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Einrichtung zur Erzielung eines Gleichlaufes von sekundär elektrisch
gekuppelten Gleichstrommotoren Zur Erzielung eines synchronen Laufes von Gleichstrommotoren
hat man bereits den Anker der Motoren mit drei Schleifringen versehen, die an drei
gleichmäßig über die Ankerwicklung verteilte Anzapfungen angeschlossen werden. Die
Schleifringe der Motoren sind dann durch Leitungen unmittelbar miteinander verbunden.
Hierdurch wird ;erreicht, daß bei Drehzahlabweichungen Ausgleichsströme fließen,
welche einen Gleichlauf beider Motoren sichern.
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Eine derartige Schaltung ist in der Fig. i schematisch dargestellt.
Die Ankerwicklung I I der beiden Motoren i und 2 ist mit drei Anzapfungen
12, 13, 14 versehen, die an die drei Schleifringe 15 angeschlossen sind. Außerdem
hat der Anker den in normaler Weise ausgebildeten Kommutator mit den beiden Bürsten
16. Die Feldwicklung 17 des Motors möge im Nebenschluß zur Ankerwicklung liegen.
Die Schleifringe 15 der beiden Motoren i und 2 sind durch die Leitung 18 miteinander
verbunden. Werden die beiden Motoren bei den gezeichneten Ankerstellungen angelassen,
so durchfließt der dem Anker des Motors i zugeführte Strom einen kleinen Teil der
Ankerwicklung, um d.-um durch die Anzapfung 13, den ersten der Schleifringe 15 und
die Leitung 18 durch die Anzapfung 12 einen Teil der Ankerwicklung des Motors, 2
zu durchfließen. Wenn die Anker der Motoren i und 2 verschiedene Stellung haben,
was sich praktisch nicht vermeiden läßt, so ist der zwischen einer Bürste und der
nächsten Anzapfung liegende Teil der Ankerwicklung bei beiden Motoren verschieden,
so daß nur derjenige Motor ein Drehmoment entwickeln kann, bei dem zwischen
der Kommutatorbürste und der nächsten Anzapfung ein Teil der Ankerwicklung liegt.
Befindet sich, wie es beim Motor 2 der Fall ist, eine Anzapfung in unmittelbarer
Nähe der Kommutatorbürste, so kann dieser Motor kein Drehmoment @entwickeln, da
der Ankerstrom nur einen verschwindend geringen Teil der Ankerwicklung durchfließen
kann. Infolgedessen wird beim Anlassen nur ein Motor anlaufen, während gleichmäßiger
Anlauf beider Motoren gefordert wird. Dieser Nachteil macht sich in vielen Fällen
äußerst störend bemerkbar, beispielsweise wenn die Motoren zum Antrieb von Trockenzylindern
von Papiermaschinen dienen und synchron anlaufen sollen. Ferner treten während des
Betriebes bei Feld- und Belastungsänderungen an den Schleifringen Spannungsänderungen
auf, die wattlose Ausgleichströme hervorrufen. Wenn nun zur iinderung der Lastverteilung
der Feldregler
eines Motors verstellt wird, so wird durch die von
dem Motor mit stärkerer Erregung gelieferten wattlosen Ausgleichsströmeeine Änderung
der Magnetisierungsenergie des Motors verhindert, so daß die gewollte Lastverteilung
durch Änderung der Erregung unmöglich gemacht ist.
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Gemäß der Erfindung sind die vorstehend geschilderten Nachteile dadurch
vermieden, daß in der Ausgleichsleitung während des Anlaufes der Motoren Ohmsche
Widerstände eingeschaltet und während des Betriebes induktive Widerstände wirksam
sind. Durch die Ohmschen Widerstände wird die Stromverteilung in den Wicklungen
der einzelnen Motoren geregelt, so daß ein gleichzeitiges Anlaufen der Motoren gewährleistet
ist. Die induktiven Widerstände unterdrücken einen Ausgleich der Magnetisierungsenergie
der einzelnen Motoren, so daß die Feldregelung eines jeden Motors unbeeinflußt von
der des anderen Motors erfolgen kann. Sie können nach Beendigung des Anlaufes durch
eine besondere Schaltvorrichtung in die Ausgleichsleitung eingeschaltet werden.
Eine besondere Schaltvorrichtung für die induktiven Widerstände erübrigt sich, wenn
die induktiven Widerstände dauernd, und zwar sowohl während des Anlaufes als auch
während des Betriebes in die Ausgleichsleitung eingeschaltet sind. Befinden sich
die induktiven Widerstände während des Anlaufes in der Ausgleichsleitung, so üben
sie während des Anlaufes auf die Motoren praktisch keinen Einfluß aus, da vor Erreichen
der Betriebsdrehzahl in der Ausgleichsleitung Wechselströme niedriger Frequenz fließen.
