DE1940560B2 - Vorrichtung zur drehzahlsteuerung eines gleichstrommotors mit mehreren schaltschuetzen - Google Patents
Vorrichtung zur drehzahlsteuerung eines gleichstrommotors mit mehreren schaltschuetzenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors, mit einer
Impedanzeinheit zur Einstellung des Ankerstroms des Motors, mit mehreren Schaltschützen, die nacheinander
schließbar sind, um jede gewünschte Teilimpedanz der Impedanzeinheit kurzzuschließen, mit
einer Feldstelleinrichtung zur Einstellung des Feldzustands des Motors, mit einer Fortschalteinrichtung
zum aufeinanderfolgenden Schließen der Schaltschütze in Abhängigkeit vom Vergleich des Istwerts des Ankerstroms
mit einem vorbestimmten Wert des Ankerstromes und mit einer weiteren Einrichtung, mittels
der, durch Regelung des Feldstroms über die Feldstelleinrichtung, das vom Motor erzeugte Drehmoment
bei beliebigem Ankerstrom auf einem konstanten Sollwert gehalten werden kann.
Bekanntlich wird in Gleichstrom-Elektrofahrzeugen mit mehreren Antriebsmotoren die Drehzahlregelung
der Motoren durch Änderung des Widerstandswerts von Widerständen vorgenommen, die in Serie mit den
Motoren geschaltet sind, um die an den Motoren angelegte Spannung zu steuern. Zur Änderung des
Widerstandswerts der Widerstände werden gewöhnlich mehrere Schaltschütze verwendet, die die Widerstände
teilweise kurzschließen. Wenn diese Schaltschütze nacheinander unter bestimmten Bedingungen geschlossen
werden, nimmt der Widerstandswert der Widerstände allmählich ab, so daß die an den Motoren
angelegte Spannung ansteigt.
Die an den Motoren angelegte Spannung ändert sich also nicht kontinuierlich, sondern stufenweise.
Eine derartige Spannungsänderung führt zu einer stellen Änderung des Ankerstroms. Wenn einer der
Schaltschütze bei einem bestimmten Wert der Motordrehzahl geschlossen wird, nimmt der Widerstandswert
der in Serie mit den Motoren geschalteten Widerstände ab, so daß der Ankerstrom ebenso wie die an
den Motoren angelegte Spannung steil ansteigt und die Motoren weiter beschleunigt werden. Gleichzeitig
wird auch die Gegen-EMK der Motoren erhöht, was den eben erhöhten Ankerstrom wieder verringert.
Wenn der Ankerstrom auf einen vorbestimmten Wert gefallen ist, wird ein nachfolgendes Schaltschütz geschlossen,
wodurch der Ankerstrom wieder zur Drehzahlerhöhung der Motoren erhöht wird.
Wenn der vorbestimmte Wert des Ankerstroms konstant gehalten wird, erzeugen die Motoren im
3 4
Mittel ein im wesentlichen konstantes Drehmoment, Änderung des elektrischen Stroms vermieden wird,
das die Zugkraft des Fahrzeugs liefert, obwohl sich Erforderlichenfalls kann die Änderung des elek-
der Momentan-wert des Ankerstroms ändert. trischen Stroms auf einen sehr kleinen Betrag be-
Eine derartige Änderung der Zugkraft beim Schlie- schränkt werden. Diese bekannten Maßnahmen führen
ßen jedes Schaltschützes ist jedoch im Hinblick auf 5 jedoch zu einer starken Änderung des vom Motor
den Kraftschluß der Fahrzeugräder unerwünscht, da abgegebenen Drehmoments, was besonders nachteilig
die Zugkraft des Fahrzeugs die KraftsoLlußgrenze ist, wenn der Motor zum Antrieb von Fahrzeugen
überschreiten kann, die durch das Achsgewicht und benutzt wird, wie oben erläutert wurde,
den Reibungskoeffizienten zwischen den Rädern und Eine Vorrichtung der eingangs genaiiüien Art ist Schienen bestimmt ist, wenn der Ankerstrom steil an- io im wesentlichen bekannt durch die deutsche Patentsteigt. Eine derartige zu große Zugkraft kann zu schrift 619 701; allerdings werden bei dieser durch die einem Schlupf der Fahrzeugräder führen. Fortschalteinrichtung die Schaltschützeinheiten nicht
den Reibungskoeffizienten zwischen den Rädern und Eine Vorrichtung der eingangs genaiiüien Art ist Schienen bestimmt ist, wenn der Ankerstrom steil an- io im wesentlichen bekannt durch die deutsche Patentsteigt. Eine derartige zu große Zugkraft kann zu schrift 619 701; allerdings werden bei dieser durch die einem Schlupf der Fahrzeugräder führen. Fortschalteinrichtung die Schaltschützeinheiten nicht
Die schnelle Änderung der Zugkraft ist auch m in Abhängigkeit vom Vergleich des Istwertes des
Hinblick auf die Fahreigenschaften unerwünscht, da Ankerstroms mit einem vorbestimmten Wert des
sie eine ruckartige Bewegung des Fahrzeugs verur- 15 Ankerstroms aufeinanderfolgend geschlossen. Es ist
sacht, die von den Reisenden als unangenehm emp- zwar in dieser Patentschrift erwähnt, daß im Überfunden
wird. schaltmoment die sonst auftretende Drehmoment-
Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, die spitze durch entsprechende Feldschwächung abge-
Anderung des Ankerstroms möglichst klein zu halten. fangen und unterdrückt werden soll, doch wird tat-
Für diesen Zweck ist es bereits bekannt, die Anzahl 20 sächlich die Unterdrückung einer plötzlichen Strom-
der Schaltschütze zu erhöhen, die zum aufeinander- änderung infolge der HaupUteuerschritte in ähnlicher
folgenden und teilweisen Kurzschließen der in Serie Weise wie bei der vorher genannten bekannten Steue-
mit den Motoren geschalteten Widerstände dienen, rung (vgl. deutsche Patentschrift 644 842) vorge-
um die Änderung des Widerstandswertes der Wider- nommen. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß
stände zu verringern, wenn die Schaltschütze ge- 25 bei dieser bekannten Vorrichtung nur die Steuerung
schlossen werden. des Drehmoments auf einen konstanten Wert erfolgt
Ähnliche Überlegungen gelten für die Widerstands- ist, innerhalb der nur der Feldstrom einer echten
bremsung. Regelung unterliegt.
