DE230572C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 230572 KLASSE 21 d. GRUPPE12.

in FRANKFURT a. M.

Bekanntlich kann man niit der Leonard-Schaltung eine sehr weitgehende Geschwindigkeitsregelung des Antriebsmotors erzielen, welche fast unabhängig von der Belastung ist, da die

E. M. K. der Anlaßdynamo proportional ihrer Erregung steigt. Diese für die meisten Fälle genügende Regelungsfähigkeit wird nur beeinflußt durch die Remanenz der Anlaßmaschine und durch den Spannungsverlust im Anker

ίο der Anlaßmaschine in den Verbindungsleitungen und in dem Anker des Anlaßmotors. So geringfügig für die meisten Zwecke diese Beeinflussung auch sein mag, so macht sie sich doch sehr störend bemerkbar', sobald Regelungsfähigkeiten Verlangt werden, wie sie z. B. beim Antrieb von Papiermaschinen, Panzerdrehtürmen usw. vorkommen. Dies ergibt sich aus folgender Überlegung, Rechnet man den, Spannungsverlust zu 5 Prozent, so wird bei« einer Felderregung von 5 Prozent der leerläufende Motor, eine Geschwindigkeit von 5 Prozent der maximalen entwickeln, der vollbelastete Motor jedoch stillstehen, da der Vollaststrom die 5 Prozent E. M.. K. in den Leitungswiderständen aufzehrt.

Dieser Fehler kann berichtigt werden durch Anbringen einer Kompoundwicklung, die vom Hauptstrom durchflossen wird und genau so viel E. M. K. entwickelt,' wie Spannung in den Widerständen vernichtet wird. Fig. 1 derbeif liegenden Zeichnung veranschaulicht dies in einem Diagramm. Die Ordinate zeigt die

E. M- K. der Anlaßmaschine als Funktion des Stromes /, die stark ausgezogene Linie gibt die E. M. K., welche vom Hauptstromfeld hervorgerufen wird, und welche also proportional dem Strome ansteigt. Steigt dieser Wert genau in demselben Verhältnis an, wie der Spannungsverlust mit wachsendem Strome zunimmt, so wäre für jeden Strom wert der Gleichgewichtszustand gegeben. Tritt zu dieser E. M. K. des Hauptstromes nun noch die E. M. K. des Nebenschlußfeldes, die in dem Diagramm mit ef angegeben ist, so ergibt sich, daß der Antriebsmotor. für jeden Stromwert, also für jede Belastung, dieselbe Drehzahl haben muß, da seine Geschwindigkeit dann nur noch von der E. M. K. der Nebenschlußerregung abhängt.

Wäre es nun möglich, eine Maschine zu bauen, die gar· keine Remanenz besäße, so würde eine derartige Einrichtung einwandsfrei arbeiten. Da es eine solche Maschine aber nicht gibt, so wird durch die Remanenz eine derartige Maschine so labil, daß sie in den unteren Grenzen nicht mehr sicher beherrscht und vor allem nicht stillgesetzt werden kann, auch wenn die Nebenschlußerregung den Wert Null besitzt. Um ein brauchbares Ergebnis zu erzielen, mußte man bei einer derartigen Einrichtung seither den Wert der Kompoundierung bedeutend unter dem Wert halten, welcher erforderlich gewesen wäre zur Kompensierung des Ohmschen Spannungsverlustes,

(2. Auflage, ausgegeben am z8. Januar 1913·)

und war zur gänzlichen Stillsetzung der Anlage gezwungen, den Hauptstrom zu unterbrechen.

Die vorliegende Erfindung soll es nun ermöglichen, die störenden Einflüsse auszuschalten. Der Erfindungsgedanke besteht darin, eine Kontrolleinrichtung zu schaffen, die unabhängig vom Hauptstrom kontrolliert, ob die Bewegung des Antriebsmotors genau überein-

stimmt mit dem Wert, den sie auf Grund der Erregung des Nebenschluß feldes besitzen muß, und bei Abweichung von diesem Wert das Nebenschlußfeld selbsttätig berichtigt. Fig. 2 zeigt den Erfindungsgegenstand air einem Ausführungsbeispiel, α ist die Anlaßmaschine, c deren Kompoundwicklung, f ihr Nebenschlußfeld, das mit Hilfe der Regelungseinrichtung r verändert wird, m ist der Antriebsmotor, dessen Feld g fremderregt ist.

