DE532682C

DE532682C - Speed limiter for repulsion engines

Info

Publication number: DE532682C
Application number: DE1930532682D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1930-05-02
Filing date: 1930-05-02
Publication date: 1931-09-02

Description

Repulsionsmotoren haben bekanntlich bezüglich der Abhängigkeit der Drehzahl von dem Drehmoment eine ausgesprochene Reihenschlußcharakteristik. Diese bewirkt, daß der Motor bei mechanischer Entlastung auf eine unzulässig hohe Drehzahl hinauf laufen würde, wenn nicht besondere Vorrichtungen getroffen werden, um dies zu verhindern. Eine der bekannten Anordnungen, die Überschreitung einer gewissen Grenzdrehzahl bei Entlastung zu verhindern, ist in dem Schaltbild (Fig. 1) angedeutet. Es bedeutet A die Ständerwicklung, welche im Betrieb dauernd ohne irgendwelche Reguliereinrichtungen an das Netz angeschlossen ist. B ist die Ankerwicklung, welche bekanntlich nach Art eines gewöhnlichen Gleichstromankers ausgeführt ist. Die Achse L-L, in welcher die Ständerwicklung magnetisiert, wird im folgenden alsAs is known, repulsion motors have a pronounced series connection characteristic with regard to the dependence of the speed on the torque. This has the effect that the motor would run up to an impermissibly high speed with mechanical relief if special devices are not taken to prevent this. One of the known arrangements for preventing a certain speed limit from being exceeded when the load is removed is indicated in the circuit diagram (FIG. 1). It means A, the stator coil which is connected in operation continuously without any regulating means to the network. B is the armature winding, which is known to be designed in the manner of an ordinary direct current armature. The axis LL, in which the stator winding is magnetized, is referred to below as

ao Längsachse bezeichnet, die Richtung senkrecht dazu als Querachse Q-Q. Der Repulsionsmotor besitzt in seiner einfachsten Form zwei um 180 Polteilungsgrade versetzte Bürstensätze, welche miteinander leitend verbunden sind und durch deren Verschiebung der Motor angelassen und geregelt wird. Um die angedeutete Einrichtung zur Begrenzung der Drehzahl verwenden zu können, müssen die Bürsten als Doppelbürsten ausgebildet werden, wie es die Fig. 1 für einen zweipoligen Motor andeutet. Die Mittellinie M-M, die Bürstenachse, fällt beim Einschalten des Motors mit der Querachse Q-Q zusammen und wird beim Hochfahren gegen die Drehrichtung verdreht. Zum Zweck der Drehzahlbegrenzung bei Entlastung werden nun die Kurzschlußverbindungen der beiden Bürstenpaare durch einen Schalter oder Schütz S₁ über einen Ohmschen Widerstand R miteinander verbunden. Sehr oft wird es so eingerichtet, daß das Schütz S₁ durch ein Fliehkraftrelais eingeschaltet wird, wenn der Motor die größte zulässige Drehzahl erreicht hat. An Stelle des Ohmschen Widerstandes R kann ein induktiver Widerstand oder eine Kombination von beiden verwendet werden.ao referred to as the longitudinal axis, the direction perpendicular to it as the transverse axis QQ. In its simplest form, the repulsion motor has two sets of brushes offset by 180 degrees of pole pitch, which are conductively connected to one another and the movement of which starts and regulates the motor. In order to be able to use the indicated device for limiting the speed, the brushes must be designed as double brushes, as FIG. 1 indicates for a two-pole motor. The center line MM, the brush axis, coincides with the transverse axis QQ when the motor is switched on and is rotated against the direction of rotation when the motor is started up. For the purpose of limiting the speed when the load is removed, the short-circuit connections of the two pairs of brushes are now connected to one another by a switch or contactor S ₁ via an ohmic resistor R. Very often it is set up in such a way that the contactor S _{1 is switched on} by a centrifugal relay when the motor has reached the highest permissible speed. Instead of the ohmic resistance R , an inductive resistor or a combination of both can be used.