Während der Widerstandsbremsung wird die von Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorden
als Generatoren arbeitenden Motoren erzeugte 30 richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
elektrische Leistung durch die Widerstände verbraucht. mit einer kleinen Anzahl von Schaltschützen aus-Auch
in diesem Fall werden die obenerwähnten kommt und trotzdem die Drehmomentänderung des
Widerstände nacheinander durch die Schaltschütze Gleichstrommotors klein hält. Insbesondere bei Verkurzgeschlossen,
um den Brems- oder Ankerstrom zu Wendung des Gleichstrommotors in einem Fahrzeug
steuern. Die Änderung des Ankerstroms durch 35 sollen steile Änderungen der Zug- oder Bremskraft
Schließen der Schaltschütze bewiiki eine Änderung vermieden werden.
des durch die Motoren erzeugten Drehmoments. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
Dadurch wird auch die Bremskraft geändert. daß die weitere Einrichtung ein Konstantdrehmoment-
Um die Änderung der Bremskraft zu verringern, ist Regler ist, der abgibt einerseits ein erstes Stellsignal
es bereits bekannt, die Anzahl der Schaltschütze zu 40 in die Feldstelleinrichtung und andererseits ein Beerhöhen
und dadurch die Änderung des Widerstands- fehlssignal zum Schließen eines oder mehrerer der
wertes der Widerstände zu verringern, wenn die Schaltschützen in die Fortschalteinrichtung, wenn der
Schaltschütze geschlossen werden. Um einen be- Istwert des Ankerstromes einen ersten vorbestimmten
friedigenden Kraftschluß und gute Fahreigenschaften Wert erreicht, und ein zweites Stellsignal in die FeIdmit
den bekannten Einrichtungen zu erzielen, müssen 45 stelleinrichtung, wenn der Istwert des Ankerstromes
sehr viele Schaltschütze vorgesehen sein, was sehr einen zweiten vorbestimmten Wert erreicht, der größer
aufwendig ist und zu einer umfangreicheren Wartung als der erste vorbestimmte Wert ist.
oder Überprüfung des Reglers führt. Erfindungsgemäß erfolgt also das Halten des Dreh-
oder Überprüfung des Reglers führt. Erfindungsgemäß erfolgt also das Halten des Dreh-
Durch die deutsche Patentschrift 644 842 ist eine moments auf dem konstanten Sollwert durch Regelung
Anordnung für im Hauptstromkreis geregelte elek- 50 desselben. Dadurch kann das tatsächliche Dreh-
trische Antriebe mit zum Hanpt«<h!ußfe!d im Neben- moment bedeutend genauer als bei bloßer Steuerung
Schluß geschalteten veränderbaren Feldschwächungs- eingehalten werden.
widerständen bekannt, deren Einstellung durch eine Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
von der Hauptschaltwalze mechanisch unmittelbar den Unteransprüchen erläutert,
ohne Zwischenglieder angetriebene Hilfswalze erfolgt, 55 Die Erfindung wird an Hand eines Anwendungsdie beim Übeischalten der Hauptschaltwalze von beispiels in den Zeichnungen und in der nachfolgenden einer Stufe zur anderen eine vollständige Umdrehung Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
ausführt und hierbei eine zur Verhinderung von F i g. 1 das Blockschaltbild des Hauptstromkreises Stromstößen dienende stufenweise Feldschwächung eines Elektrofahrzeugs zusammen mit einem Anbewirkt. Diese bekannte Steuerung soll Stromstöße 60 Wendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Schalten des Anfahr- und Bremswiderstands zur Drehzahlregelung,
ohne Zwischenglieder angetriebene Hilfswalze erfolgt, 55 Die Erfindung wird an Hand eines Anwendungsdie beim Übeischalten der Hauptschaltwalze von beispiels in den Zeichnungen und in der nachfolgenden einer Stufe zur anderen eine vollständige Umdrehung Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
ausführt und hierbei eine zur Verhinderung von F i g. 1 das Blockschaltbild des Hauptstromkreises Stromstößen dienende stufenweise Feldschwächung eines Elektrofahrzeugs zusammen mit einem Anbewirkt. Diese bekannte Steuerung soll Stromstöße 60 Wendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Schalten des Anfahr- und Bremswiderstands zur Drehzahlregelung,
verhindern. Wenn die Widerstände durch einen F i g. 2 eine Übersicht über die Reihenfolge der
Schritt kurzgeschlossen werden, steigt die Belastung Betätigung der Schaltschütze im Hauptstromkreis von
des Antriebsmotors sofort an, und für den elektrischen F i g. 1,
Strom besteht ebenfalls die Gefahr eines schnellen 65 Fig. 3a und 3b Charakteristiken der Vorrichtung
Anstiegs. Zu diesem Zeitpunkt wird aber, wenn das von F i g. 1,
Feld des Motors geschwächt wird, die vom Motor F i g. 4 Betriebskurven, wenn in F i g. 1 der Haupterzeugte
Spannung verringert, so daß eine plötzliche Stromkreis durch die Vorrichtung geregelt ist,
F i g. 5 Kurven zur Erläuterung der Regelbedingungen und
F i g. 6 Kurven zur Erläuterung der prinzipiellen Arbeitsweise, wenn die Erfindung beim Widerstandsbremsen angewendet wird.
Es soll an Hand von F i g. 1 zunächst der Motorstromkreis eines Elektrofahrzeuges beschrieben werden,
bei dem die Vorrichtung gemäß der Erfindung benutzt wird.
Ein Fahrdraht 11 wird durch eine Gleichstromquelle gespeist und hat Kontakt mit einem Stromabnehmerbügel
13 zur Stromversorgung eines Elektrofahrzeugs. Die Motoren M1 und M2 bilden einen Verbundmotor,
der Anker 15 und 21, Serienfeldwicklungen 17 und 23 und Nebenschlußfeldwicklungen 19 und 25 hat. Die
Motoren M1 und M2 arbeiten als Mitverbundmotor
während des Antriebs und als Gegenverbundmotor während des Bremsens. Widerstände R1 und R2 sind
an die zugehörigen Ankerstromkreise angeschlossen. Die Widerstände A1 und R2 werden jeweils an kleinen
Teilwiderständen A11 bis Rn und R21 bis A26 durch
Gruppen von Schaltschützen C11 bis C15 bzw. C21 bis
C25 kurzgeschlossen.
Die Anker 15 und 21, die Feldwicklungen 17 und 23 und die Widerstände A1 und R2 sind alle in Serie nach
Schließen eines Schaltschützes 27 geschaltet. Die Serienschaltung des Ankers 15, der Feldwicklung 17
und des Widerstands R1 und die Serienschaltung des
Ankers 21, der Feldwicklung 23 und des Widerstandes R2 werden durch Schließen von Schaltschützen
29 und 31 und Öffnen des Schaltschützes 27 parallel geschaltet.
Die so durch die Schaltschütze 27, 29 und 31 in eine Serien-Parallel-Schaltung umgeschalteten Ankerstromkreise
werden bei Schließen eines Schaltschützes 33 über den Stromabnehmerbügel 13 zwischen die
Gleichstromquelle und die Erde G geschaltet.
Die Nebenschlußfeldwicklungen 19 und 25 sind zusammen in Serie geschaltet, und mit diesen ist ein
Zerhacker 35 ebenfalls in Serie geschaltet.
Diese Serienschaltungen werden zwischen die Gleichstromquelle und die Erde G über den Stromabnehmerbügel
13 durch Schließen eines Schaltschützes 37 geschaltet.
Eine Freilauf diode 39 ist parallel zurSenenschaltung der Nebenschlußwicklungen 19 und 25 geschaltet.
Es ist bereits bekannt, daß, wenn das Schaltschütz 37 geschlossen wird, um den An-Aus-Betrieb des Zerhackers
35 auszulösen, der Nebenschlußfeldwicklungsstrom, der zu den Feldwicklungen 19 und 25
fließt, gesteuert werden kann.
