 1563981A1
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Description

Bä/achu
.Aktiengesellschaft Brown, Boverl & Cie., Baden (Schweiz)
Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einschliesslich
des Feldschwäohbereiches eines Qleichatroe-glektroaotors
Zur Möglichst wirtschaftlichen Ausnutzung von Kollektorhauptsohlussmotoren im Traktionsbetrieb wird In oberen
Drehzahlbereich alt Feldsohwlchung gefahren« Die bisher angewendete Methode der Feldschwächung ist die Verminderung eines Nebenschluss-Widerstandes zur Hauptstroafeldwicklung.
Wünschenswert 1st dabei die Weglassung von gesteuerten Kontakten. Anstelle der Kontakte könnten ÖleIchstromsteller, welche Thyristoren als Schaltorgen aufweisen* verwendet
werden. Mit einer solchen Anordnung parallel zum Erregerfeld könnte der Motor im Feld stufenlos gesteuert werden« gleichzeitig wäre ein zweiter Gleichstromsteller zur stu» fenlosen Regelung des Ankerstroms notwendig.
Oemäss der Erfindung kann die Einrichtung einfacher gebaut w-srdsn, unter Verwendung mir ®in$B öltichafcromstallerB9
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■ ' . BAD
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sowohl für den Anfahr- als auch Peldschwechbereich.
Die Irfindujig betrifft «Ine Hinrichtung zur Regelung der Drehzahl elnschliesslich des Feldschwichberelches eines aus einer 01eichetr «»quelle über einen Gleichstromsteller gespeisten Kollektormotors.
Die Erfindung besteht darin« dass zwischen der Oleichstromquelle und des) Rotor der Gleichstromsteller eingeschaltet ist und dass zum Rotor und der Wendepolwicklung die Feldwicklung in Serie alt einer ersten Diode derart parallelgeschaltet 1st« dass die Ströme aus de» Gleichstroe»teller und dieser Serieschaltung den Rotor in gleicher Richtung durchflossen und dass der Feldwicklung eine zweite Diode parallelgeschaltet ist, derart« dass beide Dioden alt gleicher Folaritlt mit der Feldwicklung verbunden sind.
Die Erfindung wird anhand eines Schaltbildes«: Fig- 1« und Spannung»- und Stromdiagraamen niher erllutert. Pig» 2a zeigt Diagramme ohne Feldschwlchung. FIg* 2b zeigt Diagraame mit Peldschwächung.
Mit 1 ist die Oleichstromquelle bezeichnet. In ihrem Stromkreis liegt der Gleichstromsteller 2, Dieser weist als Schaltorgan des Speisestromes einen oder mehrere impulsgesteuerte Thyristoren auf. Parallel dazu liegt eine Zwangslöscheinrichtung 2a. Im Stromkreis liegt der Rotor 4a und die Wendepolwicklung 4b des Motors 4. Parallel zum Rotor 4a und der Wendepolwicklung 4b liegt die Feldwicklung 6 in Serie geschei-
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BAD ORIGINAL
tet ait einer ersten Diode 5. Die Zusammenschaltung ist sq, dass die Ströme aus dem GleichströmeteHer und die aus der Serieschaltung von Feld, und Diode in gleicher Richtung den Rotor durchmessen. Wie später erläutert« fHessen diese Ströme nie gleichzeitig, sondern zeitlich abwechselnd. Pa- ' rallel zur Erregerwicklung 6 liegt eine zweite Diode 7· Beide Dioden (5 und 7) sind mit gleicher Polarität mit der Feldwicklung verbunden. Wie später näher erläutert, werden sie zeitlich ebenfalls abwechselnd von Strom durchflossen»
Es ergibt sich, wie später ebenfalls, eingehend erläutert, ein Zusammenspiel In der folgenden Weiset In der Durchlass- ' phase des Gleichstrom»tellers flieset der Speisestrom' durch Rotor und Wendepole; gleichzeitig flieset Strom im Erregerfeld und Diode 7, Diode 5 ist Jedoch gesperrt.
In der Sperrphase des Oleichstromstellers, also bei gesperrtem Speisestrom, komnitiert der Rotorstrom zufolge der Rotorinduktivität, die den Strom durch den Rotor aufrechterhält, auf die Serieschaltung aus Feldwicklung 6 und Diode 5. Während der darauffolgenden Leitphase des Oleichstroms tellers kann dieser Feldstrom zufolge der während der Sperrphase des Gleichstromsteller aufgenommenen magnetischen Energie des Erregerfeldes über die Diode 7 weiterfHessen. Wird die Sperrphase, die Zeit, während der Energie aus dem Rotor In das Erregerfeld fliegst, sehr klein, so kann nicht genügend Energie aufgenommen werden. Die Folge ist ein Zurückgehen des mittleren Erreger-
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atrones.
Ss kann zweckaKssig Beta, nach dem Gleichstromsteller eine zusätzliche Diode 8 einzuschalten. Dadurch wird die EKX de« Motors, der während der Sperrzelten des Gleichstroastellers ein fremderregter Generator ist, vo» Gleichstromsteiler ferngehalten.
• /
Zur genauen Erklirung der Wirkungsweise sei von Betriebszustand ohne FeldschwKchung ausgegangen (Abb. Sa), Der Gleichstromsteller lege Spannungeimpulse Ug an den Motor, derart» dass zwischen den einzelnen !«pulsen ausreichende Lücken freibleiben, wobei die alttlere Motorspannung wesentlich kleiner als die Speisespannung U1 (Batteriespannung) ist. ( '
Der Motorstro« 1, (Abb· 2a) ist zufolge der grossen Rotor-
induktivität sehr stark geglättet und 1st Idealisiert als ÖleIchstree dargestellt. Er setzt sich zusammen aus den Ströeen I1 und I2 und zwar koanutiert der S tro· 1. (durch Wendepolwicklung und Rotor) stets dann auf die Serieschaltung 5-6 (Freilauf zweig), wenn der Gleichstrom· te Her ge« sperrt ist· Zu dieser Zeit 1st der Feldstree Il gleich den Strc* ig Ib Freilaufzweig. Schaltet der Steller wieder zur Speisespannung durch, so hurt der Freilaufetrora ig auf (es ist nun wieder I5-I1)* der Strom im Feld I^ Jedoch wird in de« durch Feldwicklung 6 und Diode 7 gebildeten Feld-Frei* laufkreis (Zeltkonstante gross) praktisch In der gleichen Höbe welterfllessen. Idealisiert dargestellt ist dabei der
Felds tr oa I^ gleich dem Rotorstrom I1-* ....
• " 009817/0865
Nun sei das Gebiet behandelt« wo die Feldschwächung, gewiß- «ermessen automatisch, einsetzt. Werden die stromlosen LtUcken, während der der Gleichstromsteller gesperrt ist (unabhängig, von der gerade angewandten Zwangslöscheinrichtung und Steurungsart) immer kleiner, so erhöht sich die mittlere Motorspannung U2 (Abb. 2b). Die Zelt, während der der Strom i2 fllesst, wird kürzer.'·
ir -J ·
Im Grenzfall erreicht diese mittlere Motorspannung die Speisespannung U1. Dabei wären keine stromlosen Lücken von i« mehr vorhanden, der Strom ig durch den Prellaufkreis wäre überhaupt gleich null.
Ab einer bestimmten Impulsbreite des Stromes I2 (ca, JO /is) sind die kurzen Stromimpulse I2 nicht mehr in der Lage, den ihrer Höhe entsprechenden Feldstrom aufrecht zu halten. Der
Peldstrom I^ nimmt ab, die Feldschwächung hat eingesetzt, im Grenzfall wäre sogar Feldstrom 1^-0 bei sehr hohem Rotorstrom I1- mögliche
Um den für den Motor maximal zulässigen Peldschwächgrad nicht zu überschreiten, kann mittels eines Zeitvercögerungsgliedes im Gleichdromsteller eine gewisse konstante Mindeetbrelte der Sperrphase des Stellers eingehalten werden.
Darüber hinaus ist es möglich, das Zeitverzögerungsglied so zu beeinflussen, dass die Mindestbreite der Sperrphase von der Motordrehzahl oder auch vom PeIdstro« abhängt. Mit einer solchen Lückbreitenregelung ißt es Möglich, die Charakteristik des betreffenden Motors zu beeinflussen«
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Claims (4)

