DE443850C

DE443850C - Schaltung zum Regeln von Gleichstrommaschinen

Info

Publication number: DE443850C
Application number: DEA41395D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Friedlaender
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1924-01-25
Filing date: 1924-01-25
Publication date: 1927-05-10

Description

Schaltung zum Regeln von Gleichstrommaschinen. Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Regelung von Gleichstrommaschinen, die einesteils die zu regelnde Maschine selbsttätig vor Überlastungen schützen soll und anderseits dafür Sorge tragen soll, daß die Maschine nach Möglichkeit voll ausgenutzt wird. Die Maschine soll daher unter sonst gleichbleibenden Betriebsbedingungen einen Strom liefern, der von der Belastung nur im geringen Maße abhängig ist. Man kennt nun bereits Maschinen, die einen nahezu konstanten Gleichstrom dadurch. liefern, daß man ,gleichzeitig Fremd- und Selbsterregung in Verbindung mit Hauptstromgegencompoundierung auf das Feld des. Generators einwirken läßt, so daß die Erregung von der Differenz eines konstanten und eines vom Ankerstrom der Hauptmaschine abhängigen Stromes beeinflußt wird; hierbei- hängt die resultierende Charakteristik nur von den Sättigungsverhältnissen einer einzigen Maschine ab. Es, hat sich herausgestellt, d'aß dies nicht genügt, um einen vollständig, konstanten Strom, insbesondere zwischen Halblast und Leerlauf, zu erreichen.
Infolgedessen soll gemäß der'-Erfind üng, die insbesondere bei Leonardantrieben zur Regelung der Anlaßdynamomaschine verwendet werden soll, außer der Selbsterregung eine magnetisch vollkommen von dieser getrennte besondere Vorerregermaschine angeordnet werden, die eine der genannten Differenz entsprechende Spannung erzeugt: Diese magnetische Trennung bietet dynamische Vorteile und ermöglicht es vor allem, einen konstanten Strom zwischen Kurzschluß und nahezu Leerlauf zu erzwingen.
Zur Erläuterung .der Erfindung sind in der Zeichnung Ausführungsbeispiele dargestellt. In Abb. z ist i der Anker einer als Generator arbeitenden Gleichstrommaschine, die die Spannung für einen Arbeitsmotor 2 -liefert. Die Feldwicklung 3 des Motors 2 ist fremd erregt. Die Feldwicklung q. des Generators i liegt in Reihe mit einem Regelwiderstand 5 und dem Anker 6 der Vorerregermaschine an den Klemmen des Ankers i. Die Vorerregermaschine besitzt zwei Feldwicklungen, von denen die eine, 7, über einen Regelwiderstand 9 und einen Umkehrschalter io an eine konstante Spannung, z. B. die Batterie i i, angeschlossen ist. Die zweite Feldwicklung 8 wird vom Ankerstrom der Hauptmaschine i durchflossen. Beide Wicklungen sind so ausgebildet, daß eine Differentialwirkung zustande kommt, indem das Feld der Wicklung 8 dem Felde der Wicklung 7 entgegenwirkt.
Wird z. B. die Vorerregermaschine wieder mit konstanter Drehzahl angetrieben, so wirkt die Anordnung beim Anlassen des Arbeitsmotors in folgender Weise: Durch Schließen des Schalters io im einen oder anderen Sinne erhält die Erregerwicklung 7 Strom, so daß der Anker 6 der Vorerregermaschine eine Vorspannung im einen oder anderen Sinne an der Erregerwicklung q. der Hauptmaschine i erzeugt. Diese schickt dann ihrerseits einen Strom in der einen oder anderen Richtung durch den Anker der Arbeitsmaschine 2. Die Größe dieses Stromes kann einen vorausbestimmten Wert nicht überschreiten und bleibt während des ganzen Anlaufsvorganges im wesentlichen konstant. Jede Stromänderung der Hauptmaschine hat ein Abweichen von diesem Gleichgewichtszustand zur Folge. Bei Erhöhung dieses Stromes verringert sich das Feld der Vorerregermaschine und schwächt somit das Feld der Hauptmaschine, so daß der von dieser gelieferte -Strprn sinkt und umgekehrt. Bei geeigneter Bemessung tritt bereits bei kleinen Änderungen des Hauptstromes eine erhebliche Änderung der Erregervorspannung ein, durch welche eine solche Flußänderung der Hauptmaschine erreicht wird, daß die Änderung des Hauptstromes wirksam ausgeglichen wird. Durch Einstellung des Regelwiderstandes G wird die Stromstärke, die die Maschine i liefern soll, festgelegt. Hierdurch ist bei Verwendung als Anlaßdynamo die Anlaßstromstärke und damit das Drehmoment des Arbeitsmotors 2 bestimmt. Der Regelwiderstand 5 dient dazu, die Drehzahl, welche der Arbeitsmotor 2 im Beharrungszustand annimmt, zu verändern.
Die erstrebte Wirkung läßt sich noch in anderer Weise erreichen. Beispielsweise ist bei der in Abb. 2 dargestellten Anordnung die Vorerregermaschine nur mit einer einzigen Feldwicklung 7 versehen, jedoch setzt sich die Spannung, welche an dieser Wicklung liegt, zusammen aus einer konstanten Grundspannung, welche z. B. von der Batterie 12 geliefert wird, und einer gegengeschalteten Spannung, die vom Ankerstrom der Hauptmaschine beeinflußt und z. B. an einem Nebenschlußwiderstand 13 abgenommen wird. Auch bei dieser Anordnung kann der beim Anlauf des Motors :2 fließende Strom auf einen beliebigen konstanten Wert eingestellt werden, zu welchem Zwecke die Spannung der Batterie i2 vorteilhaft veränderlich gemacht wird, was durch den eingezeichneten Pfeil angedeutet werden soll. Ebenso kann die Drehrichtung des Motors, wie vorher durch den Umkehrschalter io, geändert und durch einen Regelwiderstand 5. die Beharrungsdrehzahl eingestellt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 3 dargestellt. Die Feldwicklung q. der Hauptmaschine wird hier von dem Anker einer besonderen Erregermaschine 1q. gespeist, deren Feldwicklung in Reihe mit dem Anker 6 der Vorerregermaschine an den Ankerklemmen der Hauptmaschine liegt.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Vorerregermaschine nur für eine sehr kleine Leistung bemessen zu werden braucht, .und daß man in der Lage -ist, durch hohe Sättigung -dieser Maschine und der Erregermaschine1q. die Spannung der Hauptmaschine bei veränderlichem Strom über einen sehr großen Bereich konstant zu halten. Diese Wirkung wird noch verbessert, wenn die beiden Maschinen mit kleinem Luftspalt ausgeführt werden. Anderseits ist es auch möglich, durch geringe Sättigung und großen Luftspalt dem fremderregten Motor-2, ein hauptschlußähnliches Verhalten zu geben, wobei jedoch die Leerlaufdrehzahl und der maximale Strom begrenzt sind.
Abb. ,4 zeigt die der Abb. 3 entsprechende Anordnung für den Fall, daß die Differentialwirkung, wie bei der Schaltung nach Abb. 2, mit Hilfe einer von einem Nebenschlußwiderstand 13 abgenommenen Spannung herbeigeführt werden soll. Anstatt das Feld der Vorerregermaschine unmittelbar zu steuern, wie es die Abb. i bis d. zeigen, kann man auch nach Abb. 5 die Vorspannung mittelbar erzeugen, indem das Feld 7 der Vorerregermaschine von einer zweiten Maschine 15 gesteuert wird, deren Feld durch Differentialwirkung beeinflußt wird.
Schließlich zeigt Abb.6 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine verstärkte Differentialwirkung bei Verwendung einer Spannung, die von einem im Hauptstromkreis liegenden Widerstand 13 abgenommen wird. Veränderungen der Spannung am Widerstand 13 beeinflussen zunächst die Spannung der Hilfsmaschine 15, deren Anker in Reihe mit der Batterie 12 an der Feldwicklung der Vorerregermaschine 6 liegt. Diese selbst wird also in verstärktem Maße zur Wirkung kommen.