Der Zerhacker 35 ist ein Schaltkreis, bei dem durch Ändern des Verhältnisses der An-Zeit T0n zu einer
Periode Γ des An-Aus-Betriebs des Zerhackers der Mittelwert des in die Feldwicklungen 19 und 25
fließenden Stroms geregelt werden kann. Dieses eben genannte Verhältnis soll im folgenden das An-Zeit-Verhältnisy
genannt werden.
Für γ wird ein Regelbereich eingestellt Der maximale Wert γηαχ stellt den Vollfeldzustand der Motoren
und der minimale Wert ymin den Schwächstfeldzustand
dar. Es ist daher möglich, einen Vollfeldbetrieb bei Ymax zu erreichen, und die Feldschwächungsregelung
in an sich bekannter Weise vorzunehmen, indem ymax zu ymtn variiert wird.
Wenn die Motoren in Serie geschaltet sind, sind die Feldregler parallel zu den Serienfeldwicklungen
geschaltet, so daß der in die Serienfeldwicklungen fließende Strom aufgeteilt wird, und die Feldschwächungsregelung
kann durch Regelung des Teilungsverhältnisses des Stroms vorgenommen werden.
Im Ankerstromkreis und Feldstromkreis sind ein /^-Fühler 41 bzw. ein //-Fühler 43 zum Erfassen des
Ankerstroms I0, bzw. Nebenschlußfeldstroms // vorhanden.
Die Fühler sind jeweils Gleichstromwandler. Wenn die Motoren M1 und M2 parallel geschaltet
werden, erfaßt der /α-Fühler 41 den Ankerstrom nur ίο des Motors AZ1, was jedoch aus noch zu erläuternden
Gründen kein Nachteil ist.
An Hand der unteren Hälfte von F i g. 1 wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Drehzahlregelung beschrieben. Die Vorrichtung hat eine Gleichstromquelle 51 und einen
Schalter 53. Ein Meisterschalter 55 hat ein Kontaktsegment und Kontakte 59, 61, 63, 65 und 67. Der
Meisterschalter 55 wird durch einen Bediener betätigt, um einen Hauptschalter zu steuern, der weiter
unten beschrieben werden wird. OFF und 1 bis 4 bezeichnen Schaltstellungen des Meisterschalters 55.
Ferner ist ein Walzenschalter 69 vorhanden, der mehrere Kontakte und eine Schaltwalze mit in die
Walze eingelegten Kontaktsegmenten enthält. F i g. 1 as (links in der unteren Hälfte) zeigt eine Abwicklung
des Nockenschalters. Ein Nockenwellenantrieb 89 steuert einerseits die Stellung dieser Schaltwalze und
andererseits die Stellung eines Nockenschalters 90. Die Drehung dieser Nockenwelle steuert das Schließen
und öffnen der Schaltschütze C11 bis C16 und C21
bis C25 (abgebildet in der oberen Hälfte von Fig. 1)
in vorbestimmter Reihenfolge. Die Schaltweise des Nockenschalters 90 ist in F i g. 2 ersichtlich. Es entspricht
die Verteilung der Kontaktsiellungen der Segmente (S1 bis S7, P1 bis P3), wie sie in F i g. 1
abgebildet sind, der Verteilung der Nocken auf der Nockenwelle. Jeder Stellung der Nocken auf der
Nockenwelle ist eine Nutlagenstellung zugeordnet. Der Nockenschalter kann in den den Kontaktstellungen S1
bis S7 und P1 bis P3 zugeordneten Nuten einrasten.
Ferner enthält die Vorrichtung ein Schaltschütz 33 mit einer Betätigungsspule 330, das als Hilfskontakte
die Schließer 331, 332 und 334 sowie einen Öffner 333 hat. Ferner ist eine Betätigungsspule 370 des Schaltschützes
37 abgebildet.
Gemäß F i g. 1 (rechts in der unteren Hälfte) bestimmt ein Proportionalregler 71 den Nebenschlußfeldstrom
// entsprechend dem Ankerstrom I1 in
So Abhängigkeit vom Ausgangssignal des /α-Fühlers 41.
Der Proportionalregler 71 ist für zwei Charakteristiken umschaltbar, die in Fig. 3a dargestellt sind, vor
denen eine für die Vollfeldregelung der Motoren M1
und Af2 und die andere für die Feldschwächungsregelung
der Motoren dient Diese Charakteristiken werden entsprechend der Steuerung durch den Meisterschalter
55 gewählt
Ein Konstantdrehmoment-Regler 100 mit einer in F i s. 4b abgebildeten Charakteristik dient zur Regelung
des durch die Motoren Af1 und Af2 erzeugten
Drehmoments auf einen konstanten Wert
Die Ausgangssignale vom Proportionalregler 71 und dem Konstantdrehmoment-Regler 100 werden in
Gatter oder Glieder 75 bzw. 77 eingespeist. Ein Vergleicher 79 berechnet das ////α-Verhältnis,
d. h. das Verhältnis des NebenschluBfeldstroms //zum
Ankerstrom Ia aus den Ausgangssignalen vom Ja-Fühler
41 und //-Fühler 43, und erzeugt ein Ausgangs-
signal, wenn das Verhältnis unter einen vorbestimmten Wert Fw fällt. Das ////α-Verhältnis und der vorbestimmte
Wert Fw sollen im folgenden »Feldschwächungsverhältnis« bzw. »Schwächstfeldverhältnis« genannt
werden.
Ein Vergleicher 81 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn der Ankerstrom Ia unter einen ersten vorbestimmten
Wert I1 fällt, und ein Vergleicher 83 erzeugt ein Ausgangssignal,
wenn Ia größer als ein zweiter vorbestimmter Wert I2 wird.
Ein anderer Vergleicher 87 ist vorhanden, um den Sollwert des Nebenschlußfeldstroms // für einen
Wert Ia des Ankerstroms mit dem Istwert von // vom
//-Fühler 43 zu vergleichen und in Abhängigkeit von dieser Differenz das An-Zeit-Verhältnis γ des Zerhackers
35 zu bestimmen, so daß auf diese Weise der Zerhacker 35 gesteuert wird.
Der Nockenwellenantrieb 89 hat einen Motor M zum Antrieb der Nockenwelle und eine Regeleinrichtung,
um den Motor anzulassen, anzuhalten oder umzusteuern.
Es sind auch verschiedene übliche logische Glieder vorhanden, d.h. ODER-Glieder 101, 103, 105, 107
und 109, UND-Glieder 111 und 113, Sperr-Glieder 115 und 117, die jeweils einen Sperranschluß haben,
und ein NICHT-Glied 119.
An Hand der in F i g. 2 abgebildeten Aufstellung der Arbeitsfolge soll jetzt die Regelung mittels der
oben beschriebenen Vorrichtung angegeben werden.
Zuerst wird ein Schalter 53 geschlossen, um den Regelkreis an die Gleichstromquelle 51 anzuschließen.
Wenn der Bediener den Meisterschalter 55 in die Schalterstellung 1 bringt, werden die Kontakte 59
und 61 durch das Segment 57 geschlossen, so daß eine Leitung αΛ mit der Stromquelle 51 verbunden ist.
