DE405378C

DE405378C - Method for starting DC motors by means of an auxiliary motor connected upstream of them

Info

Publication number: DE405378C
Application number: DEA37068D
Authority: DE
Inventors: Paul Thieme
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1922-01-17
Filing date: 1922-01-17
Publication date: 1924-10-31

Description

Verfahren zum Anlassen von Gleichstrommotoren mittels eines diesen vorgeschalteten Hilfsmotors. Gemäß der Erfindung wird dem anzulassenden Motor, nachstehend Hauptmotor genannt, ein Anlaßmotor vorgeschaltet. welcher erheblich kleiner :ist als der Hauptmotor. Dieser Anlaßmotor ist als Nebenschlußniotor gedacht. Er wird in der Weise vorgeschaltet, daß sein Anker mit dein Anker des Hauptmotors in Reihe geschaltet ist, während sein Feld durch das Netz unabhängig erregt wird. Wird nun diese Kombination beider Motoren in Serie an dass Netz gelegt, gegebenenfalls unter vorübergehender Einschaltung eines Widerstandes in den Ankerkreis, so wird der Anlaßinotor, welcher vollkommen leer läuft, sieh in Bewegung setzen, und zwar wird er in sehr kurzer Zeit seine höchste Drehzahl erreichen. Der Hauptmotor dagegen wird, da er sehr viel größer ist und auch in der Regel belastet, in Ruhe bleiben, so elaß sein Anker lediglich als Olnnscher Widerstand ini Stroillkreis aufzufassen ist, dessen Größenordnung so niedrig; ist, daß sie die Strcnli.stärke in deni Kreise nicht nennenswert beeinflußt.Method for starting DC motors by means of one of these upstream auxiliary motor. According to the invention, the engine to be started is shown below Called the main motor, a starter motor is connected upstream. which is considerably smaller: is as the main engine. This starter motor is intended as a bypass motor. He will upstream in such a way that its armature is in series with your armature of the main engine is switched while its field is independently excited by the network. Will now this combination of both motors in series is placed on the network, if necessary under temporary connection of a resistor in the armature circuit, the starter motor, which runs completely empty, see set in motion, and indeed it becomes very much reach its maximum speed in a short time. The main engine, on the other hand, is because he is much larger and usually burdened, stay calm, be so relaxed Anker is only to be understood as an Olnn resistance in the Stroillkreis, whose Order of magnitude so low; is that it does not significantly increase the strength of the lines in the circles influenced.

