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Regelung des Antriebes für Arbeitsmaschinen mit schwankendem Kraftbedarf.
Im Patent 336199 ist eine Schaltung für regelbare Nebe-nschlußmotoren beschrieben,
die für den Antrieb von Arbeitsmaschinen mit schwankendem Kraftbedärf bestimmt sind,
,indt bei denen das Nebenschlußfeld, selbsttätig in Abhängigkeit von, der Belastung
des Motors derart geregelt wird, daß der Motor eine konstante oder eine in vorbestimmter
Weise sich ändernde Leistung abgibt. Die Änderung des, Feldes erfolgt bei dieser
Anordnung durch einen Hilfsmotor, welcher die in den Nebenschlußerregerkreis eingeschalteten
Widerstände kontinuierlich ändert. Wenn man auf eine derart feinstufige Regelung
verzichtet und sich mit einer grobstufigen Regelung zufrieden gibt, die in der Praxis
vollständig genügt, so kann der Hilfsmotor fortfaflen und die Anordnung erheblich
vereinfacht werden. Dies läßt sich erfindungsgemäß durch Anordnung einer Anzahl
von Stromwächtern 'erreichen, welche von einem bestimmten Teil des Ankerstroines
durchflossen -werden, und- welche bei bestimmten Stromstärken durch Veränderung
des Nebenschlußfeldes selbsttätig die Drehzahl des Motors regeln.
In
der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar
zeigt Albb. i die Schaltung des Motors gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem
Handanlasser und Abb. 2 eine ähnliche Schaltung mit einem bereits vorgeschlagenen
selbsttätigen Anlasser. i ist der Antriebsinotor mit dem Nebenschlußfeld:2, einer
kleinen Hauptstroi-nwickhin- 21 und,(ler Wendepolwicklung 3. 4 ulld 4' sind
die Hauptschalter für Vor- und Rückwärtsgang des Antriebsinotors, die zweckmäßig
durch Schütze in bekannterWeise gesteuert werden. 5 ist der Steuerhebel.
6, 7, 8 sind die Stromwächterspulen gemäß der Erfindung.
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Der Strornverlauf ist bei der Einrichtung der Abb. i folgender: Von
der positiven Sammelschiehe + geht der Strom über den Widerstand
9, den Steuerhebel 5, die Vorschaltwiderstände für den Anker io, den
Vorschaltwiderstand ii, der im allgemeinen durch den Schalter 12 kurzgeschlossen
ist, die Wendepolwicklung 3, die Hauptschalter 4 bzw. 4' zu der einen Klemme
des Motors. Die andere Klemme ist über den entsprechenden Hauptschalter direkt an
die negative Sammelschiene - gelegt. Das Nebenschlußfeld zweigt am Steuerschalter
ab, und ist über die Regulierwiderstände 13 an die negative Sammelschiene angelegt.
An den Enden des Widerstandes 9 zweigt ein Nebenschlußkreis ab, der die Stromwächter
6, 7,
8 und 14 erregt. Die Stromwächter sprechen bei verschiedenen
Stromstärken an, und zwar derart, daß jeder Stromwächter bei einer höhleren Stromstärke
anspricht als die in der Zeichnung darüberliegenden Stromwächter. Die Nebenschlußregulierwideystände
13 sind in drei Abschnitte geteilt, die durch die Anker der Stromwächter6,
7, 8
bei Überschreiten einer bestimmten Stromstärke kurzgeschlossen werden
können. übersteigt der Ankerstrom bei vollerregtem Nebenschlußfeld eine bestimmte
Größe, so spricht auch, der Stromwächter 14 an, schließt einen Stromkreis für die
Betätigung des Schalters 12 und schaltet auf diese Weise den Vorschaltwiderstand
ii vor den Anker des Motors und setzt den Ankerstrom in-jedein Falle auf das höchstzulässige
Maß herab-.
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Zunächst wird je nach der gewiiiischten Drehrichtung der Hauptschalter
4 bzw. 4' bei der in der Abb. i dargestellten Stellung des Steuerhebels
5 eingeschaltet. Dann werden durch Drehung des Steuerhebels die Anlaßwiderstände
io allmählich ausgeschaltet und schließlich der Motor durch Feldsch-wächung weiter
beschleunigt. Steht der Stererhebel in der ersten Abteilung a der Nebenschlußwiderstände
13 und steigt dann die Belastung des Motors iderart, daß die drei Stromwächter
6, 7, 8 ansprechen, so wird der restliche Teil der Widerstände a den bereits
eingeschalteten Teilen parallel geschaltet und auf diese Weise das Feld des Motors
verstärkt, die Tourenzafil und, somit auch die Stromstärke herabgemindert. Steht
der Steuerhebel in der Abteilung b, so wird beim Ansprechen der Stroinwächterspulen
6 und 7
der restliche Teil des Widerstandes dem eingeschalteten parallel
geschaltet; spricht außerdem die Stromwächterspule 8 an, so wird die Widerstandsabteilung
a kurzgeschlossen. Ähnlich verhält es sich" wenn der Steuerhebel in der Abteilung
c steht. Steht der Steuerhebel in seiner äußersten Stellung, so werden
je
nach der Höhe der Stromstärke die Widerstandsstufen c, b,
a nacheinander kurzgeschlossen. Sinkt der Strom wieder unter ein bestimmtes Maß
herab, so werden die Anker der Strornwächter wieder abfallen und den Motor durch
Feldschwächung, gegebenenfalls bis auf die durch die Stellung des Steuerh!ebels
gegebene Tourenzahl beschleunigen. Die Stromwächter sind derart abgestimmt, das
der Motor unabhängig von der jeweils zu leistenden Arbeit eine annähernd konstante
oder in einer bestimmten Weise sich ändernde Leistung abgibt, wie dies auch bei
der Einrichtung nach dein Hauptpatent 336199 geschieht.