Dadurch wird die Spule 330 durch den Stromkreis 51 53 59 51 Leitung öj-Segment im Walzenschalter
69 (Nut S^-Leitung Ä2-330-Erde G erregt, wodurch
das Schaltschütz 33 geschlossen wird. Wenn das Schaltschütz 33 geschlossen ist, ist sein normalerweise
offener Hilfskontakt 331 ebenfalls geschlossen, so daß das Schaltschütz 33 sich durch den Stromkreis Leitung
«i-Segment im Walzenschalter 69-Leitung a2-331-330-Erde
G selbst hält.
Gleichzeitig ist der Kontakt 332 geschlossen, so daß das Schaltschütz 37 auch durch den Stromkreis
51-53-Leitung ^-332-370-G geschlossen ist.
Daher ist der Hauptstromkreis von F i g. 1 jetzt betriebsbereit.
Wenn der Bediener den Meisterschalter 55 in eine Schalterstellung 2 vorwärts bewegt, wird das Schaltschütz
27 durch eine andere Steuerschaltung (nicht abgebildet) geschlossen.
In dem Hauptstromkreis wird somit eine Serienschaltung
11-13-33-15-17-R11-R1S-R13-Il-R23-RUr
Ra-23-21-G gebildet Zu diesem Zeitpunkt tritt keine
Gegen-EMK in den Motoren M1 und M2 auf, so daß
der Ankerstrom Ia einen Wert annimmt, der durch
die Summe der Widerstandswerte der Teilwiderstände ^h. Ri* ^i3>
Ä28' -^22 mi^- ^B. bestimmt ist Es soll angenommen
werden, daß dieser Wert den vorbestimmten WeItZ1 übersteigt
Da die Gegen-EMK mit der Beschleunigung des Elektrofahrzeugs ansteigt, nimmt der Ankerstrom Ia
entlang der Kurve der Nut S1 gemäß F i g. 4 ab.
Wenn Ia auf J1 abgefallen wird, erzeugt der Vergleicher
81 ein Ausgangssignal, das in das UND-Glied 113 eingespeist wird.
Eine Leitung dt wird erregt, da der Meisterschalter
55 in der Schalterstellung 2 ist. Dadurch wird über den Stromkreis Leitung ^-Segment im Walzenschalter
69 (Nut 5j)-Leitung d2 ein weiteres Eingangssignal
in das UND-Glied 113 eingespeist.
Diese beiden Eingangssignale bewirken, daß das UND-Glied 113 ein Ausgangssignal erzeugt, das als
Schaltschützschließsignal in den Nockenwellenantrieb 89 über den Stromkreis 107-109-Leitung <?2-334-Leitung/j
eingespeist wird. Dadurch wird der Motor des Nockenwellenantriebs 89 angelassen, um die
Nockenwelle zur nächsten Nut S2 zu verdrehen. Infolgedessen wird das Schaltschütz Cn geschlossen
und der Widerstandsabschnitt Rn kurzgeschlossen,
weshalb der Ankerstrom Ia wiederum erhöht wird, um einen vorbestimmten Wert zu erreichen, der durch
die Summe der Widerstandswerte der Wider^tandsabschnitte
R12, R13, R23, R22 und R21 gegeben ist.
Deshalb wird das Fahrzeug weiter beschleunigt, und die Gegen-EMK steigt weiter an. Infolgedessen nimmt
der Ankerstrom Ia entlang der Nut S2-Kurve von
F i g. 4 ab.
Befindet sich der Walzenschalter in der Stellung zwischen den Nuten S1 und S2, ist der Ankerstrom /„
größer als I1, somit verschwindet das Ausgangssignal
des Vergleichers 81.
Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 113 wird jedoch durch den Stromkreis 107-Leitung g2-Segment
im Walzenschalter 69 (zwischen den Nuten S1 und S2)-Leitung Λ2-107 aufrechterhalten. Infolgedessen
kann die Nockenwelle jetzt ihre Drehung von der Nut S1 zur Nut S2 beenden, da das Sc'ialtschützschließsignal
noch im Stromkreis 107-109 Leitung e2-334-Leitung
/2 bleibt. Dieses Seibäthalten des Schalt-Schutzes
hört auf, wenn die Nockenwelle die Nut S2 erreicht hat, da dann der Stromkreis zwischen den
Leitungen g2 und It2 geöffnet ist.
In der Schalterstellung der Nut S2, wenn der Ankerstrom
Ia wieder auf I1 aus dem obenerwähnten Grund
abgefallen Kt, erzeugt der Vergleicher 81 ein Ausgangssignal, das seinerseits das UND-Glied 113 zur
Erzeugung eines Ausgangssignals veranlaßt. Daher wird wieder ein Schaltschützschließsignal in den
Nockenwellenantrieb 89 über den Stromkreis 107-109-Leitung e2-334-Leitung /2 eingespeist, wodurch
der Nockenwellenschalter 69 zu einer Nut S3 bewegt
wird. Dadurch schließen die Nocken auf der Nockenwelle das Schaltschütz C2,, um den Widerstandsabschnitt
R21 kurzzuschließen.
Auf diese Weise wird der Walzenschalter 69 nacheinander unter Steuerung durch den Vergleicher 81
und den Selbsthaltestromkreis 107-Leitung g2-Segment zwischen Nuten im Walzenschalter 69-Leitung /i2-107
weiterbewegt
Gemäß F i g. 2 schließt der Nockenschalter 90 das Schaltschütz C12, wenn er eine Nut C4 erreicht sowie
schließt das Schaltschütz C22 und öffnet das Schaltschütz
C11, wenn er eine Nut S6 erreicht Die Folge
des Schließens und Öffnens dieser Schaltschütze ist durch die Verteilung der auf der Nockenwelle montierten
Nocken bestimmt
Die Feldregelung zwischen den Nuten S1 usd S5
wird in der jetzt zu beschreibenden Weise vorgenommen. Zwischen den Nuten S1 und S8 wird ein
Signal FF zur Wahl der VoIlTeldchatskterisfik in den
Proportionalregler 71 über den Stromkieis !Leitung ^1-IOl eingespeist Da keines der SperrgEedef 115
und 117 ein Ausgangsstgnal erzeugt, erzeugt das
ίο
NICHT-Glied 119 ein Ausgangssignal, so daß das Das Ausgangssignal des Vergleichers 83 veranlaßt
Glied 75 geöffnet wird, das UND-Glied 111 zur Erzeugung eines Ausgangs-
Zu diesem Zeitpunkt hat die Charakteristik des signals, das in den Sperranschluß des Sperrgliedes 117
Procortionalreglers 71 den in F i g. 3a abgebildeten über das ODER-Glied 105 eingespeist wird. Tnfolge-Verlauf.
