DE257014C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M 257014-KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. November 1911 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ' Regeln von fremderregten Gleichstrommaschinen, bei denen der Spannungsabfall bei Belastung durch eine Hilfsspannung aufgehoben wird, die auf das Feld der zu regelnden Gleichstrommaschine wirkt, und hat den Zweck, beim Versagen der Hilfsmaschine eine unerwünschte Tourensteigerung der Hauptmaschine oder der von ihr abhängigen Maschinen zu

ίο verhindern.

Bei den bisher bekannten Schaltungen ist die Anordnung so getroffen, daß der Strom der Hilfsspannung je nach der Belastung verstärkend oder schwächend auf das Feld der Hauptmaschine wirkt. Solche Schaltungen sind beispielsweise in den Fig. ι bis 3 dargestellt. Die diesen Schaltungen zugrunde liegenden Regelverfahren haben gewisse Nachteile, auf die zunächst kurz eingegangen werden soll.

In Fig. ι bedeutet g die Anlaßmaschine eines in Leonardschaltung betriebenen Motors m. Die Hilfsmaschine h ist beispielsweise durch die Hilfswicklung w mit den Klemmen der Hauptmaschine verbunden und kann beliebig angetrieben werden. Bei der Belastung der Anlaßmaschine g als Generator tritt infolge des Spannungsabfalles eine Spannungsdifferenz zwischen den Klemmen der Anlaßmaschine und den Klemmen der Hilfsmaschine auf, die einen das Feld der Anlaßmaschine verstärkenden Strom in der Wicklung w hervorruft. Schaltet man jetzt die Hilfsmaschine aus oder wird diese durch eine Störung betriebsunfähig, so sinkt die Spannung der Anlaßmaschine und damit die Umdrehungszahl des zugehörigen Motors, ohne daß dabei irgendwelche schädlichen Wirkungen auftreten. Die Verhältnisse ändern sich jedoch, wenn die Anlaßmaschine als Motor läuft, wie es zum Beispiel bei Fördermaschinen während der Bremsperiode oder bei Lasteinfahrt der Fall ist. Es tritt dann zwischen Hilfsmaschine und Anlaßmaschine wiederum eine Spannungsdifferenz auf, jedoch in umgekehrter Richtung, so daß +5 der durch diese Spannungsdifferenz in der Wicklung w hervorgerufene Strom das Feld der Anlaßmaschine schwächt. Tritt jetzt eine Störung an der Hilfsmaschine auf oder muß diese außer Betrieb gesetzt werden, so hört ihre schwächende Wirkung auf das Feld der Anlaßmaschine auf. Die Spannung der Anlaßmaschine steigt daher, und in weiterer Folge wird die Bremswirkung des Motors m geringer, bzw. der Motor erfährt eine unerwünschte Tourensteigerung.

Dieselbe Wirkung tritt bei der in Fig. 2 angegebenen Anordnung ein, wenn die Hilfsmaschine außer Betrieb gesetzt werden muß. Auch bei dieser Schaltung wird die Anordnung allgemein so getroffen, daß die Hilfsmaschine h je nach der Belastung, verstärkend oder schwächend auf das Feld der Anlaßmaschine g einwirkt. Ein Ausschalten der

Hilfsmaschine würde daher, wenn die Maschine g als Motor Energie von der Maschine m aufnimmt, ebenfalls eine unerwünschte Steigerung der Umläufe der Maschine m zur Folge haben. Bei der in Fig. 3 angegebenen Schaltung soll der Tourenabfall des Motors m durch die Einwirkung der Hilfsmaschine h auf das Motorfeld aufgehoben werden. Bei dieser Schaltung wird die Anordnung allgemein so getroffen, daß bei Leerlauf des Motors die Hilfsmaschine keinen Strom abgibt. Bei Belastung des Motors in positivem oder negativem Sinne, d. h. als Motor oder Generator, bewirkt der auftretende Tourenabfall eine Spannungsdifferenz zwischen Hilfsmaschine und Hauptmaschine, so daß durch die Wicklung w ein Strom fließt, der schwächend oder verstärkend auf das Feld der Hauptmaschine einwirkt. Der Strom wirkt verstärkend, wenn der Motor m infolge eines äußeren Antriebes, wie z. B. einer eingehängten Last bei einem Fördermotor, als Generator läuft. Beim Versagen der Hilfsmaschine würde daher die Verstärkung aufhören und in diesem Falle ebenfalls eine unerwünschte Steigerung der Drehzahl des Motors stattfinden.

Gemäß der Erfindung soll nun die Steigerung der Umdrehungsgeschwindigkeit beim Ausbleiben der Hilfsspannung in den oben angeführten und ähnlichen Schaltungen dadurch vermieden werden, daß die Größe und Richtung der Hilfsspannung derart gewählt ist, daß ihre Einwirkung auf das fremderregte Feld der Hauptmaschine innerhalb gewisser Regelbereiche und Belastungsgrenzen immer in demselben Sinne erfolgt.

