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Regelung für Induktionsmotoren mit Kollektorhintermaschine Bekanntlich
kann man Induktionsmotoren auch zum Bremsen der von ihnen angetriebenen Arbeitsmaschinen
bis zum Stillstand verwenden, indem man entweder den Stator oder den Rotor des Motors
mit Gleichstrom erregt und den anderen Teil auf einen Widerstand schließt. Dieses
Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß bei großen Induktionsmotoren eine ganz erhebliche
Energieleistung erforderlich ist, für welche oft ein besonderer Umformer aufgestellt
werden muß.
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Bei Induktionsmotoren, die zum Zweck der Drehzahlregelung mit einer
KolIektormaschine in Kaskade geschaltet sind, kann dieser Nachteil vermieden werden,
indem erfindungsgemäß die ohnehin vorhandene. Kollektormaschine beim Bremsbetrieb
als Erregermaschine für den Hauptmotor verwendet wird. Dabei gestaltet sich der
Bremsbetrieb besonders einfach, wenn in an sich bekannter Weise der Erregerstrom
beim Bremsbetrieb ein Gleichstrom ist, was dadurch erreicht werden kann, daß auch
die Kollektormasehine während dieses Betriebes mit Gleichstrom erregt wird.
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Die Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. a ist der
Induktionsmotor mit den Statorwicklungsklemmen b, b2, b3 und= den Schleifringen
ei, c2, c3. d ist die Kollektormaschine mit den Statorwicklungs- (Erregerwicklungs-)
Klemmen ei, e2, e3 und mit Kollektorbürsten f1, f,," f3. Die S.tatorwIchlung b,
, b ., b3 wird durch den Schalter g in der gezeichneten Stellung an das Drehstromnetz
lt
angeschlossen. Die Rotorwicklung des Induktionsmotors u kann durch den
Umschalter k an den Aniaßwiderstand m oder (in der gezeichneten Stellung des Umschalters)
an die Kollektorbürsten fi, f2, 1,1 angeschlossen werden. Die Erregerwicklung der
Kollektormaschine d wird beim normalen (motorischen) Betrieb über den Erregertransformator
n mit den Kollektorb,ürsten f1, f2, f3, also auch mit den Schleifengen cl, c2, c3
des Induktionsmotors, verbunden. Zu diesem Zweck wird der Schalter o eingeschaltet
und der Schalter p in die gezeichnete Stellung gebracht. Beim Übergang zum Bremsbetrieb
werden die Umschalter g, k und p umgelegt und der Schaltero ausgeschaltet. Dadurch
wird der Erregertransformatorn abgeschaltet, die Erregerwicklungel,e..,e3 der Kollektormaschined
über den regelbaren Widerstand q an das Gleichstromnetz r angeschlossen, die Kollektorbürsten
f 1, f 2, fs mit der Statorwicklung bi, b2, b3 des Induktionsmotors a und die Rotorwicklung
des Induktionsmotors (Schleifringe cl, c2, c3) mit dem Anlaßwiderstand
m
verbunden. Es entsteht nun in der Kollektor- -maschine d ein im Rauen stillstehendes
Feld, und im Rotorstromkreis dieser Maschine wird Gleichstrom .erzeugt, der dem
Stator des Induktionsmotors zugeführt wird. Da oder Rotor des Induktionsmotors über
den Widerstand m
geschlossen ist, arbeitet der Induktionsmotor Jetzt
als Synchrongenerator, also bremsend. Die Bremswirkung kann durch die regelbareü
Widerstände m und q beliebig eingestellt werden.
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In dem gezeichneten Beispiel werden beim Bremsbetrieb die zwei Klemmen
er, e " der Erregerwicklung der Kolllektormaschined miteinander verbunden, so daß
der Erregergleichstrom zwei Phasen dieser Wicklung in Parallelschaltung durchfließt.
Es ist jedoch auch möglich, den Erregerstrom über zwei: Phasen der Erregerwicklung
zuzuführen (beispielsweise e2 und e3) und die dritte Phase offen zu lassen. Der
im Rotor der Kollektormaschine d erzeugte Gleichstrom wird je nach der äußeren
und inneren Schaltung der Erregerwicklung sich auf alle drei Kollektorbürstensätze
f1, 12, 13 verteilen, beispielsweise durch einen dieser Bürstensätze in die Rotorwicklung
eintreten und je zur Hälfte durch die beiden anderen Bürstensätze austreten
(wenn diese beiden anderen Biürstensätze gleiches Potential. haben); oder es wird
einer der Bürstensätze, beispielsweise f 1, strom-1oz; bleiben, wenn zwischen den
beiden anderen die maximal mögliche Spannung herrscht. In diesem letzteren Fall
kann die Verbindungsleitung von dem stromlosen Bürstensatz f, zum Umschalterg auch
weggelassen werden. In dem gezeichneten Beispiel wird der von der Kollektormaschine
d ,erzeugte Erregergleichstrom dem Stator des Induktionsmotors a zugeführt. Dies
bringt den Vorteil mit sich, daß der Anlaßwiderstand ohne weiteres als Bremswiderstand
verwendet werden kann, und, da -der Saatar im allgemeinen für eine höhere Spannung
gewickelt ist als der Rotor, den weiteren Vorteil., daß der von der KOmmutatormaschlne
zu liefernde Erregerstrom geringer wird. Die Spannung der Kollektormaschine reicht
im allgemeinen trotzdem zur Erregung aus.