Daher ist ein Nebenschlußfeldstrom // mit 5 dessen verschwindet das Ausgangssignal des Sperreinem
solchen Wert, daß er die Motoren M1 und M2 glieds 117, um das Glied 77 zu schließen. Wegen des
im Vollfeldzu'tand für einen beliebigen Wert des Verschwindens dieses Ausgangssignals erzeugt das
Ankerstroms Ia hält, der in dem Vergleicher 87 ein- NICHT-Glied 119 ein Ausgangssignal, um das Glied
gespeiste Sollwert. Entsprechend der Differenz zwi- 75 zu öffnen. Das Ausgangssignal des Proportionalschen
diesem Sollwert und dem Ausgangssignal des io reglers 71 wird in den Vergleicher 87 eingespeist. Zu
//-Fühlers 43 bestimmt sich das An-Zeit-Verhältnis γ diesem Zeitpunkt ist die Charakteristik des Prodes
Zerhackers 35, so daß die Moloren in jeder Nut- portionalreglers 71 als Vollfeldcharakteristik gewählt,
stellung zwischen S, und S5 auf Vollfeld steuerbar so daß die Motoren M1 und M2 sofort in den Vollfeidsind,
zustand gebracht werden.
Wenn die Nut S6 erreicht ist, wird der Stromkreis 15 Das Ausgangssignal des UND-Glieds 111 wird
zwischen den Leitungen O1 und dt geöffnet, so daß durch den Stromkreis 105-Leitung /2-Segment im
eines der Eingingisigrcle des UND-Glieds 113 ver- Walzenschalter 69 (Nut S6)-Leitung /r»-105 selbst
schwindet. Infolgedessen fällt der Ankerstrom J0 auf Z1 gehalten und das Schaltschützschließsignal in den
entlang der Nut S5 Kurve von F i g. 4 ab, und ein Nockenwellenantrieb 89 über den Stromkreis 105-
Schaltschützschließsignal wird erzeugt, selbst wenn 20 109-Leitung e2-334-Leitung /2 eingespeist, so daß der
der Vergleicher 81 ein Ausgangssignal abgibt. Walzenschalter 69 sich weiterdrehen kann.
Andererseits wird ein Eingangssignal in das Sperr- Wenn der Walzenschalter 69 in die Stellung zwiglied
117 durch den Stromkreis Leitung i/j-Segment sehen die Nuten S5 und S6 kommt, wird der Stromim
Walzenschalter 69 (Nut S5)-Leitung /8 eingespeist. kreis zwischen der Leitungj2 und der Leitung k2 unter-Da
der Ankerstrom Ia in der der Nut S5 zugeordneten 25 brachen, so daß der Selbsthaltestromkreis geöffnet
Kontaktstellung den Wert Z1 erreicht hat, erzeugt jetzt wird. Das Ausgangssignal des ODER-Glieds 105 hält
der Vergleicher 81 ein Ausgangssignal, das als das sich jedoch selbst über den Stromkreis 107-Leitung
andere Eingangssignal in das Sperrglied 117 über das g2-Segment im Walzenschalter 69 (zwischen den
ODER-Glied 103 eingespeist wird. Wegen des Fehlens Nuten S5 und Se)-Leitung /?2-l07. Daher wird das
eines Ausgangssignals vom Vergleicher 83 erzeugt das 30 Schaltschützschließsignal weiter in den Nockenwellen-UND-Glied
111 kein Ausgangssignal, so daß kein antrieb 89 eingespeist, so daß der Walzenschalter 69
Sperrsignal in den Sperranschluß des Sperrgliedes 117 die Nut S6 erreicht. Wenn der Walzenschalter 69 die
eingespeist wird. Daher wird durch das Sperrglied 117 Nut S0 erreicht, wird auch der Selbsthaltestromkreis
aus zwei Eingangssignalen ein Ausgangssignal er- geöffnet, so daß das Weiterdrehen des Walzenscha'cers
zeugt. Dieses Ausgangssignal dient als Eingangssignal 35 69 zu einer folgenden Nut unterbrochen wird,
für das ODER-Glied 103, so daß das Sperrglied 117 Das Eintreffen des Walzenschalters 69 an der Nut S5 sich selbst hält, bis ein Eingangssignal in seinen bewirkt ein Öffnen des Schaltschützes C21 und ein Sperranschluß eingespeist wird. Das Ausgangssignal Schließen des Schaltschützes C13. Dadurch wird der wird ferner in das Glied 77 eingespeist, das dadurch Teilwiderstand 7?13 kurzgeschlossen. Der Ankergeöffnet wird. Das Ausgangssignal des NICHT-Glieds 40 strom Ia nimmt jedoch ab, da die Motoren M1 und M2 119 verschwindet wegen des vorerwähnten Ausgangs- in den Vollfeldzustand gebracht worden sind, um die signals, und das Glied 75 wird geschlossen. Gegen-EMK zu erhöhen. Wenn /„ auf I1 abgefallen
für das ODER-Glied 103, so daß das Sperrglied 117 Das Eintreffen des Walzenschalters 69 an der Nut S5 sich selbst hält, bis ein Eingangssignal in seinen bewirkt ein Öffnen des Schaltschützes C21 und ein Sperranschluß eingespeist wird. Das Ausgangssignal Schließen des Schaltschützes C13. Dadurch wird der wird ferner in das Glied 77 eingespeist, das dadurch Teilwiderstand 7?13 kurzgeschlossen. Der Ankergeöffnet wird. Das Ausgangssignal des NICHT-Glieds 40 strom Ia nimmt jedoch ab, da die Motoren M1 und M2 119 verschwindet wegen des vorerwähnten Ausgangs- in den Vollfeldzustand gebracht worden sind, um die signals, und das Glied 75 wird geschlossen. Gegen-EMK zu erhöhen. Wenn /„ auf I1 abgefallen
Das Ausgangssignal des Konstantdrehmoment- ist, erzeugt der Vergleicher 81 ein Ausgangssignal, das
Reglers 73 wird als Sollwert in den Vergieicher 87 in das Sperrglied 117 über das ODER-Glied 103 einüber
das Glied 77 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt 45 gespeist wird. Wegen des anderen Eingangssignals, das
hat das Ausgangssignal des Konstantdrehmoment- in das Sperrglied 117 über den Stromkreis Leitung
Reglers 73 einen Wert entsprechend einem Wert des «^-Segment im Walzenschalter 69 (Nut Se)-Leitung
Nebenschlußfeldstroms //, der den Motoren AZ1 und /,-Leitung /2 eingespeist wird, erzeugt das Sperrglied
M2 ermöglicht, ein konstantes Drehmoment in Ab- 117 ein Ausgangssignal, um das Glied 77 zu öffnen
häjigigkeit von dem Ankerstrom Ia zu erzeugen. 50 und dadurch das Feldsystem durch Feldschwächungs-
Die Differenz zwischen dem Sollwert von If und regelung zu regeln. Das ist die gleiche Regelung wie
dem Ausgangssignal des //-Fühlers 43 wird im Ver- bei Erreichen der Nut S5.