  1. Qveiiv&nsprucnti
    IBW9KSK 3SSB3BEBHB ^B IBSB3K*B 3BJB131 SC Sl flBSK SH3MBXK Wt 3B3B SB
    Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einschiiesslich des
    Feldschwächbereiches eines aus einer Gleichstromquelle über einen Gleichstromsteller gespeisten Kollektormotors, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gleichstromquelle (l) und dem Rotor (4a) ein Gleichstromsteller (2) eingeschaltet ist und dass zum Rotor (4a) und der Wendepolwicklung (4b) die Feldwicklung (6) in Serie mit einer ersten Diode (5) derart parallelgeschaltet ist, dass die Ströme aus dem Gleichstromsteller und dieser Serieschaltung (5*6) den Rotor in gleicher Richtung durchmessen und dass der Feldwicklung (6) eine zweite Diode (7) parallelgeschaltet ist, derart, dass beide Dioden nit gleicher Polarität mit der Feldwicklung verbunden sind«
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gleichstromsteller (2) unmittelbar eine weitere Diode (8) folgt.
  3. 3· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gleichstromsteller (2) mittels eines ZeitVerzögerungsgliedes eine konstante Mindestbrelte der Sperrphase erreicht ii.rd. "
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gleichstromsteller (2) mittels eines von der Drehzahl oder vom Feldstroa beeinflussten Zeitverzögerungsgliedes die Mindestbrelte der Sperrphase dss GIeIchstromstellers von der Drehzahl oder dem Feldstrom des Hotors geregelt wird.
    Aktiengesellschaft BROWN, BOVERI & CIE.
    009817/0885 BAD original
DE19671563981 1966-12-07 1967-01-09 Einrichtung zur regelung oder steuerung der drehzahl eines auch mit feldschwaechung betriebenen gleichstrommotors Withdrawn DE1563981B2 (de)

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GB1426923A (en) * 1973-05-30 1976-03-03 Lansing Bagnall Ltd Reversible regenerative motor circuits
CH629627A5 (de) * 1978-07-05 1982-04-30 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zur verminderung durch rasche magnetische flussaenderungen erzeugten spannungsspitzen in einem gleichstrommotor.
GB2269496B (en) * 1992-08-05 1996-03-06 Yang Tai Her Electrical motor control circuit

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BE707597A (de) 1968-04-16
NL146343B (nl) 1975-06-16
CH456743A (de) 1968-07-31
NL6716555A (de) 1968-06-10
FR1554821A (de) 1969-01-24
AT275676B (de) 1969-11-10
NO121907B (de) 1971-04-26
DE1563981B2 (de) 1972-02-10

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