DE229027C

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Publication number: DE229027C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- -M 229027 KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Februar 1910 ab.

Bei gewissen elektrischen Antrieben wird die Forderung gestellt, daß die Umdrehungszahl des Motors nicht nur in weitesten Grenzen verändert, sondern auch bis auf einen. außerordentlich niedrigen Mindestbetrag herabgedrückt werden kann, wobei aber auch weiterhin die Umdrehungszahl des Motors bei einer bestimmten Belastung möglichst eindeutig von der Stellung des Steuerhebels abhängig sein soll. Solche Bedingungen finden sich z.B. bei Förderanlagen, Panzerturm-Schwenkwerken usw.

Zum Teil lassen sich diese Bedingungen durch Anwendung¹ der bekannten Leonard-Schaltung erfüllen, aber es kann mit derselben die,eindeutige Abhängigkeit der Umdrehungszahl des Motors von der Stellung des Steuerhebels nicht ohne weiteres erreicht werden. Dies hat seinen Grund einmal darin, daß der remanente Magnetismus der' Anlaßmaschine, je nach der in der vorangegangenen Arbeitsiperiode stattgehabten Polarität der Magnete und der hierbei angewandten Stärke der Erregung, in der folgenden Arbeitsperiode die ^:Erregung mehr oder weniger unterstützt oder ihr entgegenwirkt, so daß sich bei derselben Stellung des Steuerhebels und somit gleich starker Erregung der Anlaßmaschine doch nicht immer die gleiche Drehzahl des Motors einstellt. Am stärksten stört die Remanenz der Feldmagnete naturgemäß bei den niedrigsten Umdrehungszahlen des" Motors, also bei ■geringster Erregung der Anlaßmaschine, und es kommt noch hinzu, daß man, weil eben eine gewisse Remanenzspannung an der Anlaßmaschine vorhanden ist, unter eine gewisse Umdrehungszahl des Motors überhaupt nicht herunterkommt, auch wenn die Erregung der Anlaßmaschine auf Null eingestellt ist.

Nach vorliegender Erfindung werden die obenerwähnten Übelstände vermieden, indem die Remanenzspannung der Maschine bei allen Erregungsstufen und gleichgültig, welche Polarität das gewünschte Feld gegen das remanente besitzt, selbsttätig aufgehoben wird.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbejspiel der Erfindung. Die Anlaßmaschine '.'mit dem Anker α und der Erregerwicklung b ;ist mit ihren Hauptklemmen unmittelbar an den Anker des Motors c angeschlossen. Die Feldmagnete d des letzteren sind von einer geeigneten Stromquelle aus fremd erregt. Die Erregung der Erregerwicklung b der Anlaßmaschine erfolgt in an sich bekannter Weise durch Abgreifen einer veränderlichen Spannung mittels Schleifkontakte e, f von einem dauernd vom Strom einer Gleichstromquelle durchflossen«! Widerstand g. Die Richtung des Stromes im Widerstand g bleibt stets die gleiche, und die zum Umkehren der Drehrichtung nötige Umschaltung des Erregerstromes in der Erregerwicklung b wird beispielsweise dadurch bewirkt, daß die Schleifkontakte e, f so angeordnet sind, daß sie beim Herunterregulieren der Erregung auf Null zunächst in der Mitte des Widerstandes g einander dicht -gegenüberstehen, so daß die abgegriffene Spannung Null ist, und darauf aneinander vorbei und auseinander bewegt werden können, so daß in der Magnetwicklung b Stromumkehr erfolgt. Jedoch ist die besondere Weise, in. der die Erregerspannung für die Wicklung b

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(2. Auflage, ausgegeben am 22. Februar igi2.)

von einem Spannungsgefälle abgegriffen wird, für den Gegenstand der Erfindung belanglos. Es könnte z. B. ebensogut die Erregerspannung von einem nach Art der Wheatstoriesehen Brücke angeordneten Widerstand abgegriffen werden, wobei die Magnetwicklung b im Brückenzweig liegen würde. In die Leitung vom Schleifkontakt f zur Magnetwicklung b ist der Anker h einer Hilfsmaschine