Wird nun nach der Erfindung die Erregerwicklung des laufenden Anlaßniotors fort-C# t# so läuft der Hauptmotor an. Die Vorgänge, die sich dabei abspielen, seien wie folgt näher erläutert: Sobald die Feldwicklung des Anlaßinotors innerbrochen wird, sinkt auch seine Feld- stärke, jedoch nicht momentan, sondern inne rhalb einer, wenn auch kurzen Zeit. Während dieser Zeit kann der leer laufende Anker des Motors seine Drehzahl erhöhen entsprechend der verringerten Feldstärke, so daß die Spannung an den Bürsten unverändert bleibt; gleichzeitig erhöht sich, wenn auch nur in sehr geringem Maße, die Stromstärke. Die Drehzahlerhöhung schreitet mit der Feldschwächung fort und führt schließlich zum Durchgehen des Motors, einer auch sonst bekannten Erscheinung bei Unterbrechen des reldeseines leer laufendenGleichstrom-Nebenschlußniotors. Spielen sich die Vorgänge so ab wie beschrieben, so kann natürlich der Hauptmotor nicht anlaufen, da die Stromstärke nach wie vor durch den Leerlaufverbrauch des Anlaßniotors bedingt wird und daher niedrig bleibt. Es muß also dafür gesorgt werden, daß der Anlaßmotor seine Drehzahl nicht der Schwächung des Feldes anpassen kann, so claß die Spannung an den Ankerkleininen zurückgeht. Dies kann durch verschiedene: Mittel erreicht werden. Ein THittel besteht in der Anbringunggrößerer Schwungmassen auf der Welle des Anlaßinotors. Die 13escllletliiigluig; dieser Schwunginasse kann nur allmählich geschehen, so daß die Fellstärke rascher sinkt, als die Ankerdrehzahl zu steigen vermag, und dadurch die Spannung; an <gen Ankerbürsten zurückgeht. Die Folge dieses Spannungsrückganges ist dann eine Stromzunahme, die bei richtiger Wahl der Verhältnisse den Hauptmotor zum Anlaufen bringt.If, according to the invention, the excitation winding of the running starter is continued - C # t #, the main motor starts up. The processes that take place here are explained in more detail as follows: As soon as the field winding of the starter motor is broken, its field strength also drops, but not momentarily, but within a short time, albeit a short one. During this time, the idling armature of the motor can increase its speed according to the reduced field strength, so that the voltage on the brushes remains unchanged; at the same time, the current strength increases, even if only to a very small extent. The increase in speed continues with the field weakening and finally leads to the motor stalling, a phenomenon that is also otherwise known when the relay of an idle DC bypass gate is interrupted. If the processes take place as described, then of course the main motor cannot start, since the current intensity is still due to the idling consumption of the starter and therefore remains low. It must therefore be ensured that the starter motor cannot adjust its speed to the weakening of the field, so that the tension on the armature is reduced. This can be achieved through several: Means. One means is to attach larger centrifugal masses to the starter motor shaft. The 13escllletliiigluig; this swing mass can only happen gradually, so that the skin thickness decreases faster than the anchor speed can increase, and thereby the tension; decreases in anchor brushes. The consequence of this drop in voltage is then an increase in current which, with the correct choice of conditions, causes the main motor to start.

Diese Schwungmasse hat allerdings den Nachteil, daß sie das Anlaufen des Anlaßmotors erschwert bzw. die Dauer dieses Anlaufes verlängert. Dieser Mangel kann nahezu dadurch beseitigt werden, daß die Schwungmasse so eingerichtet wird, daß ihr Schwun ginoment Gd.= mit steigender Drehzahl steigt. Man braucht nur die Schwungmasse ähnlich wie bei einem Schwungkugelregler auszuführen.This flywheel, however, has the disadvantage that it causes tarnishing the starter motor is made more difficult or the duration of this start-up is extended. This lack can almost be eliminated by setting up the flywheel in such a way that that their momentum Gd. = increases with increasing speed. You just need that The flywheel is similar to that of a flyball regulator.

Ein weiteres Mittel zur Verhinderung der Drehzahlsteigerung des Anlaßmotors bei sinkendem Feld besteht in der Belastung dieses Motors. Diese Belastung braucht nicht groß zu sein, da das Drehmoment, welches der Motor nach Abschalten der Erregerwicklung anit Hilfe des remanenten Feldes zu entwickeln vermag, nur sehr klein ,ist. Ein in dieser Weise belasteter Motor wird nach Fortnahme des Feldes allmählich in seiner Drehzahl abfallen und auch die Spannung an seinen Bürsten wird nachlassen, wodurch die Stromstärke steigt, also der Hauptmotor zu:n Anlaufen kommen wird.Another means of preventing the starter motor from increasing speed when the field is falling there is the load on this motor. This burden takes not to be great, because the torque that the motor generates after switching off the excitation winding It is only very small that it can develop with the help of the remanent field. A Motor loaded in this way gradually becomes in its after removal of the field RPM will drop and also the tension on its brushes will decrease, causing the amperage increases, so the main motor closes: n will start up.

