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Umformer mit vier von regelbaren Feldern beaufschlagten Ankern oder
Ankerteilen. Die Erfindung bezieht sich auf einen Umformer mit vier von Feldern
beaufschlagten Ankern oder Ankerteilen nach dem Patent 414 8o6. Sie besteht im wesentlichen
in der Anordnung einer unabhängigen Erregervorrichtung als Ersatz der Erregung im
Nebenschluß zwischen den positiven und negativen Leitern des Netzes, wobei die Erregervorrichtung
mit einem besonderen Erreger ausgerüstet ist, der von einem Motor betätigt wird,
welcher vom Netz abgezweigt ist.
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In der folgenden Beschreibung ist eine gemäß dem Hauptpatent ausgeführte
Regelungsmaschine mit symmetrisch unterteiltem Kraftfluß erläutert, welche zwei
im Gleichgewicht stehende Gruppen von Zugmotoren, Hubmotoren o. dgl. regelt.
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Abb. i ist ein Diagramm, welches die Bedingungen wiedergibt, denen
die zu den Erregerwicklungen der Regelungsmaschine gesandten Ströme unterworfen
sind.
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Abb. 2 ist eine Gesamtanordnung.
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Wenn man sich drei Achsen (Abb. i) festlegt, von denen zwei
0, I' und OZ I" parallel und entgegengesetzt gerichtet sind und die
dritte 0,. OZ zu ihnen senkrecht steht und von gleicher Länge wie diejenige ist,
durch welche man den als konstant angenommenen Gesamtkraftlinienfluß @ der Regelungsgruppe
darstellen will, und wenn man mit Bezug zu beiden Systemen senkrechter Achsen 0"
0, I' und 0,. OZ 1" die Charakteristiken 0, S, und 0. S, für die Sättigung
der beiden magnetischen Kreise der Regelungsgruppe zieht, so stellen die Abzissen
0, I' und 02 I" die Werte der Ströme dar, welche man bezüglich
in die Erregerwicklungen P, Ps und Q der Maschine oder der Regelungsgruppe schickt,
um in den induzierten Wicklungen A, A3 und A', A"2 die entsprechenden Kraftflüsse
@i und 4)z zu erhalten, deren Werte durch die Ordinaten dargestellt sind. Man sieht,
daß die beiden gleichzeitigen Erregerströme j' und j", welche die
beiden Komplementkraftflüsse erzeugen, durch die sehr einfache, in der Abbildung
angezeigte geometrische Konstruktion bestimmt sind und eine Summe ausmachen, welche
durch die Länge der zwischen den beiden Kurven liegenden Parallelen zur Abszissenachse
bestimmt ist. Diese Parallele teilt die Länge 0, 02 im Verhältnis der beiden Komplementkraftflüsse
y, und V2. Aus Abb. i geht ferner hervor, daß die Summe der beiden Ströme
j' j" dann ein Minimum ist, wenn die beiden Teilkraftflüsse untereinander
gleich sind, wie dies zwischen den Punkten s' und s" der Fall ist. Im folgenden
wird diese Minimumsumme j" genannt werden.
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In Abb.2 sind l und l' zwei vom Netz kommende positive
und negative Leiter. A,. A'2 A"2 A3 sind die vier induzierten Ankerwicklungen der
Maschine oder der Regelungsgruppe; P,_ P3 und Q'2 Q"2 sind die beiden Erregerwicklungen,
welche die beiden Kraftflüsse @1 @2 zu erzeugen haben, die sich in entgegengesetztem
Sinne ändern. r, r2 sind die beiden entsprechenden Feldwiderstände. D ist der selbsttätige
Anlasser der Maschine oder der Regelungsgruppe. E ist die von der Regelungsmaschine
betriebene Erregermaschine, welche zur Erregung der Feldwicklungen 3-4, 5-6 der
Gebrauchsmotoren M,. und M3 während der Bremsung und der Rückgewinnung dient. Anstatt
die Erregerstromkreise P,. und P3 und Q'2 Q".. unmittelbar durch das Netz zu speisen
(Maschine mit Nebenschlußerregung oder abgeleiteter
Erregung), bedient
man sich gemäß der Erfindung einer unabhängigen Erregung durch eine getrennte Erregermaschine,
die durch einen für diesen Zweck bestimmten Motor angetrieben wird.
