DE394697C

DE394697C - Gleichstromsenkschaltung fuer Nebenschluss- oder Kompoundmotoren

Info

Publication number: DE394697C
Application number: DEA38015D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Publication date: 1924-05-10

Description

.ti.i.

Bisher wurden bei Gleichstromkranhubwerken fast ausschließlich Hauptstrommotoren benutzt, weil sie den Vorteil haben, leichte Lasten schneller zu heben als schwere. Die hierfür benutzten Senkschaltungen bestanden darin, daß entweder für schwere Lasten Senkbremsstellungen, für leichte Lasten Stromstoßstellungen benutzt wurden oder in der sogenannten Senkkraftschaltung, bei der durch ίο Widerstände, die parallel zum Anker geschaltet sind, schwere oder leichte Lasten auf denselben Stellungen gesenkt werden können. Man hat auch eine Verbindung beider Schaltungsarten durchgeführt, indem man auf die Senkbrems-Stellungen Senkkraftstellungen folgen ließ, die es erlaubten, daß auch die schweren Lasten auf den Kraftstellungen gesenkt wurden. Diese Schaltung erfordert aber viel Strom für die Fremderregung des Hauptstromfeldes. Verwendet man an Stelle von Hauptstromfeldwicklungen ein Nebenschlußfeld, so ergibt dies den Vorteil der Rückgewinnung einer größeren beim Senken freiwerdenden Energie. Die Verwendung von Nebenschlußmotoren ist vorwiegend für Greiferkrane geeignet, bei denen in der Regel der volle Greiter gehoben und der leere Greifer gesenkt wird. Der Vorteil der Geschwindigkeitssteigerung des Hauptstrommotors bei leichteren Lasten kann also beim Heben nicht ausgenutzt werden: der mögliche Rückgewinn an Energie geht aber in der Erregung des Hauptstromfeldes verloren, während eine Senkschaltung mit Nebenschlußmotor Stromrückgewinnung ermöglicht. Diese ist bei Greiferkranen um so höher zu bewerten, je größer der Greiferinhalt und damit die Motorleistung wird. Nimmt man an, daß der Greifer etwa ebensoviel wiegt wie sein Inhalt, so kann bei der bisherigen Senkkraftschaltung mit Hauptstrommotoren keine Energie zurückgewonnen werden, während bei der Schaltung mit Nebenschlußmotoren 40 bis 50 Prozent des zum Heben des vollen Greifers erforderlichen Stromes zurückgewonnen werden können. Der Gewinn an Energie gegenüber der Hauptstromschaltung ist um so größer, je größer der Triebwerkswirkungsgrad ist, je mehr also der als Dynamo geschaltete Motor die Last abbremsen muß; dtnn je größer dieses Bremsmoment ist, desto stärker muß auch das Feld erregt werden, um trotz gesteigerter Senkgeschwindigkeit eine Funkenbildung am Kommutator zu vermeiden.

Die Abb. 1 und 2 der Zeichnung stellen einen Vergleich der Stromverbrauchsverhältnisse der Senkschaltungen mit Hauptstromfeld (Abb. 1) und derjenigen mit Nebenschlußfeld (Abb. 2) dar.

Die Abb. 1 zeigt das Schaltbild der bisher übliche η Senkschaltung eines Hauptstrommotors mit Anker a, Feld fh und Widerstand w und die Stromverzweigung. Unter der Annahme, ! daß der leere Greifer vom Gewicht der halben ! Gesamtlast gesenkt wird und der Hubwerkswirkungsgrad 90 Prozent beträgt, daß ferner die Motorleistung zum Heben der Vollast bei einer Betriebsspannung von 300 Volt 55 kW, entsprechend einer Hubstromstärke von 120 Amp., beträgt, fließen im Hauptstromfeld 46 Amp., im Anker etwa 48 Amp. und in das Netz zurück nur 2 Amp., da der Widerstand u· für die Erregung des Feldes den größten Teil der · freiwerdenden Energie vernichtet. Die am Anker entwickelte E.M.K. ist hierbei 550 Volt, und der Motor erreicht eine höchste Senkgeschwindigkeit von etwa der 1,85 fachen Hubgeschwindigkeit bei vollem Greifer.

In Abb. 2 ist die Senkschaltung mit Nebenschlußmotor in der letzten Senkstellung dargestellt ; es ergibt sich, daß bei der gleichen Felderregung der volle Ankerstrom von 48 Amp. in das Netz zurückfließt, wovon nur etwa 3 Amp. zur Erregung des Nebenschlußfeldes abzuziehen sind, um den Strom rückgewinn von 45 Amp. zu erhalten. Die erreichte Senkgeschwindigkeit bei Benutzung des an Ohmzahl und Querschnitt gleichen Widerstandes ist aber bei der neuen Schaltung die 2,2 fache Vollast-Hubgeschwindigkeit, also größer als bei der alten Schaltung. Dies liegt daran, daß die bei Abb. 1 benutzte Stufe R₀-R₁ zur Herabsetzung der Feldstromstärke des Haupt-

strommotors, also für 46 Amp. ausgelegt werden muß, während das Nebenschlußfeld zur Schwächung nur für wenige Ampere« auszulegen ist. Dagegen wird der Widerstand R₀-R₁ in Abb. 2 zur Erhöhung der Anker-E.M. K. benutzt, um den Spannungsverlust im Widerstand, der durch den Generatorstrom hervorgerufen wird, zu vergrößern.
• Die Erfindung bezweckt nun eine besondere betriebssichere und einfache Senkschaltung für Nebenschlußmotoren, bei der die volle Last auf jeder Stellung gefahrlos gesenkt werden kann und eine Drehmomentsunterbrechung vermieden ist.

