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Selbsttätige Regelungsvorrichtung für die Erregung von umlaufenden
Synchron-Phasenumformern, die zur Speisung von mit selbsttätigen Anlaßvorrichtungen
versehenen Induktionsmotoren dienen Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Regelungseinrichtung
für die Erregung von umlaufenden Synchron-Phasenumformern, die zur Speisung von
mit selbsttätig gesteuerten Anlaßvorrichtungen versehenen Induktionsinotoren dienen,
und bezweckt die Erregung des Phasenumformers während der Anlaßperiode des Motors
der durch dessen selbsttätige Anlaßvorrichtung bestimmten jeweiligen Belastung und
nach Beendigung der Anlaßperiode der jeweiligen Betriebsbelastung des Motors anzupassen.
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Das Wesen der neuen Einrichtung besteht darin, daß die Regelungsvorrichtung
für die Erregung des Svnchron-Phasenumformers mit der Steuerung des selbsttätigen
Anlassers des vom Phasenumformer gespeisten Motors gekuppelt ist.
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In der Zeichnung ist eine mit der Regelungseinrichtung ausgerüstete
Anlage schematisch dargestellt.
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(' ist der Phasenumformer, dessen Primärwicklung p1 aus der Stromquelle,
etwa aus der Fahrleitung L, z. B. mit Einphasenstrom gespeist wird und dessen
Sekundärwicklungp_ einen Mehrphasenstrom, z. B. einen Dreiphasenstrom, abgibt, der
den Induktionsmotor M speist. Die sekundäre Wicklung des Induktionsmotors ?l1 ist
an den Anlaßwiderstand a angeschlossen, der mit irgendeiner bekannten Steuerung
ausgerüstet ist, die beim Einschalten des Motors den Widerstand selbsttätig allmählich
vermindert bzw. kurzschließt. Beim dargestellten Beispiel ist zu diesem Zwecke ein
Flüssigkeitsanlaßwiderstand gewählt, dessen Elektrolytflüssigkeit durch eine Pumpe
c aus dem Flüssigkeitsbehälter b geschöpft und in den Elektrodenrau:m e des Anlassers
gefördert wird, aus welchem die Flüssigkeit über das Wehr d abfließt. Die jeweilige
Höhenstellung des Wehres d bestimmt den Flüssigkeitsstand irn Elektrodenraum e und
damit den Widerstand des Anlassers. Das Wehr d ist mit dem unter der Belastung der
Feder f stehenden Kolben a verbunden, dessen Zylinder y an der unteren Seite des
Kolbens durch den Steuerschieber h. entweder mit einem Drucklufbbehälter i oder
mit der freien Luft in Verbendung gesetzt werden kann. Die Stellung des Steuerschiebers
1a wird durch die jeweilige Belastung des Motors M beherrscht, indem der Schieber
mit einem Hebel in Verbindung steht, der eine von der Spannung des Motors erregte
Wicklung jl trägt, auf -die die in den Hauptstromkreis des Motors geschaltete ortsfeste
Wicklung j2 einwirkt. Die Erregerwicklung p3 .des Läufers des Umformers Z' wird
aus der Gleichstrommaschine k gespeist. In den Stromkreis der Erregerwicklung n
der Erregermaschine k ist ein Widerstand r und ein Stufenwiderstand R eingeschaltet.
Der Widerstand r wird durch den zum Anschließen des Motors M an den Phasenumformer
U dienenden
Schalter o kurzgeschlossen. Der Schaltarm s des Stufenwiderstandes
R ist durch Vermittelung einer Federt mit dem Reglungsschieber h verbunden. Der
Anlaßhebel v des Motors ist mit dem Schalthebel s des Stufenwiderstandes R durch
Vermittelung eines doppelarinigen Hebels w gekuppelt, der an der Stange eines Differentialkolbens
x gelagert ist, .dessen Zylinder an der kleineren, unteren Seite mit dem Druckluftbehälter
i und an der größeren, oberen Seite mit dem Zylinder y in Verbindung steht.
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Die Wirkungsweise der Anlage ist die folgende: Zunächst wird der Synchron-Phasenumformer
L' in irgendeiner an und für sich bekannten Weise angelassen und läuft leer. Auch
die Erregerdynamo k und die Pumpe c des Anlassers a sind durch irgendeine Kraftquelle
angetrieben. Es wird nun die Primärwicklung des Motors M mittels des Schalters o
an die Sekundärwicklung des Umformers LT angeschlossen, womit gleichzeitig auch
der Widerstand r kurzgeschlossen wird, um die Erregung des Phasenumformers der Ankerrüdkwirkung,
welche von dem Leerlaufstrom des angeschlossenen Motors M herrührt, entsprechend
zu steigern. Das Wehr d befindet sich in der tiefsten Stellung, so daß der Widerstand
des Anlassers vollständig eingeschaltet ist. Um den Motor :1h anzulassen, wird der
Anlaßhebel v in der Richtung des Pfeiles i gedreht, wodurch auch der Schaltarm s
in der Richtung des Pfeiles 2 bewegt und der Stufenwiderstand R mehr oder weniger
ausgeschaltet wird, so daß die Erregung des Phasenumformers U zunimmt. Gleichzeitig
wird durch Verrmittelung der Feder t der Steuerschieber h des Anlassers derart verstellt,
daß der Zylinder y an den Druckbehälter i angeschlossen wird. Aus
dem Druckbehälter i strömt Druckluft unter den Kolben g und hebt diesen allmählich
entgegen der Wirkung der Feder f. Damit steigt das Wehr d allmählich,
und die in der Elektrodenkammer e nach Maßgabe des Wehres d steigende Flüssigkeit
vermindert den Anlaßwiderstand des Motors allmählich. Der Motor M wind diadurch
angelassen, und die Energieaufnahme dies Motors wirkt durch die Wattmeterwicklungen
j:, j2 auf den Steuerschieber h des Anlassers zurück, so daß der Wattmeter beim
Ansteigen der Belastung den Steuerschieber entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles
3 verschiebt und dadurch den Zufluß des Druckmittels nach dem Zylinder y drosselt.