Mit dem Antriebsmotor ist eine ebenfalls fremderregte Dynamo & gekuppelt, deren Feld h stets volle Erregung besitzt. Diese Dynamo d erzeugt unabhängig vom Strom, den der Motor m verbraucht, eine E. M. K., die genau proportional der Drehzahl ist. Dadurch hat man nun ein Mittel in der Hand, zu kontrollieren, ob die E. M. K. dieser Dynamo genau den Wert besitzt, der dem Feldstrom der Anlaßmaschine proportional ist.

Tritt eine Differenz zwischen den beiden Werten ein, so wird diese Differenz benutzt, den .Feldstrom zu beeinflussen. Dies könnte dadurch geschehen, daß man die E. M. K. der Dynamomaschine d und den Wert des FeIdstromes auf ein Differentialinstrument wirken läßt, das mit Hilfe eines selbsttätigen Reglers den Feldstrom verändert. Ein zweiter Weg besteht darin, den von dem Feldstrom in einem Vorschaltwiderstand erzeugten Spannungsabfall mit der Kontrolldynamo zu kontrollieren, und zwar in der Weise, daß ein Ausgleichstrom fließt, sobald diese Werte nicht übereinstimmen. Dieser .Ausgleichstrom kann zur Veränderung des Feldes benutzt werden, indem er entweder durch die Nebenschlußfeldwicklung / fließt oder unter Umständen durch eine weitere Hilfsfeldwicklung der Anlaßdynamo. In der Fig. 2 ist eine Einrichtung gezeichnet, in der das erstere der Fall ist, und dieser besondere Fall soll näher beschrieben werden.

Dauernd an einer Stromquelle liegt der Widerstand r, am Pluspol liegt ferner das Feld f und mit ihm in Hintereinanderschaltung ein Vorschaltwiderstand s, von dem aus mit Hilfe des Reglers eine Stromverbindung nach dem Regelungswiderstand r hergestellt ist. Die Erregung erfolge von einer Batterie von 100 Volt, der Regelungswiderstand r be-

6ö sitze den Wert von 100 Ohm, das Feld den Wert von 50 Ohm, der -Vorschaltwiderstand s ebenfalls den Wert von 50 Ohm, und der Regelungshebel stehe derartig, daß er den Regelungswiderstand r im Verhältnis von 99 zu ι teilt. Dann fließt durch das Feld und den Vorschaltwiderstand s ungefähr der hundertste Teil, welcher durch den Regelungswiderstand r fließt, also etwa 0,01 Ampere. Dieser Strom erzeugt in dem Vorschaltwiderstand s einen Spannungsabfall von 0,5 Volt. Macht der Motor m und somit die Dynamo d genau so viel Umdrehungen, daß diese eine E. M. K. von 0,5 Volt erzeugen, so fließt kein Ausgleichstrom. Nehmen wir aber an, die Remanenz der Anlaßmaschine wirke negativ, und der Motor bewege sich nicht, so wird die Dynamo d keine E. M. K. erzeugen und wirken, als ob der Vorschaltwiderstand s kurzgeschlossen sei. Hierdurch wird der Feldstrom fast auf den doppelten Wert ansteigen und die E. M. K. derart beeinflussen, daß der Motor m zum Anlaufen gezwungen wird.

Nehmen wir aber an, die Remanenz wirke positiv und der Motor mache eine höhere Umdrehungszahl, dann wird die Dynamo d eine höhere E. M. K. als 0,5 erzeugen und den Strom im Feld verkleinern, also die Drehzahl des Motors m zurückbringen, dadurch, daß die Erregung der Anlaßmaschine geringer wird.