gleicher 87 festgestellt. Entsprechend der festgestellten Der Walzenschalter 69 bewegt sich von der Nut S6
Differenz bestimmt sich das An-Zeit-Verhältnis γ des zu einer Nut S7 in der gleichen Weise wie von der
Zerhackers 35. 55 Nut S5 zur Nut Sg, um das Schaltschütz C23 zu
Die Vorrichtung ermöglicht also die Beschleunigung schließen und den Teilwiderstand R23 kurzzuschließen,
des Fahrzeugs mit einem konstanten Drehmoment, Wenn die Nut S7 erreicht ist, wird der Stromkreis
indem der Nebenschiußfeidsixom // geregelt wird, so zwischen der Leitung dk und der Leitung Z1 unterdaß
der Ankerstrom /0 allmählich mit der Beschleuni- brochen, so daß die Leitung i4 aberregt wrrd. Infolgegung
des Fahrzeugs ansteigt Wenn Ia den Wert I2 60 dessen ist weder ein Feldregelsignal noch ein Schalterreicht,
erzeugt der Vergleicher 83 ein Ausgangs- schützschüeßsignal vorhanden. Daher unterbricht der
signal. Walzenschalter 69 seine Bewegung zu einer weiteren
I2 ist derjenige des Ankerstroms /0, bei dem die Nut Danach wird das Fahrzeug entlang der Nut S7
Motoren Af1 und M2 sich im Schwächstfeldzustand — Kurve gemäß F i g. 4 — beschleunigt, falls nicht
befinden, und das dann durch die Hauptmotoren er- 65 der Meisterschalter 55 zu einer weiteren Schalterzeugte
Drehmoment muß so gewählt werden, daß es stellung bewegt worden ist
gleich dem Drehmoment ist, wenn die Motoren im Wenn der Meisterschalter 55 zur Schalterstellung 3
Vollfeldzustand sind und 7O gleich I1 ist. durch den Bediener bewegt worden ist, wird eine
11 12
Verbindung zwischen den Kontakten 59 und 65 her- und M2 werden im wesentlichen gleich. Daher kann
gestellt, so daß die Leitung I1 erregt wird. Infolge- der /„-Fühler 41 in einen der Motorstromkreise gedessen
wird die Leitung /2 wieder über das Segment schaltet sein, um den Ankerstrom Ia zu erfassen,
im Walzenschalter 69 (Nut S7) erregt, so daß ein Wenn der Meisterschalter 55 weiter zu einer Schal-Ei ngangssignal in das Sperrglied 117 eingespeist wird. 5 terstellung4 durch den Bediener geschaltet wird, wer-Das Ausgangssignal des Vergleichers 81 wird als das den die Kontakte 59 und 67 verbunden, um die Leiandere Eingangssignal in das Sperrglied 117 über das tung /M1 zu erregen, so daß in das Sperrglied 115 über ODER-Glied 103 eingespeist, so daß das Sperrglied den Stromkreis Leitung /Wj-Segment im Walzen-117 ein Ausgangssigna! erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt schalter 69 (Nut P3)-Leitung/W2 ein Eingangssignal gibt der Vergleicher 83 kein Ausgangssignal ab, d. h., io eingespeist wird. Da /„ den Wert Z1 erreicht hat, erkein Ausgangssignal wird durch das UND-Glied 111 zeugt der Vergleicher 81 ein Ausgangssignal, das das erzeugt und kein Eingangssignal in den Sperranschluß andere Eingangssignal des Sperrglieds 115 darstellt, des Sperrglieds 117 über das ODER-Glied 105 ein- Zu diesem Zeitpunkt gibt der Vergleicher 79 kein Ausgespeist, gangssignal ab, so daß auch kein Eingangssignal in den
im Walzenschalter 69 (Nut S7) erregt, so daß ein Wenn der Meisterschalter 55 weiter zu einer Schal-Ei ngangssignal in das Sperrglied 117 eingespeist wird. 5 terstellung4 durch den Bediener geschaltet wird, wer-Das Ausgangssignal des Vergleichers 81 wird als das den die Kontakte 59 und 67 verbunden, um die Leiandere Eingangssignal in das Sperrglied 117 über das tung /M1 zu erregen, so daß in das Sperrglied 115 über ODER-Glied 103 eingespeist, so daß das Sperrglied den Stromkreis Leitung /Wj-Segment im Walzen-117 ein Ausgangssigna! erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt schalter 69 (Nut P3)-Leitung/W2 ein Eingangssignal gibt der Vergleicher 83 kein Ausgangssignal ab, d. h., io eingespeist wird. Da /„ den Wert Z1 erreicht hat, erkein Ausgangssignal wird durch das UND-Glied 111 zeugt der Vergleicher 81 ein Ausgangssignal, das das erzeugt und kein Eingangssignal in den Sperranschluß andere Eingangssignal des Sperrglieds 115 darstellt, des Sperrglieds 117 über das ODER-Glied 105 ein- Zu diesem Zeitpunkt gibt der Vergleicher 79 kein Ausgespeist, gangssignal ab, so daß auch kein Eingangssignal in den
Das Ausgangssignal des Sperrglieds 117 öffnet das 15 Sperranschluß des Sperrglieds 115 eingespeist wird.
Glied 77 und löst damit die Feldschwächungsregelung Daher erzeugt das Sperrglied 115 ein Ausgangssignal,
der Nut S7 aus. Wenn der Ankerslrom In den Wert I2 das das Glied 77 öffnet und das Glied 75 schließt, so
erreicht, erzeugt der Vergleicher 83 ein Ausgangs- daß die Motoren Ai1 und M2 der Feldschwächungssignal,
das das UND-Glied 111 zur Erzeugung eines regelung ausgesetzt sind, um ein konstantes Dreh-Ausgangssignals
veranlaßt, das seinerseits in den 20 moment wie oben beschrieben, zu erzeugen. Dann
Sperranschluß des Sperrglieds 117 über das ODER- wird das Feldschwächungsverhältnis ////„ über die
Glied 105 eingespeist wird. Dadurch verschwindet das Ausgangssignale des Ia-Fühlers 41 und //-Fühlers 43
Ausgangssignal des Sperrglieds 117, wodurch das erfaßt. Wenn das Verhältnis ///Ia kleiner als das
Glied 77 geschlossen und das Glied 75 geöffnet wird. Schwächstfeldverhältnis Fw wird, erzeugt der Ver-Entsprechend
werden die Feldwicklungen der Mo- 25 gleicher 79 ein Ausgangssignal, so daß das Ausgangstoren
M1 und M2, in den Vollfeldzustand gebracht. signal des Sperrglieds 115 verschwindet. Das Ver-
Das Ausgangssignal des UND-Glieds 111 wird als schwinden dieses Ausgangssignals veranlaßt das
Schaltschützschließsignal in den Nockenwellenantrieb Schließen des Glieds 77 und das Öffnen des Glieds 75.
89 über den Stromkreis 105-109-Leitung i>2-334-Lei- Zu diesem Zeitpunkt wird ein Signal WF zur Wahl der
tung /2 eingespeist. Dadurch wird der Walzenschalter 30 Schwächungsfeldcharakteristik, abgebildet in F i g. 3 a,
69 zu einer Nut P1 weitergedreht. Die Bewegung in den Proportionalregler 71 über die Leitung In1 ein-
zwischen den Nuten S7 und P1 ist ähnlich der oben gespeist.
beschriebenen. Wenn der Walzenschalter 69 die Nut P1 Infolgedessen wird das Fahrzeug entlang der
erreicht, werden die Schaltschütze 29 und 31 durch Schwächstfeldkurve in der Nut P3 gemäß F i g. 4 beeinen
anderen Steuerstromkreis (nicht abgebildet) ge- 35 schleunigt.
schlossen, und das Schaltschütz 27 wird geöffnet. Um das Fahrzeug von Beschleunigungen auf Aus-Danach
werden die Motoren M1 und M2 parallel rollen zu schalten, kann der Bediener den Meistergeschaltet.