Ein drittes -Mittel endlich besteht in cler Anwendung einer gegenmagnetisierenden Feldwicklung. Durch sie wird bewirkt, (laß (las Feld des Anlaßmotors sehr rasch auf 0 oder nahezu 0 herabsinkt oder eine entgegengesetzte Richtung annimmt, cla der Ankerstrcin nicht unbeschränkt wachsen kann. Dadurch wird erreicht, daß (las Drehnionient des Ankers ebenfalls 0 wird oller ein entgegengesetztes Drehinonient auftritt, so daß eine Drehzahlerhöhung des Ankers, welche die Herabsetzung der Bürstenspannung durch Feldschwächung ausgleichen könnte, nicht eintritt. Die Bürstenspannung sinkt also, und damit steigt auch hier der Strom und der Hauptanotor läuft an.Finally, a third means consists in the use of a counter-magnetizing Field winding. It causes (let (read the field of the starter motor very quickly drops to 0 or almost 0 or takes an opposite direction, cla the anchor strength cannot grow indefinitely. Thereby it is achieved that (read Rotational ionient of the anchor also 0 becomes or an opposite rotational linearity occurs, so that an increase in the speed of the armature, which reduces the brush voltage could compensate for by field weakening, does not occur. The brush voltage drops So, and with it the current increases here too and the main anotor starts up.

Als gegenmagnetisierende Wicklung kann die bei modernen Motoren angewendete Wenclepolwickltuig dienen, deren Wirkung, wie durch Versuche nachgewiesen isst, genügt, um den allmählichen Rückgang (leg Spannung an den Bürsten des Anlaßmotors herbeizuführen und ein Durchgellen des Ankers zu verhindern.As a counter-magnetizing winding that can be used in modern motors Wenclepolwickltuig serve, the effect of which, as demonstrated by experiments, eats is enough to make the gradual decrease (put tension on the brushes of the starter motor bring about and prevent the anchor from floating through.

Die Gegeninagnetisierung kann auch in A)-hängigkeit von der Spannung aui Anker des Hilfsmotors crebracht werden, indem die ursprünglich an konstanter Sparmutig liegende Feldwicklung in umgekehrtem Sinne an die Klennilen des Ankers des tlilf.;niotors gcl@gt wird, gegebenenfalls unter 7wischensclialtung von \\%i(lerstätiden. ktierdurch wird erreicht. (laß die Stärke (los Gegenfeldes um ,o größer wird, je mehr der Hilfsanker nach Fortnahine des Hauptfeldes seine Drehzahl steigert, wodurch diese Steigerung in bestimmten Grenzen gehalten werden kann.The opposite magnetization can also be A) -dependent on the voltage aui armature of the auxiliary engine can be crebracht by the originally at constant Sparingly lying field winding in the opposite direction to the clamps of the armature des tlilf.; niotors gcl @ gt, if necessary with wiping off \\% i (lerstätiden. ktierdurch is achieved. (let the strength the more the auxiliary anchor increases its speed after the main field continues, whereby this increase can be kept within certain limits.

Die drei erwähnten Mittel lönnen auch untereinander kombiniert `-erden.The three remedies mentioned can also be combined with one another.

Jedes dieser Mittel oder ihre I-onibination braucht aber keineswegs in solchem Grade zur Wirkung gebracht zu werden, daß iede Drehzahlsteigerung des Anlaßankers überhaupt unterbleibt. Die Verhältnisse werden vielmehr zweckmäßig so gewählt, daß beine Offnen des Feldes des Anlaßmotors zunächst eine mäßige Drehzahlsteigerung seines Ankers eintritt.-Hierdurch wird ein allmählicherer Stromanstieg und daanit ein besseres Anlassen des Hauptmotors erreicht.However, each of these means or their ionibination is by no means necessary to be brought into effect to such an extent that each speed increase of the The starting anchor is omitted at all. Rather, the circumstances are expediently so chosen that when opening the field of the starter motor initially a moderate increase in speed of its anchor occurs.-This creates a more gradual rise in current and then a better start of the main engine is achieved.