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Dieser Motor 11 (Abb. -2) ist ein beliebiger Elektromotor, aber vorteilhaft
mit Reihen-oder Compounderregung versehen, oder ein Motor, dessen Erregung durch
Verstellung der Bürsten um den Kollektor geändert werden kann. Wird nämlich ein
solcher Reihen-oder Compoundinotor oder Motor mit verstellbaren Bürsten an ein Netz
veränderlicher Spannung gelegt, so verhält er sich hinsichtlich seiner Geschwindigkeit
anders als ein Nebenschlußmotor und zeigt nicht gewisse Nachteile, die eine im Nebenschluß
erregte Maschine bei sehr rasch veränderlicher Spannung aufweist. Es ist hier ein
Compoundinotor mit einer Nebenschlußwicklung d" und einer Compoundwicklung lt" dargestellt.
Der Anker dieses Motors kann eine induzierte Wicklung besitzen und einen einfachen
oder doppelten Kollektor entsprechend der Spannung des Netzes. Es sind hier zwei
Wicklungen und zwei Kollektoren A" A" angenommen, die untereinander in Reihe
liegen. D" ist ein selbsttätiger Anlasser- für diesen Motor 1I".
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Dieser Sondermotor ill" treibt eine Erregermaschine E", welche die
beiden Erregerwicklungen P, Pj und Q'2 Q"2 der Regelungsgruppe speist. Diese Erregermaschine
wird durch eine Wicklung G" im Nebenschluß und gegebenenfalls noch durch eine Compoundwicklung
c erregt, die den Zweck hat, die Änderungen des Stromes, welcher durch den Erreger
E" in die Erregerkreise der Regelungsgruppe geschickt wird, entsprechend den Änderungen
des Stromes, welcher von dem Motor 11" verbraucht wird, zu regeln.
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Durch die beiden Feldwiderstände r1 und r., werden mittels der gemeinsamen
Kontaktvorrichtung R die beiden Kraftflüsse 4)l und geregelt, wenn erforderlich
so, daß ihre Summe stets konstant ist.
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S ist ein Relais mit zwei übereinstimmenden Amperewicklungen s1 s,,
welche von zwei Erregerströmen j' und j" durchflossen werden. Dies Relais bewirkt
mittels des Teiles it den Schluß des Stromkreises, von welchem die Regelungsgruppe
und die Motoren Ml und 1I; abgezweigt sind. Wenn die Summe zier beiden Ströme j'
und j" den kleinsten Wert j" erreicht, schließt das Relais den Stromkreis; wenn
dagegen die Summe der beiden Ströme j' und j" unter einer gewissen Größe des Wertes
j" bleibt oder unter denselben heruntersinkt, so öffnet die Feder irr., deren Wirkung
entgegengesetzt derjenigen der Wicklungen s, und s, ist, den Stromkreis. Der Teil
zt muß also so beeinflußt werden wie der einer Ausschaltvorrichtung (für schnelle
Unterbrechung).
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Die Feder kann gegebenenfalls durch den Teil t noch einen anderen
Stromkreis F schließen, welcher beispielsweise zur Bestiminung der Bremsung des
Zuges (oder des Hebezeuges, des Förderkorbes, entsprechend der Verwendung des Systems)
dienen kann.
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Der Schluß des Stromkreises der Regelungsgruppe und der Motoren 1'I,
und 117, durch den Teil u kann die Wirkung des selbsttätigen Ausschalters D bestimmen,
so daß die Gruppe und die Motoren nunmehr nützliche Arbeit leisten können. Die Öffnung
desselben Stromkreises durch den Teil -tt kann dagegen den selbsttätigen Ausschalter
auf den Punkt 0 zurückbringen und das ganze System anhalten, was das Bremsen ohne
Nachteil durch ein fremdes Mittel möglich macht.