Die beschriebene Einrichtung ist zwar außerordentlich einfach, sie hat aber den Nachteil, daß die Drehzahl, mit welcher der Motor nach seiner Wiedereinschaltung weiterläuft, nur wenig über der synchronen Drehzahl liegt. Dies wird beispielsweise als besonders lästig empfunden, wenn bei Hebezeugbetrieb der Haken ohne Last gehoben oder gesenkt werden soll. In diesem Falle wünscht man eine größere Hub- oder Senkgeschwindigkeit, ohne jedoch auf die Sicherung gegen das Durchgehen verzichten zu wollen. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Einrichtung ist, daß die Einschaltung des Begrenzungswiderstandes eine vergrößerte Blindstromaufnahme zur Folge hat. Auch der dem Netz entnommene Wirkstrom wächst wegen der größeren Stromwärme in beiden Wicklungen.The device described is extremely simple, but it has the Disadvantage that the speed at which the motor continues to run after it is switched on again, is only slightly above the synchronous speed. This is for example considered special Annoying felt when the hook is to be raised or lowered without a load during hoist operation. In this case if you want a higher lifting or lowering speed, but without the safety device against wanting to forego going through. Another disadvantage of the described The device is that the inclusion of the limiting resistor is an increased Reactive current consumption. The active current drawn from the network also increases due to the greater amount of current heat both windings.

Man hat schon vorgeschlagen, die beidenIt has already been suggested that both of them

Kurzschlußverbindungen der Bürsten mit den Sekundärklemmen eines Transformators zu verbinden, dessen Primärwicklung in Reihe mit der Ständer wicklung, .an das Netz gelegt wird. Auf diese Weise wird der Läuferwicklung eine fremde Spannung zugeführt, welche die Drehzahlcharakteristik im gewünschten Sinne beeinflussen soll. Diese Anordnung hat jedoch schwerwiegende Nachteile. Einerseits ίο ist nämlich stets ein Transformator notwendig, wenn man den wesentlichen Vorteil des Repulsionsmotors, nämlich die Trennung des Ständer- und Läuferstromkreises, in elektrischer Hinsicht nicht aus der Hand geben will. Andererseits ist bei der beschriebenen Anordnung die Spannung an den Sekundärklemmen des Transformators stark vom Ständerstrom und damit von der Belastung abhängig, was sich in bezug auf den angestrebten Zweck ungünstig auswirkt.Short-circuit connections between the brushes and the secondary terminals of a transformer connect, whose primary winding is in series with the stator winding. Put on the network will. In this way, an external voltage is fed to the rotor winding, which should influence the speed characteristics in the desired sense. This arrangement has however, serious disadvantages. On the one hand ίο a transformer is always necessary, if one realizes the main advantage of the repulsion motor, namely the separation of the Stator and rotor circuit, from an electrical point of view, do not let go of your hand want. On the other hand, in the arrangement described, the voltage is applied to the secondary terminals of the transformer depends heavily on the stator current and thus on the load, which is in relation to the desired Purpose is unfavorable.

Alle diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß zwischen die beiden Kurzschlußverbindungen eine Hilfsspannung eingefügt wird, welche einer auf dem Ständer angebrachten Hilfswicklung entnommen wird.All these disadvantages are avoided according to the invention in that between the two short-circuit connections an auxiliary voltage is inserted, which one on the auxiliary winding attached to the stator is removed.

In den Fig. 2 bis 4 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt; gleiche Bezeichnungen beziehen sich auf gleiche Teile der Abb. 1. Zur Erzielung der zwischen die Kurzschlußverbindungen der Bürsten zu schaltenden Spannung wird eine besondere Wicklung C verwendet, welche in der Querachse Q-Q angeordnet ist (Fig. 2). Die in dieser Wicklung induzierte Spannung steht bei synchroner Drehzahl des Motors ziemlich genau phasensenkrecht auf der Klemmenspannung; bei höherer Drehzahl weicht der Phasenverschiebungswinkel von einem rechten Winkel ab und nimmt erfahrungsgemäß denjenigen Wert an, welcher für den beabsichtigten Zweck besonders günstig ist. Nachdem also mit dieser Einrichtung durch den Schalter S₂ die Begrenzungseinrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, kann der Motor mit konstanten Drehzahlen laufen, die beliebig hoch auch über der synchronen liegen.In FIGS. 2 to 4 of the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown schematically; the same designations relate to the same parts in Fig. 1. To achieve the voltage to be switched between the short-circuit connections of the brushes, a special winding C is used, which is arranged in the transverse axis QQ (Fig. 2). The voltage induced in this winding is almost exactly phase perpendicular to the terminal voltage at synchronous speed of the motor; At a higher speed, the phase shift angle deviates from a right angle and, as experience has shown, assumes that value which is particularly favorable for the intended purpose. After the limiting device is activated with this device by the switch S ₂ , the motor can run at constant speeds that are arbitrarily high even above the synchronous one.