Man sieht hieraus, daß die Einrichtung bewirkt, die Drehzahl des Motors in Übereinstimmung zu bringen mit dem Erregerstrom \ des Nebenschlußfeldes der Anlaßmaschine, und daß diese Wirkung um so energischer eintritt, je größer der Wert des Vorschaltwiderstandes s zum Ohmschen Werte des Feldes /ist. Diese Überlegung führte zur Ausbildung des Anlaßreglers, wie sie in Fig. 2 gezeichnet ist, obwohl diese Ausführungsform zur Hervorrufung der Wirkung nicht unbedingt erforderlich ist. Bei voller Erregung der Anlaßmaschine ist die Korrektureinrichtung nicht erforderlich, da die prozentualen Abweichungen bei diesen Werten naturgemäß nur gering sind. Vom Widerstände s kann also um so mehr ausgeschaltet werden, je mehr sich die Erregung diesem Werte nähert. , Anderseits wirkt die Einrichtung um so kräftiger, wie bereits erwähnt, wenn bei schwacher Erregung der Vorschaltwiderstand s möglichst hoch ist. Daher trifft man zweckmäßig die Einrichtung, wie gezeichnet, daß bei Erregung des Feldes der Widerstand s verkleinert wird, während bei Aberregung des Feldes dieser vergrößert, wird. Daraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Kontrolldynamo d auch bei voller Drehzahl nur eine verhältnismäßig kleine Leistung abzugeben braucht und anderseits die Erregerenergie des Feldes bei voller iao

Erregung ebenfalls klein gehalten werden kann, indem dann nichts in Vorschaltwiderständen überflüssigerweise aufgezehrt wird. Von untergeordneter Bedeutung ist es, woher die Kontroll-E. M. K. genommen: wird, beispielsweise könnte sie, statt einer in Abhängigkeit von dem Motor angetriebenen besonderen Maschine auch dem Motor selbst, etwa mittels einer besonderen Wicklung, entnommen werden.

Claims (7)

Patent-Ansprüche:

1. Anordnung zur Regelung von Leonard-Antrieben mit kompoundierter Steuerdynamo, dadurch gekennzeichnet, daß das im Nebenschluß oder fremderregte Feld der Steuerdynamo durch eine der Geschwindigkeit des Antriebsmotors proportionale, aber vom Häuptstrom unabhängige E. M. K. so kontrolliert wird, daß die Bewegung des Aiytriebsmotors unabhängig von der Remanenz der Steuerdynamo und dem Spannungsverlust im Hauptstromkreise lediglich durch die Einstellung der

. Feldstärke des Nebenschlußfeldes der Steuerdynamo bestimmt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Wirkung der E. M. K. des Nebenschlußoder Fremderregerstromkreises der Steuerdynamo und der Kohtroll-E. M. K. zur Beeinflussung des Feldes der Steuerdynamo benutzt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontroll-Ii. M. K. die E. M. K. eines in Abhängigkeit vein dem Motor angetriebenen, zweckmäßig fremderregten Generators benutzt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontroll-

E. M. K. an einen Teil des Nebenschlußoder Fremderregerstromkreises der Steuerdynamo derart angeschlossen ist, daß in diesem Teil ein Ausgleichstrom auftritt, der zur Korrektur des Feldes der Steuerdynamo benutzt wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß der Kontroll-E. M. K. ein regelbarer Widerstand benutzt ist, der gleichzeitig mit" der Regelung der Steuerdynamo verändert wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschlußoder Fremderregerwicklung der Steuerdynamo zu den Regelungseinrichtungen so geschaltet ist, daß sie' bei jeder Stellung der Regelungseinrichtung in einem geschlossenen Stromkreis liegt.

7. Einrichtung nach . Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspannung der Steuerdynamo von einem im besondern Stromkreis gespeisten Widerstand (r) abgezweigt und durch Verlegung des einen Abzweigpunktes regelbar gemacht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.