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Bremseinrichtung für Leonard-Antrieb Es ist bekannt, den Arbeitstrom
in Leonard-Antrieben dadurch zu begrenzen, daß die Ankerspannung der Leonard-Dynamo
durch Vorschalten von Widerstand vor deren Feld bzw. vor das Feld der Dynamoerregermaschine
gesenkt wird. Als Hilfsmittel benutzt man sowohl Relais als auch Regler, insbesondere
Schnellregler, z. B. solche nach dem Tirrillprinzip. Eine derartige Anordnung arbeitet
aber im allgemeinen nur dann richtig, wenn Energie von der Dynamo: zum Motor fließt.
Wird aber beispielsweise die Dynamo zum Bremsen des Motors entregt, so daß der Motor
die in seiner eigenen Schwungmasse und in der angetriebenen Maschine aufgespeicherte
kinetische Energie in .den Leonard-Umformer zurückliefert, dann ist sie unwirksam.
In diesem Falle ist nämlich das Vorschalten von Widerstand vor das Feld der Dynamo
bei Überschreiten des höchstzulässigen Stromes natürlich ganz wertlos. Wird zwecks
Drehumkehr oder zum Bremsen des Antriebes die Dynamo von entgegengesetzter Spannung
erregt, dann sind die Ströme besonders hoch, da die Motorspannung und die Dynamospannung
gleichgerichtet sind. Mit Hilfe des normalen Strombegrenzungsreglers würde man allerdings
durch Vorschalten von Widerstand vor das Feld der entgegengesetzt erregten Dynamo
deren Spannung wieder bedeutend herabsetzen, gegebenenfalls bis auf Null; aber dadurch
würde man auch bestenfalls den Betriebszustand des vorher beschriebenen Falles erreichen.
Also gerade in jenen Fällen, bei welchen besonders hohe Stromstöße auftreten können,
nämlich beim Bremsen, kann man die bekannten Strombegrenzungseinrichtungen nicht
verwenden.
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Die Erfindung ermöglicht nun einen einwandfreien Betrieb bei Leonard-Antrieben
dadurch, daß bei Energierücklieferung das Dynamofeld selbsttätig in Abhängigkeit
von der Spannungsrichtung des Motors unter Umgehung des Steuerschalters in dem Sinne
an Spannung gelegt wird, daß die Dynamospannung der Motorspannung entgegengerichtet
ist und daß gleichzeitig ein das Feld der Dynamo oder des Motors beeinflussender,
vom Ankerstrom abhängiger Strombegrenzungsreglerwirksam wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abbildung. r ist der
leonardgesteuerte Motor. Der Umformer besteht aus dem Leonard-Dynamo -, und dem
Antriebsmotor 3. Die Erregerspannungen werden einem Erregerumformer entnommen, der
aus
dem Antriebsmotor 4, der Grund- und Motorerregermaschine 5 und
der Dynamoerregermaschine 6 besteht. Gesteuert wird mit dem Steuerschalter 7, und
zwar einer sogenannten Leonard-Erregersteuerung.
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Zur Strombegrenzung dient der Tirrillregler 8, der mit seinem Differenzrelaissystem
16 den im Erregerkreis der Dyn.amoerregermaschine 6 befindlichen Widerstand g kurzschließen
kann und dessen Zittersystem von der-Spannung am Nebenschluß io im Leonard-Arbeitstromkreis
beeinflußt wird. Das Differenzrelais des Tirrillreglers hat, wie üblich, zwei Spulen,
deren eine über einen Kontakt des Differenzrelais 12 so verriegelt ist, daß sie
bei Energielieferung zum Motor i aus der Dynamo?- an Spannung liegt, während die
zweite Spule über das Zittersystem des Reglers 8 die gleiche Spannung erhält. In
diesem Falle öffnen also mit dem Öffnen der Kontakte des Zittersystems auch die
Kontakte des Differenzsystems.