Ist der Anlaßm:ator zum völligen Stillstand gekommen, so wirkt er nunmehr als reiner Ohmscher Vor@schaltwdderstand vor dein Anker des Hauptmotors, wie früher der Anker des Hauptmotors als Ohmscher Widerstand vor dem Anker des Anlaßmotors gewirkt hatte. Während aber der Hauptinotoranker ohne Schaden vom Strom des Anlaßmotors auch dauernd durchflossen werden könnte, isst der Anlaßmotoranker, da er, wenn (las Verfahren wirtschaftlich sein soll, viel kleiner sein inuß als der Hauptmotor, nicht in der Lage, den Strom des Hauptmotors (.lauernd zu führen. Außerdem ist sein Ohnischer Widerstand im Vergleich zu dem des Hauptmotors so beträchtlich, claß es unwirtschaftlich wäre, ihn (lauernd im Stronikrei,e zu lassen. 1?s muß daher, sobald (leg Anlaßinotor zum Stehen gekommen ist, (lcr Anker desselben durch eineu Schalter überbrückt werden.If the cause has come to a complete standstill, it works now as a pure ohmic Vor @ schaltwdderstand in front of your anchor of the main engine, like earlier the armature of the main motor as an ohmic resistance in front of the armature of the starter motor had worked. But while the main rotor armature is not damaged by the current of the starter motor the starter motor armature eats, because if (read Process should be economical, must be much smaller than the main engine, not able to carry the current of the main motor (. lurking. In addition, his Resistance so considerable compared to that of the main engine made it uneconomical would be to leave him (lurking in Stronikrei, e. 1? s must therefore as soon as (put starter has come to a standstill (its anchor is bridged by a switch.

Der ganze Anlaßvorgang vollzieht sich nun-Z, wie folgt: i. Der Strcunlcreis wird durch einen Schalter geschlossen. Es tritt ein wesentlich von den 13i#l,enschaften des Anlaßmotors abhängiger Stromstoß .auf, der diesen rasch auf seine Höchstdrehzahl bringt.The whole starting process now takes place as follows: i. The Strcunlcreis is closed by a switch. It occurs essentially from the 13i # l, oles the starter motor dependent current impulse, which quickly increases this to its maximum speed brings.

2. Das Feld des Anlaßniotors wird unterbrochen bzw. unter Benutzung eines Widerstandes unigelehrt. Der Anker des Anlaßinotors verringert seine Drehzahl unter nachdem er sie vorher uni einen gewissen Betrag erhöht hat: jedenfalls sinkt aber die Biirstenspatinung ain Anlaßmotor. Der Stroni steigt, und der Uauptinotor seht sich in Beive,1111g.2. The field of the starting gate is interrupted or in use ignorant of resistance. The starter motor armature reduces its speed below after he has previously increased it a certain amount: at least decreases but the brush patina on the starter motor. The Stroni rises, and the main engine can be seen in Beive, 1111g.

3. Sobald der Anlallinotor zum Still,tawI #leknililiieii ist, wird et- knrz#Icsehlnsien.3. As soon as the Anlallinotor has come to a standstill, tawI #leknililiieii, something will be # Icsehlnsien.