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Wird bei starker überlast und vollerregtein Feld der Strom so groß,
daß der Stromwächter j4 anspricht, so wird der Widerstand i Y vor den Anker
geschaltet und setzt auch bei geringster Tourenzahl den Ankerstrom auf das höchstzulässige
Maß herab.
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Bei der Einrichtung nach Abb. 2 wird der Motor über die Hauptschalter4,
4', den Vorschaltwiderstand.i4, 15, die Stromwächterspule i0 und den Widerstand
9 an das Netz + - angelegt. Die Nebenschlußerregerwicklung 2 liegt
über die Widerstände a, b, c
und der Steuerschalter
5 direkt am Netz. Die Stromwächter6, 7, 8 sind ebenso geschaltet wie
bei der Abb. i. In dem Verbindungspi-inkt der Widerstände 14 und 15
ist über
den Schalter 17 die Spule des Stromwächters 18 angeschlossen, deren zweiter
Endpunkt zwischen der Stromwächterspule 16 tind. den Schaltern 4, 4' angeschlossen
ist. Falls es erforderlich sein sollte, kann man den 'Vorschaltwiderstand 14, 15
auch niehrfach unterteilen und weitere Stromwächter in ähnlicher Weise von bestimmten
Punkten .des Widerstandes abzweigen. Parallel zu den gesamten Widerständen 14, 15
und der Stromwächterspule 16 liegt über einem Schalter 23
die Stromwächterspule
ig. Die Stromwächter 16 und 18 sind so eingestellt, daß die Kontakte
beim
Viiterschreiten einer bestimmten Stromstärke geschlossen werden, die für den Strom-wächter
18 geringer ist als für den Strornwächter 16, und die so bemessen ist, daß beim
Anlassen die entsprechenden Teile des Vorschaltwiderstandes erst dann abgeschaltet
werden, wenn die erforderliche Drehzahl der Maschine erreicht ist. Werden die Kontakte
der Stromwächter 16 und 18 geschlossen, so werden nacheinander die Schütze 2o und
-->i betätigt, welche die Schalter 17
-und :23 steuern.
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Beim Anlassen wird zunächst der Steuerhebel 5 in diie entsprechende
Fahrstellung gebracht. Hierdurch wird das entsprechende Schütz 4 bzw. 4' eingelegt
und- der Motor i an Spannung gelegt. Beim Einschalten entspricht die Stromstärke
dem vorgesehenen und durch die Größe des Widerstandes 14, 15
bestimmten Einschaltstrom.
Dadurch öffnet sich zunächst der Kontakt des Stromwächters 16, zugleich läuft der
Motor an. Sinkt mit zunehmender Geschwindigkeit desselben der Anlaufstroin so weit,
daß die erste Widerstandsstufe 14 abgeschaltet werden kann, so schließt sich der
Kontakt des Streihwächters 16, wodurch, das Schütz 2o über den Kontakt des Stromwächters
ig # an Spannung gelegt wird und den Schalter 17 sowie den Kontakt 22 schließt.
Hierdurch wird der Widerstand 14 kurzgeschlossen und der Hauptstrom fließt von der
rechten Klemme des Arbeitsmotors i über den Widerstand is, den Schalter 17, die
Stromwächterspule 18, Schalter 4-4', den Widerstand 9 zum Netz. Dadurch öffnet
sich der Kontakt des Stromwächters 18 und schließt sich erst wieder, wenn der Strom
des Motors infolge der weiter gesteigerten Drehzahl so weit gesunken ist, daß auch
die Widerstandsstufe 15 abgeschaltet werden leann. In diesem Moment erhält das Schütz
21 Strom über den Kontakt2-2, und den Kontakt des - Stromwächters 18
und legt den Schalter :23 ein. Der Widerstandi5 wird kurzgeschlossen und der Motorstrom
fließt von der rechten Klemme des Arbeitsmotors direkt über die Streinwächterspuleig,
den Schalter-23, 4, 4' und den Widerstand9 zum 2#',#etz zurück.
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Die Stromwächterspulen 6, 7 und 8 beginnen nun in genau
der gleichen Weise wie bei der Anordnung nach Abb. i zu arbeiten und Creben während
des Betriebes die Möglichkeit, t' durch Feldänderung die Leistung des Motors in
der gewünschten Weise selbsttätig zu regeln.
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Steigt die Belastung, nachdem der Motor seine niedrigste Geschwindigkeit
- erreicht hat, über ein bestimmtes Maß an, so öffnet der Stroinwächter ig
seinen Kontakt, wodurch der Stronikreis für die Schütze 2o und' 21 unterbrochen
wird und die Schalter 17 und 23 sich öffnen. Dadurch wird der volle #Viderstarid
14, 15 vor den Arbeitsmotor i vorgeschaltet und der Strom mindestens bis
auf den Einschaltstrom herabgesetzt, selbst wenn der -Motor stehen bleibt. Wird
die Belastung wieder geringer, so schalten sich in derselben Weise wie beim Anlassen
die Widerstände 14, 1-5 nacheinander ab.