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Es ist aber auch möglich, die Gleichstromerregung denn Rotor des Induktionsmotors
zuzuführen und den Stator auf den Bremswiderstand zu schalten. In manchen Fällen,
wenn nämlich die .Spannung, für welche der Stator des Induktionsmotors gewiekelt
ist, nicht allzu.sehr von der Rotorstillstandsspannung abweicht, kann trotzdem auch
hier der Anlaßwiderstand als Bremswiderstand verwendet werden; in anderen Fällen
ist ein besonderer Bremswiderstand notwendig.
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Die zum Übergang vom motorischen Betrieb zum Bremsbetrieb erforderlichen
Schalter g, k, p und o (Abb. i) können natürlich auch zu .einem einzigen,
nach Art eines Kontrollers gebauten Schaltapparat vereinigt oder doch so miteinander
gekuppelt werden, daß die Betätigung eines Schalters selbsttätig die der anderen
mit sich zieht. Beispielsweise könnte man in Abb. i die Schalter g und p einerseits,
k und o anderseits fest miteinander kuppeln und außerdem die Schalter k und o selbsttätig
etwa durch einen Magneten auf den Anlaßwiderstand umschalten bzw. ausschalten lassen,
sobald der Schalter g in die Bremsstellung umgelegt wird. Es müßte dann bei jedem
Schaltvorgang nur ein Schalter betätigt werden. Beim Anlassen des Motors würde der
Schalter g aus der Bremsstellung, die zugleich die RuhesteR:ung sämtlicher Schalter
wäre, in die Fahrtstellung (an das Netz) umgelegt werden, nach Beendigung des Anlasseis
würde der Umschalter k vom Anlaßwiderstand auf die Kallektormaschine geschaltet
werden, und zum Bremsen würde der Schalter g aus der Fahrtstellung in die Brems-'
stellung umgelegt werden, wodurch gleichzeitig auch k wieder umgeschaltet würde.
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Durch die beschriebene Einrichtung wird erreicht, daß an Stelle einer
Erregerstromquelle für den Hauptinduktionsmotor nur eine Erregerstromquelle für
die viel kleinewe Kollektorhinterrnaschine erforderlich ist. Eine solche Gleichstromquelle
von geringier Leistung ist in vielen Fällen schon für andere Zwecke vorhanden. Es
ist aber möglich, auch ohne diese Erregerstromquelle auszukommen, indem die Kollektormaschine
beim Bremsbetrieb so geschaltet wird, daß sie sich selbst erregt.
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Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt die Abb. a, in der alle Buchstaben
dieselbe Bedeutung haben wie in Abb. i. Hier wird die Erregerwicklung ex, e2, es
beim Umschalten auf Bremsbetrieb einfach an die zwei Bürsten f.,1, angeschlossen.
Im übrigen ist die Schaltung dieselbe wie in Abb. i.
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Im Falle der Selbsterregung ist es unter Umständen notwendig, neben
dem Regeerwiderstand q im Erregerstromkreis der Kollektormaschine noch einen Regulierwiderstand
in den Erregerstromkreis des Induktionsmotors ,einzuschalten, um eine stabile Regu-1ierung
zu ermöglichen. Damit die Selbsterregung beim Übergang auf den Bremsbetrieb mit
Sicherheit einsetzt, ist es unter Umständen vorteilhaft, eine kleine Zusatzerregerma.schine
in Reihe mit dem Widerstand q (Abb. z) zu schalten, die beim Einsetzen der Selbsterregung
,ausgeschaltet werden kann (unter Umständen selbsttätig in Abhängigkeit von Strom
oder Spannung der Kollektormaschine). 11 Die beschriebene Schaltung kann sowohl
angewendet werden, wenn die Kollektorhinfiermaschine mit dem Hauptmotor direkt gekuppelt
ist, als auch, wenn sie getrennt vom Hauptmotor aufgestellt ist. In letzterem Fall
ist 12
auch bei der Schaltung für Selbsterregung die Bremsung bis zum Stillstand
möglich.