In einen der Stromkreise, die die Parallel- schalter 55 von der Schalterstellung 4 in die Ausschaltung
bilden, sind die Teilwiderstände Rn und Rn Stellung zurückschalten. Dadurch werden alle Leitundes
Widerstands R1 eingeschaltet, während die Teil- 40 gen bis auf die Leitung C1 von der Gleichspannungswiderstände R2i und R2b des Widerstands A2 in den quelle 5 getrennt. Entsprechend wird die Spule 330
anderen Stromkreis eingeschaltet sind. entregt, und das Schaltschütz 33 und sein Schließer 332
In der Stellung Nut P1 wird wie bei der Regelung werden geöffnet, so daß die Spule 370 ebenfalls entregt
in den Stellungen »Nuten S5, S6 und S7* die Feld- wird, um das Schaltschütz 37 zu öffnen.
Schwächungsregelung vorgenommen, wenn der Anker- 45 Ferner wird der Öffner 333 geschlossen, so daß ein strom h auf Z1 abgefallen ist. Wenn das Schwächst- Nutrückensignal in den Nockenwellenantrieb 89 über ftld erreicht ist, so daß h den Wert I2 annimmt, den Stromkreis 51-53-Leitung q-Segment im Nockenbewegt sich der Walzenschalter 69 zu einer N-.:t P2 schalter 69 (Nutrücken)-333-Leitung c2 eingespeist weiter. Nach Erreichen der Stellung »Nut P2« durch wird.
Schwächungsregelung vorgenommen, wenn der Anker- 45 Ferner wird der Öffner 333 geschlossen, so daß ein strom h auf Z1 abgefallen ist. Wenn das Schwächst- Nutrückensignal in den Nockenwellenantrieb 89 über ftld erreicht ist, so daß h den Wert I2 annimmt, den Stromkreis 51-53-Leitung q-Segment im Nockenbewegt sich der Walzenschalter 69 zu einer N-.:t P2 schalter 69 (Nutrücken)-333-Leitung c2 eingespeist weiter. Nach Erreichen der Stellung »Nut P2« durch wird.
den Walzenschalter 69 werden die Schaltschütze C14 50 Dieses Signal veranlaßt eine Weiterdrehung der
und C24 geschlossen und die Teilwiderstände i?14 und Nockenwelle, um die Nut S1 zu erreichen, oder eine
J?a4 gleichzeitig kurzgeschlossen. In der Stellung entgegengesetzte Drehung, um die Nut S1 zu erreichen.
»Nut P2« wird die Regelung für die Nut P1 wiederholt, Wenn die Nockenwelle die Nut S1 erreicht, wird der
so daß, wenn der Strom /„ den Wert I2 erreicht, die obengenannte Stromkreis geöffnet, um die Nocken-Schaltschütze
C15 und C28 geschlossen und die Teil- 55 welle anzuhalten. In diesem Zustand rollt das Fahrzeug
widerstände Ji15 und R25 kurzgeschlossen werden, um weiter,
den Walzenschalter 69 zu einer Nut P3 weiterzudrehen. Gemäß F i g. 4 ermöglicht die oben beschriebene
den Walzenschalter 69 zu einer Nut P3 weiterzudrehen. Gemäß F i g. 4 ermöglicht die oben beschriebene
Wenn die Nut P3 erreicht ist, wird der Stromkreis Regelung größere Abstände zwischen den Nutkurven,
zwischen der Leitung I1 und der Leitung i2 unter- Das ist der Fall, weil die im Ankerstrom Ia durch das
brochen, so daß das Ausgangssignal des UND-Glieds 60 Schließen jedes Schaltschützes in jeder Nut bis zur
111 und des Sperrglieds 117 verschwindet, um die Nut S8 verursachte Änderung die Änderung des Dreh-Weiterbewegung
des Walzenschalters 69 zu einer moments wird, das in den Motoren Af1 und M2 erzeugt
weiteren Nut anzuhalten. wird, da der Nebenschlußfeldstrom konstant ist Daher
Auf diese Weise, wenn die Motorstromkreise par- müssen zur Verringerung der Änderung die Intervalle
allel geschaltet sind, werden die Teilwiderstände A14, 65 zwischen den Nutkurven kleiner sein. Da jedoch die
A24 und Rn, R2S, die in die betreffenden Stromkreise Änderung von Z1 zu I2 des Ankerstroms Ia in jeder Nut
eingeschaltet sind, gleichzeitig zueinander kurzge- nach der Nut S5 bei der Feldschwächungsregelung vor
schlossen, und die Ankerströme Ia in den Motoren Af1 sich geht, kann die Änderung des Drehmoments wie
gewünscht verringert werden. Das Drehmoment kann
auch auf einen konstanten Wert eingeregelt werden. Außerdem ist es möglich, sehr große Intervalle zwischen
den Nutkurven vorzusehen, wenn das Feldschwächungsverhältnis I//Ia einen kleinen Wert haben
kann oder wenn eine mehr oder weniger große Drehmomentänderung zulässig ist.
Ein großer Abstand zwischen zwei benachbarten Nutkurven bedeutet eine große Änderung des Widerstandswerts
zwischen den beiden Nuten; wenn also die Serienwiderstände der Motoren M1 und M2 ihren
Widerstandswert stark ändern können, kann die Anzahl der Schaltschütze für das aufeinanderfolgende
Kurzschließen dieser Widerstände beträchtlich verringert werden.
Wie bereits oben angegeben wurde, müssen folgende
Bedingungen erfüllt werden, um die Feldschwächungsregelung vorzunehmen, während die Serienwiderstänuc
mit den Motoren M1 und M2 verbunden sind. Diese
Bedingungen sollen jetzt an Hand von F i g. 5 ange- ao geben werden. In F i g. 5 ist auf der Ordinate die Ankerspannung
aufgetragen, die proportional zur Drehzahl ist, so daß F i g. 5 die gleichen Nutkurven wie F i g. 4
zeigt.
Bei der Vornahme der Feldschwächungsregelung z. B. in einer Nut m wird die Ankerspannung entsprechend
der Strich-Punkt-Linie verringert. Auch die Geschwindigkeit wird dadurch verringert.
Die Ursache dafür besteht darin, daß, wenn der Ankerstrom Ia durch die Feldschwächungsregelung erhöht
wird, der große Widerstandswert der Serienwiderstände, die mit den Hauptmotoren in der Nut mt verbunden
sind, einen Spannungsabfall an den Serienwiderständen verursacht, dei auch groß genug ist, um
das Anlegen einer genügend großen Spannung an die Hauptmotoren zu verhindern.
Wenn jedoch die Feldschwächungsregelung über eine NutMj vorgenommen wird, steigt die Drehzahl
mit dem Ankerstrom an, wie durch eine gerade Volllinie in F i g. 5 gezeigt ist, weil der Widerstandswert
der Serienwiderstände bei der Nut «7 ausreichend klein ist.