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Die durch den Wattmeter j1, j2 zu überwindende und für das
Tempo des Anlassers maßgebende Gegenkraft der Feder t wird durch die vom Fahrzeuglenker
dem Anlaßhebel v gegebene Stellung bestimmt, welche gleichzeitig auch die Stellung
des Hebels s und damit die Größe des Regulierwiderstandes des Erregers bestimmt.
Auf diese Weise entspricht jeder Belastung des Motors während des Anlassers eine
gewisse Stellung des Regulierwiderstandes der Erregermaschine. Die Anlaßperiode
ist beendet, wenn der Kolben g seine Höchststellung erreicht hat. Der Druck im Behälter
i soll größer sein, als zur Überwindung des Druckes der Feder f in der Höchststellung
des Kolben g erforderlich ist, so daß auch nach Erreichung dieser Höchststellung
der Druck unter dem Kolben g und Über dem Kolben x weiter wachsen kann. Das Querschnittsverhältnis
der beiden Flächen des Stufenkolbens x soll nämlich derart gewählt sein, daß der
am Ende der Anlaßperiode auf die obere, größere Seite des Stufenkolbens x wirkende
Druck den auf die kleinere Seite desselben wirkenden Druck nicht zu überwinden vermag,
so daß der Kolben x durch den auf die untere Seite wirkenden Überdruck in seiner
höchsten Stellung gehalten wird. Wenn. dagegen nach Beendigung der Anlaßperiode
die Belastung des Motors M eine solche ist, daß die Wirkung des Wattmeters j1, j2
die Gegenkraft der Feder t nicht zu überwinden vermag und den Steuerschieber h weiter
in der Stellung hält, in welcher der Druckbehälter i mit dem Zylinder y in Verbindung
bleibt,. so steigt der Druck in .demselben über den Wert, welcher zur Überwindung
der Höchstkraft der Feder f erforderlich war, und es kann infolgedessen auch der
auf die obere Seite des Kolbens x wirkende Druck so weit steigen, daß der Kolben
x nach unten gedrückt wird und bei unveränderter Stellung des Anlaßhcbels v den
Mittelzapfen des Hebels w tiefer verlegt. Dadurch wird der Schalthebels entgegenges.etzt
zum Pfeile :2 bewegt und der Regelwiderstand R der Erregermaschine k_ vergrößert.
Die Erregung des Phasenumformers wird also so lange geschwächt, bis die Spannung
der Feder t dem Wattmesser j1, j2 das Gleichgewicht hält. Steigt die Belastung des
Motors, so bewegt der Wattmesser j1, j2 den Steuerschieber h entgegengesetzt zum
Pfeile 3 und verbindet den über dem Kolben x befindlichen Rauar mit der freien Luft,
bis der steigende Kolben x und die verringerte Spannung der Feder t den Regelwiderstand
R verkleinert und die Erregung des Phasenumformers U der steigenden Belastung entsprechend
verstärkt.
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Es erfolgt also nach Beendigung der Anlaßperio-de durch das Zusammenwirken
der Federt und des Wattmeters j1, j2 bzw. des Kolbens x und des Steuerschiebers
h eine selbsttätige Regelung- der Erregung des Umformers nach Maßgabe der
jeweiligen Betriebsbelastung des Motors. .
Selbstverständlich sind
die oben beschrielxcnen :Mittel zur Durchführung der selbsttätigen Regelung als
Beispiele zu betrachten. So kann statt des selbsttätigen Flüssigkeitsanlassers irgendein
anderer selbsttätiger Anlasser benutzt werden. Auch kann die den selbsttätigen Anlasser
und den Regelwiderstand der Erregerdynamo des Umformers beherrschende Steuervorrichtung
statt eines pneumatischen Steuermotors auch irgendeine andere selbsttätige, z.B.
elektrisch wirkende Steuerung sein. Auch statt des Wattmessers j1, j. könnte man
irgendeine andere, von der jeweiligen Belastung des Motors abhängige Vorrichtung,
z. B. einen Dynamometer. anwenden.