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Da dies Öffnen durch den Umstand bestimmt wird, daß die Summe j' -f-
j" unter j" sinkt, so geht es ohne Fehler vor sich, wenn die Geschwindigkeit des
Motors i11" unter einen bestimmten Betrag sinkt. Deshalb. werden, wenn sich im Netz
ein Kurzschluß ausbildet, welcher eine merkbare Erniedrigung der Spannung und demnach
der Geschwindigkeit des Motors M" bewirkt, die Regelungsgruppe und die Gebrauchsmotoren
ilI, und 111. selbsttätig außer Tätigkeit gesetzt, und der Zug (oder andere Anordnung)
wird gegebenenfalls durch ein unabhängiges Mittel des Systems gebremst. Wenn die
Spannung wieder normal wird, so setzt der selbsttätige Unterbrecher D" den Motor
31" mit seinem Erreger E" wieder in Tätigkeit,. und die Wirkung dieses auf die Erregerwicklungen
F, P3 und Q'2 Q", hebt die unabhängige Bremsung zu gleicher Zeit auf.
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Beim Vorbereiten der Erregerwicklungen P, P3 und Q'2 Q"" damit sie
mit derselben Spannung gespeist werden können, mit welcher die Motoren Ml und M3
zusammen erregt werden, kann man so vorgehen, daß die beiden Erreger F_ und E" dieselbe
Spannung erzeugen. Wenn die Regelungsgruppe in Tätigkeit ist, können die beiden
Erreger E" und E parallel geschaltet werden; dann kann der Erreger E" ausgeschaltet
und der Motor IN" angehalten werden, wobei die Speisung der beiden Erregerwicklungen
der Regelungsgruppe dem Erreger E allein überlassen bleibt, der durch die Gruppe
selbst beeinflußt ist. Unter diesen Umständen würde jede Vermehrung (oder Verminderung)
der NTetzspannung, welche das Bestreben hat, eine V erinehrung (oder Verminderung)
der Geschwindigkeit der Gruppe herbeizuführen, in gleicher Weise das Bestreben haben,
eine Vermehrung (oder Verminderung) des Erregers
E herbeizuführen
und folglich seiner Spannung und der beiden Erregerströme j' und j" der Gruppe.
Hierdurch würde der Gesamtkraftfluß der Gruppe vermehrt (oder vermindert) und folglich
die Geschwindigkeit der letzteren vermindert (oder vermehrt) werden. Es folgt daraus,
daß die Gruppe, -welche als Motor arbeitet, ihre Geschwindigkeit ungefähr wie ein
Nebenschlußmotor ändert; diese Änderung der Geschwindigkeit kann übrigens mittels
einer geeigneten Compoundwicklung auf dem Erreger E vorgenommen werden; die Gruppe
besitzt so keine Nebenschlußerregung, welche untätig sein könnte. Diese Anordnung
ist also sehr günstig, indem das Anlassen der Gruppe unter dem Einfluß einer Anfangserregung
erfolgt, welche vom Erreger E" herkommt, der durch den vorher in Bewegung gesetzten
Motor Mo bewegt wird.
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Diese Gruppe eines Erreger-Motor-Generators Mo E, kann gegebenenfalls
durch eine Akkumulatorenbatterie oder durch einen Potentiometerwiderstand ersetzt
werden, welcher zeitweise zwischen die positiven und negativen Leiter des Netzes
eingeschaltet wird, und an welchem man, vorteilhaft an der an der Erde liegenden
Seite, eine Ableitung vornimmt, um den Erregerströmen der Gruppe zeitweise den notwendigen
Gesamtstrom unter der für diese Erregung geeigneten Spannung zu liefern. .
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Die erläuterte Anordnung: Motor Mo mit selbsttätigem Unterbrecher
Deo und Sondererreger E'o (oder Akkumulatorenbatterie oder Potentiometer) mit Relais
S, Ausschaltvorrichtung u, selbsttätiger Ausschalter D; besonderer Stromkreis
F, oder ein Teil dieser Gesamtanordnung kann bei jeder ursprünglich im Nebenschluß
erregten Maschine angewendet werden, die an einem Netz merkbarer Spannungsänderungen
liegt. Im gewöhnlichen Fall ist ein einziger Erregerstromkreis vorhanden, welcher
von dem Erreger E, gespeist wird (oder von der Akkumulatorenbatterie oder dem Potentiometer),
und das Relais S besitzt eine einzige Wicklung.
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Der Motor Mo kann dazu verwendet werden, auch den. Erreger
E der Motoren M1 und M3 anzutreiben, der also dann nicht mehr von der Regelungsgruppe
betätigt wird. Die Erreger E und E, könnten gegebenenfalls zu einer Maschine vereinigt
sein.