Für die Dimensionierung der Wicklung C, welche die Hilfsspannung liefern soll, ist es notwendig, einen bestimmten Bürstenverschiebungswinkel zugrunde zu legen. Für verschiedene Bürstenverschiebungen ergeben sich bei vorgeschriebener Grenzdrehzahl verschiedene Werte der Hilfsspannung. Um die Einrichtung nicht kompliziert zu machen, kann man mit Vorteil die Einrichtung so treffen, daß die Hilfsspannung etwa für die volle Bürstenverschiebung dimensioniert wird. ffo Bei kleinen Bürstenverschiebungen ist dann die Einrichtung nicht genügend wirksam.For the dimensioning of the winding C, which is to supply the auxiliary voltage, it is necessary to use a certain brush displacement angle as a basis. For different brush displacements, different values of the auxiliary voltage result at the prescribed limit speed. In order not to complicate the device, the device can advantageously be designed in such a way that the auxiliary voltage is dimensioned for the full brush displacement, for example. ffo In the case of small brush displacements, the device is then not sufficiently effective.

Man wird deshalb zu diesem Zweck noch einen Parallelwiderstand R vorsehen (Fig. 3). Je nach der Größe der Bürstenverschiebungen wird man durch das Schütz ^₁ den Widerstand R oder durch das Schütz S₂ die Hilfswicklung C zur Drehzahlbegrenzung einschalten. Selbstverständlich könnte man auch die Wicklung C mit Anzapfungen versehen, um die für den jeweiligen Betriebszustand passende Größe der Hilfsspannung entnehmen zu können. A parallel resistor R will therefore be provided for this purpose (FIG. 3). Depending on the size of the brush displacements, the resistor R _{is switched on through the contactor ^ 1} or the auxiliary winding C through the contactor S ₂ to limit the speed. It goes without saying that the winding C could also be provided with taps in order to be able to obtain the appropriate size of the auxiliary voltage for the respective operating state.

Es ist an sich nicht notwendig, daß die Hilfsspannung einer auf dem Ständer befindlichen Wicklung entnommen wird, deren Achse mit der Querachse zusammenfällt. Es kann in gewissen Fällen sogar vorteilhaft sein, die Achse dieser Wicklung einen bestimmten Winkel mit der Querachse einnehmen zu lassen. Die Hilfsspannung kann auch in bekannter Weise von einem geeigneten Anlageteil außerhalb des Motors abgenommen werden, z. B. kann sie durch Einschaltung geeigneter, an sich bekannter Einrichtungen, wie z. B. eines Drehtransformators bei Vorhandensein eines Drehstromnetzes, in die günstigte Phasenlage gedreht werden. Wenn man gewisse Zugeständnisse bezüglich einer größeren Stromaufnahme machen will, kann man sogar als Hilfsspannung eine mit der Netzspannung phasengleiche benutzen und dieselbe etwa anAnzapfungen der Hauptständerwicklung abnehmen. Es kann in gewissen Fällen vorteilhaft sein, in den Stromkreis, in welchen die Hilfsspannung eingeführt wird, einen festen oder regelbaren 0hmschen oder induktiven Widerstand oder beides zugleich gemäß Abb. 4 zu legen, mit deren Hilfe die Grenzdrehzahl eingestellt oder in gewünschtem Sinne geändert werden kann.It is not necessary that the auxiliary voltage is located on the stand Winding is removed, the axis of which coincides with the transverse axis. It can even be beneficial in certain cases be, the axis of this winding take a certain angle with the transverse axis allow. The auxiliary voltage can also be taken in a known manner from a suitable system part outside the motor be e.g. B. it can by engaging suitable, per se known facilities, such as B. a rotary transformer in the presence of a three-phase network, can be rotated into the favorable phase position. If you want to make certain concessions regarding a higher power consumption, you can even use an auxiliary voltage that is in phase with the mains voltage and remove it from the taps on the main stand winding. It can in certain Cases be advantageous in the circuit in which the auxiliary voltage is introduced a fixed or adjustable Ohmic or inductive resistor or both at the same time according to Fig. 4, with the help of which the limit speed is set or in can be changed as desired.

Claims

Patent claims:

1. Speed limiting device for repulsion motors with movable, split Brushes and one possibly switched into the connecting line of the two short-circuit connections of the brushes Ohmic or inductive resistance, characterized in that between the two short-circuit connections an auxiliary voltage is inserted, which is taken from an auxiliary winding attached to the stator.

2. Device according to claim 1, characterized in that the axis of the Auxiliary winding coincides with the transverse axis of the stator.

3. Device according to claim 1, characterized in that the axis of the Auxiliary winding has any position to the main stand axes.

SB2682

4 · Device according to claim ι, characterized characterized in that the auxiliary winding is part of the main winding attached to the stator, so that the auxiliary voltage is taken from the main stator winding where the auxiliary voltage can have any phase shift with respect to the mains voltage.

5. Device according to claim 1, characterized in that in the connecting line of the two short-circuit connections lying resistors are at least partially adjustable.

1 sheet of drawings