ίο eingeschaltet. Die Erregerwicklung i derselben ist mit einem Ende an den Anker h, und zwar an diejenigeBürste angeschlossen, welche mit Schleifkontakt/ verbunden ist; das andere Ende der Erregerwicklung i ist über einen Regelungswiderstand k durch die Leitung I mit der einen Hauptklemme der Anlaßmaschine α verbunden. Die andere Hauptklemme der Anlaßmaschine ist durch eine Ausgleichsleitung m mit einem Ende der Erregerwick- lung b der Anlaßmaschine verbunden. In Fällen, in denen infolge langer Leitung zwischen Anlaßmaschine und Motor c ein verhältnismäßig großer Spannungsabfall zwischen ersterer und letzterem stattfindet, können die Ausgleichsleitungen statt an die Hauptklemmen der Anlaßmaschine auch' an die Hauptklemmen des Motors angeschlossen werden. Die Schaltung erfolgt so, daß das Spannungsgefälle im Widerstand g über ■ die Ausgleichsleitung m einerseits und die Feldwicklung i, Widerstand k und Leitung / anderseits mit gleichnamigen Polen der Anlaßmaschine α verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Die Magnetwicklung b wird so bemessen, daß die zu ihrer Erregung erforderliche Spannung E₁ im unteren geradlinigen Teil der Charakteristik gleich der Spannung E₂ an den Hauptklemmen der Anlaßmaschine α ist. Es würde dann, solange sich die Magneterregung in diesem Teil der Charakteristik bewegt, durch die Magnetwicklung i der Hilfsmaschine kein Strom fließen, wenn die Spannung E₂ an den Hauptklemmen der Anläßmaschine stets genau proportional, im vorliegenden Falle also gleich der Erregerspannung E₁ wäre. Dies ist aber nicht der Fall, weil der remanente Magnetismus der Maschine diese Proportionalität je nach Stärke und Richtung der voraufgegangenen Erregung der Magnete mehr oder weniger stört. Nimmt man z. B. an, daß in der letzten Arbeitsperiode die Magnetwicklung· b mit einer gewissen Stärke in positivem Sinne erregt war, und sie soll in der folgenden Arbeitsperiode mit derselben Stärke im negativen Sinne erregt werden, so wird infolge der Störung durch den remanenten Magnetismus im zweiten Falle die Spannung E₂ kleiner sein als die Spannung E₁, wenn im ersten Falle beide Spannungen einander gleich waren. Es wird daher im zweiten Falle ein Ausgleichsstrom vom Schleifkontakt / über die Erregerwicklung i der Hilfsmaschine, Widerstand k, Leitung / durch den Haupt-Stromkreis, Leitung m nach Schleifkontakt e fließen. Dieser Ausgleichsstrom erregt die Hilfsmaschine h, i so, daß ihr Anker eine positive zusätzliche Erregerspannung zu der vom Spannungsgefälle g abgeg'riffenen Erregerspannung E₁ für die Magrietwicklung b hinzufügt. Dies hat eine Zunahme der Spannung an den Hauptklemmen der Anlaßmaschine zur Folge, bis E₁ und Zi₂ genau gleich sind.

Ist umgekehrt infolge des remanenten Ma-. gnetismus E₂ höher als E₁, so fließt ein Ausgleichsstrom in umgekehrter Richtung durch die Mägnetwicklung i, und der Anker h erzeugt eine negative zusätzliche Erregerspannung, welche sich für die Magnetwicklung b von der vom Spannungsgefälle g abgegriffenen Erregerspannung· subtrahiert. Die Spannung E₂ sinkt daher, bis sie gleich E₁ geworden ist. Dies ist auch der Fall, wenn^die Spannung E₁ gleich Null ist und somit dem Spannungsgefälle kein Strom zur Erregung der Mägnetwicklung b mehr entnommen wird. Es wird also auch in diesem Grenzfalle die Remanenz der Hauptmaschine durch die Schaltung beseitigt. Es wird aber ferner, weil jegliehe Differenz zwischen den Spannungen E₁ und E₂ einen Ausgleichsstrom entsprechender '.',..' Stärke uad Richtung bedingt, auch die Remanenz der Hilfsmaschine h, i selbsttätig beseitigt.

Aus dem Gesagten ergibt sich, daß E₂ stets gleich der am Spannungsgefälle g mit dem Steuerhebel eingestellten Erregerspannung sein muß und dementsprechend die Umdrehungszahl des Motors c bei bestimmter Last stets in eindeutiger Abhängigkeit von der eingestellten Erregerspannüng ist. Dies ist auch im oberen Teile der Charakteristik, nämlich im Knie, bis zu gewissem Grade auch noch über dasselbe hinaus der Fall; denn wenn beim Betrieb mit höherer Umdrehungszahl des Motors c, also mit höherer Erregung in b die Spannung E₂ infolge der Krümmung der Charakteristik hinter der Spannung E₁ zurückbleiben will, bewirkt der Ausgleichsstrom durch die Magnetwicklung i die Erzeugung der erforderlichen zusätzlichen Erregerspannüng für b im Anker h. ■ ■