Die bisherigen Nebenschlußsenkschaltungen dieser Art hatten den Nachteil, daß der Stromkreis für den Anker beim Übergang von den Kurzschlußbremsstellungen zu den Nutzbremssteüungen unterbrochen war, und daß diese

ao Drehmomentsunterbrechung zur Folge hatte, daß der Motor eine unzulässig hohe Drehzahl annahm oder die Last abstürzte, falls der Führer beim Schalten längere Zeit auf der Übergangsstelle, bei der ja auch die Bremse gelüftet ist, stehen blieb. Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine Verbesserung dieser Nachteile des Vorhandenen durch Hinzufügen einer Übergangsstellung, bei der der Motor in Senkkraftschaltung geschaltet ist, d. h. der Anker in bekannter Weise über einen Widerstand am Netz liegt und zugleich mit einem Teil des Anlaßwiderstandes einen Kurzschlußstromkreis bildet. Diese Schaltung ist aber nur auf der Übergangsstellung von den Kurzschlußauf die Nutzbremsstellungen vorhanden, und selbst auf dieser Übergangsstellung ist der Energieverbrauch des parallel zum Anker geschalteten Widerstandes gering, weil der größte Teil des Anlaßwiderstandes eingeschaltet ist.

Die Abb. 3 zeigt den Stromlauf auf den verschiedenen Senkstellungen. Die Stellungen ι bis 4 sind Bremsstellungen, bei denen der Anker α auf die Anlaßwiderstände Rg-R₁ kurzgeschlossen ist. Beim Überschalten von Stellungen 4 nach 5 wird der Anker über den Widerstand R₀-R₁ an das Netz gelegt und kurz darauf die Verbindung des Widerstandes R₆ mit dem Minuspol unterbrochen. Unter Umständen kann der Netzpol auch an den Punkt A₂ angeschlossen werden. Der Widerstand r dient als Schutzwiderstand in der Übergangsstellung und gegen ein zu scharfes Bremsen. Der Übergang von der Bremsstellung 4 auf die Stellung 5 mit Netzanschluß für Stromrückgewinnung erfolgt ohne Drehmomentsunterbrechung.

Je nach der Senklastgröße bleibt das Nebenschlußfeld f in Stellung 5 voll erregt oder es wird gegebenenfalls auf einer weiteren Stellung mehr oder weniger geschwächt. .Hat man es beim Senken mit immer gleichen Lasten zu tun, so kann man den Motor auch mit Kompoundwicldung ausführen, wobei durch richtige Wahl der Amperewindungen des Hauptstromfeldes gegenüber denen des Nebenschlußfeldes das für die gewünschte Geschwindigkeitssteigerung erforderliche geschwächte Feld hergestellt werden kann. Das Hauptstromfeld würde dann dauernd in Reihe mit dem Anker geschaltet bleiben können.

Es kann, wenn auch in seltenen Fällen, vorkommen, daß der volle Greifer gesenkt werden muß. Hat man nun für den normalen Betrieb bei leerem Greifer, also für halbe Last, dieHöchstgeschwindigkeit eingestellt, so würden die hierdurch bedingten Widersiände beim Senken der vollen Last auf den Stellungen »Senken« 4 und 5 eine zu große Senkgeschwindigkeit und vor allen Dingen auch eine zu hohe Bremsspannung ergeben, die eine schädliche Funkenbildung am Kommutator hervorrufen würde. Es ist infolgedessen zweckmäßig, beim Überschreiten einer gewissen Spannung, die etwa 10 bis 30 Prozent über der Netzspannung liegt, die Widerstandsstufe R₁-R₂ oder sogar R₁₁-R₂ selbsttätig durch einen elektromagnetischen Schalter kurzzuschließen, dessen Spule beim Überschreiten der Grenzspannung den Kontakt schließt.

Claims

P ATENT-Ansprüche:

1. Gleichstromsenkschaltung für Nebenschluß- oder Kompoundmotoren, bei der der Anker des Motors in den ersten Stellungen über einen Widerstand kurzgeschlossen und. in den letzten Stellungen in Reihe mit einem Widerstand an das Netz angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von den ersten zu den letzten Stellungen über eine Zwischenstellung er- mo folgt, bei der der Kurzschlußkreis der ersten Stellungen über die dem Anker auf denletzten Stellungen vorgeschaltetenWiderstände mit dem Netz verbunden wird.

2. Gleichstromsenkschaltung nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den letzten Stellungen für das Senken mittlerer Lasten bemessenen Widerstände beim Senken schwerer Lasten durch einen elektromagnetischen Schalter selbsttätig verringert werden, sobald die Bremsspannung eine bestimmte Größe überschreitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.