Claims

..PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltung zum Regeln von Gleichstrommaschinen, deren Erregung von der Differenz eines konstanten und eines vom Ankerstrom der Hauptmaschine abhängigen Stromes'-beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupterregung unmittelbar oder mittelbar (über eine Zwischenerregermaschine) durch eine magnetisch vollkommen von ihr getrennte besondere Vorerregermaschine beeinflußt wird, die eine zusätzliche, dieser Differenz entsprechende Erregerspannung liefert.
2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerregerinaschine (6) in den Erregerkreis der sich unmittelbar selbsterregenden Hauptmaschine (i) derart geschaltet ist, daß der Anker (6) der Vorerregermaschine in Reihe mit der Erregerwicklung (q.) der Hauptmaschine an deren Anker (i) angeschlossen ist (Abb. i).
3. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerregermaschine (6) in den Erregerkreis der sich mittelbar selbst erregenden Hauptmaschine (i) derart geschaltet ist, daß der Anker (6) der Vorerregermaschine in Reihe mit der Erregerwicklung einer besonderen, die Hauptmaschine (i) erregenden Maschine (i4) an dem Anker (i) der Hauptmaschine liegt (Abb.3). d..
Schaltung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerregermaschine (6) eine einzige Feldwicklung (7) besitzt, die über eine konstante, aber regelbare Spannung (i2) im Nebenschluß zu einem im Hauptstromkreis liegenden Widerstand (i3) geschaltet ist (Abb. 2 und 4).
5. Schaltung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung (7) der Vorerregermaschine (6) an den Ankerklemmen eines besonderen Gleichstromgenerators (i5) liegt, dessen Feld von der Differenz eines konstanten und eines vom Ankerstrom der Hauptmaschine abhängigen Stromes erregt wird (Abb. 5).
6. Schaltung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der Feldwicklung (7) der Vorerregermaschine (6) eine Stromquelle (i2) konstanter Spannung und der Anker (i5) eines besonderen Gleichstromgenerators liegen, dessen Feld in Abhängigkeit vom Ankerstrom der Hauptmaschine (i) erregt wird (Abb. 6).