Damit ist (leg Anliilivorgatig beendet. t)ie,e "einfachen Schaltuilgen Iciituiett aul.9er-((r(lentlicli leicht selbsttätig bewirkt werden. 1)11s Anlaufen des Hauptmotors ist dabei ein vollkoinnien stoßfreies, sowohl (,eine mcclia- nische @t<il@(' sowie auch ohne '#,trolii.tüi!e. 1>1e Anlaßzeit kann (1e11 Bedürfnissen in Bell weiteten Grenzen allgepaßt werden durch :lie \Valil (leg Grüße des Anlaßniotors und durch ilie gegenseitige I`ombinati;m der Urei cr- wähliteil 'Mittel. welche da. Dtll-cligelleil des Alllaßlll(lt(»-s 77e1 1#el(Ischwaclnnlr verhindern Lind einen alllnahllchen Spannungsabfall -11i :einen Bürsten herheiführen. Die selbsttätig-v. Vorliahine der drei Schal- tungen kann entweder nach einer vorllestinini- teil Zeit erfolgen iiiittels bekannter 'Mittel. z. 13. Luftdämpfungen o. (7-l. Sie .kann aller auch voll (k1n Anlaßvorgang selbst al)liiiii;;ir `einackt werden, indem z. B. die Schaltung i voll Hand eingeleitet wird, die Schaltun` 2 (Feldschwächung des Anlaßnlotors) allgängig ,gemacht wird voll einen Zentriftigalschalter auf der \\-elle des Anlaßnlotors, der die Fe l-l- schwächung bewirkt, sobald der Anlaßill,-)tor seine höchste Drehzahl erreicht hat, und schließlich die Schaltung 3 (Kurzschließen des Anlaßlnotors) durch eine Vorrichtung, die anspricht, sobald der Hauptmotor sein ,-# normale Drehzahl erreicht hat. Dies kann ebenfalls wieder ein Zentrifugalkontakt sein oder auch ein Schalter, der voll der Spannung an den Bürsten des Hauptmotors gesteuert wird (xler von (leg Spannung a11 (1e17 Bürsten des Anlaßnlotors. This ends (leg Anliilivorigatig. T) ie, e "simple Schaltuilgen Iciituiett aul.9er - ((r (lentlicli are easily effected automatically. niche @t <il @ ('as well as without'#, trolii.tüi! e. 1> 1e starting time can (1e11 needs in Bell broad boundaries are all-fit by: lie \ Valil (put greetings from the Occasion Gate and through ilie mutual I`ombinati; m der Urei cr- elective part 'means. which there. Dtll-cligelleil des Alllaßlll (lt (»- s 77e1 1 # el (Ischwaclnnlr prevent And a very small voltage drop -11i : bring about a brush. The automatic v. Preliminary liahine of the three can be done either after a preliminary Part of the time is done by known means. z. 13. Air damping o. (7-l. You can do anything also fully (k1n starting process itself al) liiiii ;; ir `be packed by z. B. the circuit i is fully initiated, the switching 2 (Field weakening of the starter solder) , is made fully a centrifugal switch on the \\ - elle of Anlaßnlotors, the Fe, the ll- weakening as soon as the cause has reached its highest speed, and finally the circuit 3 (short circuit of the starter motor) by a device, which responds as soon as the main engine is, - # has reached normal speed. This can also be a centrifugal contact again or even a switch that is full of tension controlled by the brushes of the main motor will (xler from (leg voltage a11 (1e17 brushes of the starting solder.

Claims

PATL N T-AI`iSI'RliCi1L:

1. Procedure for letting in full direct current (xlllanomotors by means of an auxiliary motor with short-circuit regulation, whose armature is in series with your main motor, characterized in that (measure that 1> e1 start of starting the fully excited 1 # eld of the auxiliary motor is made to disappear, as soon as the latter has reached its full speed.

2. Atusführungsforill according to claim i, (la (lurch; Tc # characteristic that (las runaway of the auxiliary engine is prevented by the same load. Embodiment according to claim characterized, (measure on the \ Vclle des Hilf.inotors momentum are arranged tilassell, ( This prevents the starter motor from running away while the field continues . Embodiment according to claim 3, characterized in that the momentum masses are such that their momentum increases.;. embodiment according to claim 1 , characterized in that the field of the auxiliary motor is quickly brought to \ u11 or to a small opposite value by means of an opposing field, t1111 to prevent the starting gate from going through Opposite field is used to rapidly reduce the main field Indicates that the field of the occasional non-gate is continuously weakened after a certain predetermined time and is automatically short-circuited after a further predetermined time (leg auxiliary gate. B. Embodiment according to claim 7, characterized in that a switch dependent on the speed of the auxiliary motor automatically weakens its field, and that a switch that is fully dependent on the speed of the main non-gate or its voltage oller full of the voltage rill armature of the auxiliary motor automatically short-circuits the auxiliary motor .