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12 ist ein Differenzrelais, welches dadurch als Energierichtungsrelais
arbeitet, daß es mit zwei Spulen, z. B. Drehspulsystemen, ausgerüstet ist, deren
eine, i9, an .der Spannung des Motors i und deren andere, 2o, an der Spannung der
Dynamo :2 liegt, so daß die Differenz beider Spannungen (d. i. der Spannungsabfall
in der Leitung und zweckmäßig auch in der Wendepolwicklung beider Maschinen) auf
den Magneten bzw. auf die Nadel wirkt. Dieses Energierichtungsrelais steuert ein
Schütz 13, welches bei Energierücklieferüng den Steuerschalter 7 vom Erregerkreis
der Dynamoerregermaschine 6 abtrennt (Kontakte 17) und mit Hilfskontakten
18 die Hilfserregerspannung heranholt. Es ist weiterhin ein Kontaktzeigerinstrument
(oder ein polarisiertes Relais) i i angeordnet, welches die Spannungsrichtung im
Anker des Motors i angibt. In Abhängigkeit ion der Stellung dieses Instrumentes,
also in Abhängigkeit von der Spannungsrichtung im Motor, wird das Schütz 1a. oder
das Schütz 15 eingeschaltet, so daß über das Schütz 14 bzw. i5 und die Kontakte
18 beim Ansprechen des Schützes 13 die Dynamospannung die eine oder die andere Richtung
hat.
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Es sei angenommen, der Antrieb steht still, und die beiden Drehstrommotoren
3 und 4 laufen mit ihrer vollen Drehzahl. Der Antrieb soll nun in der einen Richtung
in Betrieb genommen werden. Zu diesem Zwecke wird der Steuerschalter 7 in die Lage
A bewegt. Das Feld der Erregermaschine wird nun von dem Anker der Maschine 5 erregt,
so daß die Dynamomaschine 2 eine Spannung entwickelt, deren Richtung durch den Pfeil
A angedeutet ist. Von der Dynamomaschine fließt dann zum Motor ein Strom, welcher
im Motor i ein Drehmoment entwickelt, so daß der Motor sich in Bewegung setzt und
eine Gegen-EMK in Richtung des Pfeiles A entwickelt. Das an die Ankerklemmen des
Motors angeschlossene polarisierte Relais i i schlägt entsprechend der Spannungsrichtung
am Motor im Sinne des Pfeiles'A aus und schaltet das Schütz 14 ein, was aber vorläufig
wirkungslos ist, da die Kontakte i$ des Schützes 13 noch geöffnet sind.
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Da die Dynamo 2 den Motor i mit Strom versorgt, ist deren Klemmenspannung
höher als die Klemmenspannung des Motors, die Spule 2o des Energierichtungsrelais
12 also stärker erregt als die Spule i9, so daß der Kontakt dieses Relais in der
dargestellten Lage verharrt.
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Sollte der Antrieb in der entgegengesetzten Richtung bewegt werden,
dann müßte man den Steuerschalter 7 in die Lage B auslegen. Die Spannung im Motor
und in der Dynamo würden die Richtung des Pfeiles B haben, das . Instrument i i
würde den Kontakt in der -Richtung B schließen, so daß statt des Schützes 14 das
Schütz 15 anzieht. Das Energierichtungsrelais 12 würde aber in derselben Lage bleiben,
-da j a auch in diesem Falle motorischer Betrieb herrscht und daher die Spannung
an der Dynamo größer ist als am Motor.
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Es soll nun der Betrieb bei der Steuerhebelauslage in Richtung A weiter
erläutert werden. Der Regler 8 hält den Widerstand 9 so lange kurzgeschlossen, als
der Strom unter dem höchstzulässigen Wert liegt. Wenn der Strom den eingestellten
Höchstwert erreicht, dann wird die Spule 21 des Zitterrelais so stark erregt, daß
sie den Kontakt 22 öffnet; dieser unterbricht daher die Erregung der rechten Spule
des Differenzrelais 16, so daß die magnetische Kraft der linken Spule überwiegt
und den Kontakt 26 öffnet. Dadurch wird der Widerstand 9 in den Erregerkreis der
Erregermaschine 6 eingeschaltet und die i Spannung der Dynamo 2 herabgesetzt. Der
Regler schließt seine Kontakte ein oder mehrere Male, bis die den hohen Strom bedingende
Lastspitze verschwunden ist.