In Fig. 4 sei die Magnetisierungscharakteristik der Maschine g der Fig. 1 und 2 sowie des Motors m in Fig. 3 dargestellt. Bei den bisher bekannten Schaltungen ist die Anordnung derart getröffen, daß der Strom der Hilfsspannung je nach der Belastung verstärkend oder schwächend auf das Hauptfeld wirkt. Die dem normalen Feld der Hilfsmaschine entsprechende Spannung sei im Punkte α angedeutet. Die Regelung durch die Hilfsmaschine erfolgt dann in der Weise, daß die Spannung im Sinne der beiden ausgezogenen Pfeile wächst oder fällt.

Bei vorliegender Anordnung entspricht jedoch der Punkt g der Normalspannung des Generators g der Fig. 1 und 2. Die Regelung erfolgt im Sinne des gestrichelten Pfeiles derart, daß die Zusatzspannung das Feld des Generators g immer verstärkt, auch wenn dieser zeitweise als Motor läuft, die Spannung selbst also in ihrer Größe um den Punkt α schwankt. Für den Motor m der Fig. 3 erfolgt die Regelung von dem Punkt m aus in der Weise, daß ebenfalls die Spannung um den Punkt a schwankt, das Motorfeld durch die Zusatzregelung daher immer geschwächt wird, auch wenn dieser zeitweise als Generator läuft.

Es müßte daher gemäß der Erfindung in dem Beispiel nach Fig. 1 die Spannung der Hilfsmaschine h mindestens um den Betrag des Spannungsabfalles für eine gegebene Stromstärke größer gemacht werden als die Spannung der Hauptmaschine g, wobei die Schaltung so getroffen sein muß, daß der Ausgleichstrom verstärkend auf das Feld der Hauptmaschine wirkt. Wird dann, während die Anlaßmaschine innerhalb der gewählten Belastungsgrenzen als Motor läuft, die Hilfsmaschine plötzlich unbrauchbar, so tritt durch den Ausfall des Hilfsstromes stets eine Schwächung des Feldes der Hauptmaschine g ein, so daß ein Anwachsen der Drehzahl der zugehörigen, in Leonardschaltung betriebenen Maschine m unmöglich ist.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 müssen bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens entsprechende Spannungsverhältnisse und Schaltungen wie bei Fig. 1 getroffen werden.

Bei der Motorschaltung nach Fig. 3 muß jedoch der Strom der Hilfswicklung innerhalb der festgesetzten Belastungs- und Regelgrenzen stets schwächend auf das Motorfeld wirken, so daß beim Ausfall der Wirkung der Hilfsmaschine h stets eine Feldverstärkung an dem Motor m auftritt. Es kann dann weder, beim Motor- noch beim Generatorbetrieb durch Aus- ' fall der Hilfsmaschine eine Tourenerhöhung der Maschine m stattfinden.

In den oben angeführten Beispielen wurde die Hilfsspannung stets durch eine Hilfsmaschine erzeugt. Selbstverständlich kann man für das vorliegende Verfahren auch jede auf andere Weise erzeugte Hilfsspannung benutzen.

Die praktische Ausführung des Verfahrens kann in der Weise erfolgen, daß z. B. bei Leonardschaltung die Erregerwicklungen von Anlaß- und Hilfsmaschine durch eine gemeinsame Steuerung derartig voneinander abhängig gemacht werden, daß die oben angegebenen Verhältnisse innerhalb bestimmter Steuerhebelstellungen bestehen bleiben. Sind beide Erregungen in Reihe geschaltet, wie es z. B. in Fig. 3 für den Motorbetrieb dargestellt ist, so kann man auch das Verhältnis der Spannungen von Haupt- und Hilfsmaschine gemäß der Erfindung durch das Verhältnis der elektrischen, magnetischen oder überhaupt der Betriebsgrößen beider Maschinen einstellen.

Claims (1)

1. "5 Patent-Anspruch:

   Verfahren zum Regeln von fremderregten Gleichstrommaschinen insbesondere in Leonard-Betrieben, deren Feld durch eine

   Hilfsspannung beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom dieser Hilfsspannung auf das Feld der Hauptmaschine stets in demselben Sinne wirkt, und zwar verstärkend bei einem Generator, auch wenn dieser zeitweise als Motor läuft, und schwächend bei einem Motor, auch wenn dieser zeitweise als Generator läuft, zu dem Zwecke, beim Ausbleiben der Hilfsspannung eine Tourensteigerung der Hauptmaschine oder der von ihr abhängigen Maschinen zu verhindern.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.