In der Zeichnung ist die Anlaßmaschine als fremd erregte Nebenschlußmaschine dargestellt. Es sind aber innerhalb des Geltungsbereiches der Erfindung liegende weitere Ausführungsbeispiele, wenn man die Maschine, wo es zweckmäßig erscheint, auch als Kompoundmaschine oder mit Kompensationswicklung, Wendepolen oder einer Kombination dieser besonderen Merkmale ausführt. Statt oder

außer der Anlaßmaschine α kann auch die Hilfsmaschine h, i mit Kompoundwicklung sowie den anderen besonderen Merkmalen ausgeführt sein, um so eine weitere Verstärkung der Wirkung zu erzielen.

Um die Umdrehungszahl des Motors bei

. einer bestimmten Einstellung des Steuerhebels auch von seiner Belastung unabhängig zu machen, kann man in an sich bekannter Weise

ίο die Anlaßmaschine kompoundieren oder den Motor gegenkompoundieren. Statt oder außer dieser unmittelbaren Kompoundierung kann man auch die Hilfsmaschine mit einer zusätzlichen Erregerwicklung versehen, welche von dem zwischen Anlaßmaschine und Motor fließenden Hauptstrom oder einem diesem proportionalen Strome durchflossen wird.

Statt, wie in der Zeichnung dargestellt, die zusätzliche von der Hilfsmaschine erzeugte Erregerspannung mit der vom Spannungsgefälle abgegriffenen Erregerspannung in Reihe zu schalten, kann man die Spannung der Hilfsmaschine auch auf eine besondere zusätzliche Erregerwicklung auf den Magneten der Anlaßmaschine α wirken lassen. Der Regelungswiderstand k kann statt in der Leitung / auch in der Leitung in liegen.

Die beschriebene Anordnung eignet sich besonders für den Antrieb von Panzerturm-Schwenkwerken,. da bei diesen eine schnelle Umsteu rung und genaue Einstellung erforderlich ist.

Es sei bemerkt, daß teilweise ähnliche Anordnungen bereits für Maschinen von stark veränderlicher Umdrehungszahl zwecks Konstanthaltung der Spannung vorgeschlagen wurden, jedoch ist hierdurch der vorliegende Erfindungsgedanke nicht offenbart worden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Einrichtung zur Aufhebung der Remanenz bei Anlaßmaschinen für Gleichstrom, insbesondere bei solchen für Panzerturm-Schwenkwerke, dadurch gekennzeichnet, daß jedesmal beim Auftreten eines Spannungsunterschiedes zwischen der dem angetriebenen Motor (c) zugeführten Spannung und der am Steuerhebel eingestellten Erregerspannung der Anlaßmaschine (a) eine Hilfsmaschine (h), deren Feldmagnet (i) durch diese Spannungsdifferenz erregt wird, so auf die Magneterregung (b) der Anlaßmaschine einwirkt, daß der erwähnte Spannungsunter- schied verschwindet, zu dem Zwecke, die Charakteristik der Anlaßmaschine von der Remanenz und der Permeabilität ihrer Feldmagnete 'unabhängig zu machen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (h) der Hilfsmaschine mit der Erregerwicklung (b) der Anlaßraaschine (a) in Reihe geschaltet und die Feldmagnetwicklung (i) der Hilfsmaschine mit einem Pol an ■ deren Anker und' somit an die eine Erregerleitung (f) der Anlaßmaschine, mit dem anderen Pol an eine der Hauptleitungen der Anlaßmaschine angeschlossen ist, während die andere Hauptleitung- der Anlaßmaschiiie mit der anderen nicht an die Hilfsmaschine angeschlossenen Erregerleitung (e) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (h) der Hilfsmaschine auf eine besondere zusätzliche Erregerwicklung der Anlaßmaschine (a) wirkt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Anlaßmaschine (a) kompoundi-ert oder der Motor (c) gegenkompoundiert ist oder beide Hilfsmittel gleichzeitig angewandt werden, zum Zwecke, die Umdrehungszahl des Motors auch bei verschiedenen Belastungen bei einer bestimmten Einstellung des Steuerhebels in eindeutige Abhängigkeit von der Stellung des letzteren zu bringen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldmagnete der Hilfsmaschine mit einer zusätzlichen Erregerwicklung versehen sind, welche von dem Hauptstrom der Anlaßmaschine oder einem ihm proportionalen Strom durchflossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.