Diese Effekte sollen jetzt hinsichtlich der Ankcrspannung
untersucht werden. Die Nut rij ist eine Nut, bei der die Ankerspannune im Schwächstfeldzustand
bei einer Nut höher als die Ankerspannung im VoIlfeldzustand
bei der nächsten Nut ist
Die Erfindung ist auch für das Widerstandsbremsen anwendbar, wie im folgenden gezeigt werden soll. Obwohl
der Hauptstromkreis, der beim Widerstandsbremsen verwendet wird, nicht abgebildet ist, kann
durch Änderung der eiekixiswlicn Schaltung von
F i g. 1 erreicht werden, daß die durch die Motoren M1
und Af2 erzeugte elektrische Leistung von den Widerständen
R1 und Rz verbraucht wird. In diesem Fall
arbeiten die Motoren als Gegenverbundgenerator.
Es soll jetzt an Hand von F i g. 6 die Konstantdrehmomentregelung erläutest werden, die mit einem derartigen
Hauptstromkreis vorgenommen wird.
Entsprechend einer Führungsbremskraft wird ein Ankerstrom Ia bestimmt. Es soll angenommen werden,
daß dieser Ankerstrom den Wert I1 hat und daß ein
Punkt ρ (F i g. 6) infolge der Feldschwächungsregelung erreicht wird, die bei einer bestimmten Nut vorgenommen
wird. Dann wird einer der Teilwiderstände kurzgeschlossen, um den Schwächstfeldzustand einzustellen.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Ankerstrom auf einen Punkt q durch die Konstantdrehmomentregelung
erhöht. Dieser Punkt q befindet sich auf einer Linie, die einen Punkt s, der die Ankerspannung im Vollfeldzustand
in der Nut It^1 angibt, und einen Punkt r verbindet,
der die Ankerspannung im Schwächstfeldzustand in der Nut m angibt. Entlang dieser Linie ist das
Drehmoment konstant, und das Drehmoment wird selbst dann nicht geändert, wenn der Ankerstrom Ia
vom Punkt ρ zum Punkt q erhöht wird.
Wenn das Feldsystem allmählich vom Punkt q aus in Vorwärtsrichtung stärker erregt wird, nimmt der
Ankerstrom entlang der Linie q-s mit der Drehzahl ab. Wenn das Feldsystem den Vollfeldzustand erreicht, erreicht
der Ankerstrom den Punkt s und verschiebt sich dann von diesem zur Nut m\.
In diesem Fall wird der Nebenschlußfeldstrom allmählich verringert, während er beim Antrieb allmählich
erhöht wird. Trotz dieses Unterschieds kann die Bewegung von einer Nut zur anderen beim Bremsen
durch die Feldschwächungsregelung in gleicher Weise wie beim Antrieb vorgenommen werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors mit einer Impedanzeinheit zur
Einstellung des Ankerstromes des Motors, mit mehreren Schaltschützen, die nacheinander schließbar sind, um jede gewünschte Teüimpedanz der
Iinpedaiizeüiheit kurzzuschließen, ssit einer Feldstelleinrichtung
zur Einstellung des Feldzustandes des Motors, mit einer Fortschalteinrichtung zum
aufeinanderfolgenden Schließen der Schaltschütze in Abhängigkeit vom Vergleich des Istwertes des
Ankerstromes mit einem vorbestimmten Wert des Ankerstromes und mit einer weiteren Einrichtung,
mittels der, durch Regelung des Feldstromes, über die Feldstelleinrichtung, das vom Motor erzeugte
Drehmoment bei behebigem Ankerstrom auf einem konstanten Sollwert gehalten werden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung ein Konstantdrehmoment-Regler
(100) ist, der abgibt einerseits ein erstes Stellsignal in die Feldstelleinrichtung (87, 35) und andererseits
ein Befehlssignal zum Schließen eines oder mehrerer der Schaltschütze (Cn bis C16, C21 bis C25) in die
Fortschalteinrichtung (55, 69, 89, 90), wenn der Istwert des Ankerstromes (/„) einen ersten vorbestimmten
Wert (I1) erreicht, und ein zweites Stellsignal in die Feldstelleinrichtung (87,35), wenn
der Istwert des Ankerstromes einen zweiten vorbestimmten Wert (/s) erreicht, der größer als der
erste vorbestimmte Wert (I1) ist (Fig. 1).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantdrehmoment-Regler
(100) einen ersten (81) und einen zweiten (83) Vergleicher aufweist, daß der erste Vergleicher (81)
ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Istwert des Ankerstromes (/«) auf den ersten vorbestimmten
Wert (/1) abgefallen ist, und daß der zweite Vergleicher
(83) ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Istwert des Ankerstromes (Z0) auf den zweiten vorbestimmten
Wert (I2) angestiegen ist, und daß durch das Ausgangssignal des ersten Vergleichers
(81) einerseits über die Feldstelleinrichtung (87, 35) eine schnelle Einstellung vom Voll- zum Schwächstfeldzustand
erfolgt und andererseits über die Fortschalteinrichtung (55, 69, 89, 90) ein oder mehrere
Schaltschütze (Cn bis C15, C21 bis C25) geschlossen
werden und daß durch das Ausgangssignal des zweiten Vergleichers (83) über die Feldstelleinrichtung
(87, 35) eine Einstellung vom Schwächstzum
Vollfeldzustand erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantdrehmoment-Regler
(100) die Fortschalteinrichtung (55, 69, 89) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des ersten
Vergleichers betätigt, um eine erste Gruppe der Schaltschütze (C11, C21, C12) zu schließen, und
danach über die Feldstelleinrichtung (87, 35) den Gleichstrommotor vom Voll- in den Schwächstfeldzustand
bringt, wenn durch den ersten Vergleicher (81) ein Ausgangssignal erzeugt wird, und
daß der Konstantdrehmoment-Regler (100) schnell den Gleichstrommotor in den Vollfeldzustand
zurückbringt, wenn durch den zweiten Vergleicher (83) ein Ausgangssignal erzeugt wird, und die
Fortschalteinrichtung (55, 69, 89, 90) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal betätigt, um eine
zweite Gruppe der Schaltschütze (C22, C13, C23,
Cn, C24, C15, C25) zu schließen (F i g. 1).
4. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilimpedanzen (R^ A13,
R^, Ru, Ru, Ris, Rzs) der Impedanzeinheit (R11
bis R1&, Ra bis .R25), die durch die zweite Gruppe
der Schaltschütze (C82, C23, C23, C14, C24, C15, C25)
kurzgeschlossen werden, einen größeren Widerstandsv.'ert haben als die Teilimpedanzen (R11,
Rn, R12) der Impedanzeinheit, die durch die erste
Gruppe der Schaltschütze (C11, C21, C12) kurzgeschlossen werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim zweiten vorbestimmten
Wert (Z2) des Ankerstroms (/«) der Motor (M1, JlZ2)
im Schwächstfeldzustand das Soll-Drehmoment erzeugt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|
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ID=13018590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE (1) | DE1940560C3 (de) |
GB (1) | GB1225919A (de) |
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