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Der Antrieb soll nun möglichst schnell still- i gesetzt werden. Zu
diesem Zwecke wird der Steuerschalter in die Mittellage bewegt. Die Spannung an
der Dynamomaschine :2 wird daher Null. Es fließt nun ein Bremsstrom vom Motor zur
Dynamo. Da die Spannung am i Motor höher ist als an der Dynamo, wird der Kontakt
des Energierichtungsinstrumentes 12 in die andere Stellung bewegt, so daß die Spule
des Schützes 13 erregt wird und dieses seine Kontakte 17 öffnet und die Kontakte
18 i schließt. Über diese Kontakte und die Kontakte des Schützes 14 wird nun das
Feld der
Maschine 6 in demselben Sinne erregt wie beim motorischen
Betrieb. Der Strom läuft nämlich von der Leitung P über den Kontakt des Schützes
14, den Kontakt des Schützes 13 in der Pfeilrichtung durch das Feld der Erregermaschine
6 über die zweiten Kontakte der beiden Schütze zur Leitung N. Beim Dauerbetrieb
verläuft der Strom von der Leitung P über den linken Kontakt des Steuerschalters
7 ebenfalls in der Pfeilrichtung durch das Feld der Erregermaschine 6. Durch die
Einschaltung der Erregung der Dynamo :2 entwickelt diese nun wie bei Dauerbetrieb
eine Spannung, welche der Motorspannung entgegengerichtet ist, so daß durch entsprechende
Steuerung der Dynamoerregung der Strom begrenzt werden kann.
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Zum Zwecke der Strombegrenzung wurde nun durch das Energierichtungsrelais
i2 die linke Spule des Differenzrelais auf dem Tirrillregler 8 abgeschaltet. Die
Differenzwirkung der beiden Spulen ist also aufgehoben, und die Kontakte 26 werden
geöffnet, so daß der Widerstand 9 im Feldkreis der Dynamo liegt. Tritt nun infolge
der durch den Widerstand g bedingten niedrigen Spannung an der Leonard-Dynamo 2
ein Überstrom ein, dann «-erden die Kontakte 22 des Reglers durch die Spule 21 geöffnet,
so daß auch die rechte Spule des Differenzsystems aberregt wird und daher die Kontakte
26 wieder geschlossen werden. Der Widerstand 9 ist also kurzgeschlossen, und die
Spannung der Dynamo wird erhöht. Der vom Motor in die Dynamo fließende Strom sinkt
daher ab. Die Dynamo wird somit genau im entgegengesetzten Sinne geregelt wie beim
motorischen Betrieb, nämlich dadurch, daß ihr Feld bei zu hoher Stromstärke erregt
wird, während bei motorischem Betrieb der Tirrillregler die Dynamoerregung bei zu
hohem Strom herabsetzt.
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Die beiden Schütze 14 und 1-5 sind gegenseitig verriegelt, so daß
stets das eine nur eingeschaltet werden kann, nachdem das andere ausgeschaltet ist.
Eine derartige Anordnung ist bekannt und der Einfachheit halber nicht eingezeichnet.
Ebenso sind die zur Bewältigung der Schaltleistung zwischen den Instrumenten i i
bzw. 12 und den Schützen 14, 15 bzw. 13 etwa erforderlichen Zwischenrelais fortgelassen.
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Da es bei sehr schnellem Wachsen des Stromes vorkommen könnte, daß
nach Umkehr der Energierichtung der Regler 8 bereits eingreift, bevor das Relais
12 und das Schütz 13 ihre Schaltungen durchgeführt haben, soll das Arbeiten des
Reglers 8 verzögert werden. Diese kann durch ein Zeitrelais erreicht werden; welches
z. B. zweckmäßig am Zittersystem selbst angebracht und vom Energierichtungsrelais
12 gesteuert wird. Das Relais 12 kann als Differenzmesser oder als Quotientenmesser
ausgebildet sein. Bei diesem Relais 12 wird es in manchen Fällen vorteilhaft sein,
es mit einem bestimmten Unempfindlichkeitsgrad oder einer Zeitverzögerung zu bauen,
so daß es bei verhältnismäßig geringer Energierücklieferung noch nicht anspricht.