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Das Einschalten von Widerständen in die Ausgleichsleitung ist zwar
an sich bekannt, jedoch hat man bisher nur Widerstände einer Art, und zwar vorzugsweise
Ohmsche Widerstände verwendet, die dauernd eingeschaltet waren und das Auftreten
von Stromstäß.en verhindern sollen. Eine Verringerung der Ausgleichswirkströme während
des Anlaufes und der Ausgleichsblindströme während des Betriebes kann hierdurch
jedoch nicht erreicht werden, so daß es bisher nicht möglich war, einen gleichen
Anlauf der Motoren zu erzielen sowie während des Betriebes die Lastverteilung der
einzelnen Motoren zu ändern.
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Es sind auch Einrichtungen zum Erzielen des Gleichlaufes von Asynchronmotoren
bekanntgeworden, bei denen in den gemeinsamen Sekundärleitungen der Motoren Ohmsche
und induktive Widerstände verwendet werden. Bei den bekannten Einrichtungen haben
die in dem Sekundärkreis liegenden Ohmschen und induktiven Widerstände eine andere
Wirkurig und :einen anderen Zweck als bei der Einrichtung gemäß der Erfaz dung.
Die Ohmschen Widerstände dienen lediglich zum gemeinsamen Anlassen :der Asynchronmotoren
und die induktiven Widerstände lediglich zur Regelung des Schlupfes. Bei der Einrichtung
gemäß der Erfindung haben dagegen die Ohmschen Widerstände die Aufgabe, die Stromverteilung
in den Wicklungen der einzelnen Motoren zu regeln, und die induktiven Widerstände
die Aufgabe, nach Beendigung des Anlaufes einen Ausgleich der Magnetisierungsenergie
der einzelnen Motoren zu unterdrücken und auf diese Weise zu erreichen, daß die
Feldregelung eines jeden Motors unbeeinfl.ußt von denanderen Motoren erfolgen kann.
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Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung können, nachdem die Motoren
sich in Bewegung gesetzt und beide Anker die gleiche Phasenlage erreicht haben,
die Ohmschen Widerstände verkleinert bzw. kurzgeschlossen werden, z. B. durch Weiterschalten
des Anlassers, so daß beim weiteren Hochlaufen der Motoren durch die Schleifringleitungen
die vollen u. U. benötigten Synchronisierströme fließen können. Die zweckmäßig aus
Drosselspulen bestehenden induktiven Widerstände sind vorteilhaft nach dem Regelbereich
der Motoren bemessen und können je nach der gewünschten Regelung der Motoren in
ihrer Größe verändert werden.
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Die gemäß der Erfindung in den Ausgleichsleitungen angeordneten Widerstände
sind auch dann von besonderer Bedeutung, wenn die beiden durch die Ausgleichsleitungen
verbundenen Motoren erst bei voller Drehzahl synchronisiert werden sollen. Derartige
Forderungen treten z. B auf beim 'Betrieb von Papiermaschinen, wenn mehrere Filzgruppen
nacheinander angelassen und dann erst synchronisiert werden. Durch die Erfindung
können nun durch Einschalten der Widerstände in die bisher unterbrochenen Ausgleichsleitungen
die beiden Motoren allmählich in Synchronismus gebracht werden, ohne daß sie vorher
stillgesetzt zu werden brauchen. In gleicher Weise kann auch während des Betriebes
durch Unterbrechen der Ausgleichsleitungen der Gleichlauf der beiden Motoren aufgehoben
werden. Durch die Erfindung wird daher sowohl das Anlassen als auch der Betrieb
der Gleichlaufmotorenerheblich vereinfacht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.2 dargestellt. In
die die Schleifringe 15 der beiden Motoren i und 2 verbindenden Leitungen 18 sind
die Ohmschen Widerstände 19, 20, 21 und die induktiven Widerstände 34 32, 33 geschaltet.
Die Ohmschen Widerstände 19, 20, 21 sind an die zum Anlassen der beiden Motoren
i und 2 dienende Anlaßwalze 22 angeschlossen. Durch die Anlaßwalze
22
wird der im Ankerstromkreis der beiden Motoren i und 2 liegende Widerstand 23 durch
den Kontakt 24 allmählich kurzgeschlossen, wodurch die beiden Motoren i und 2 angelassen
werden. Die Ohmschen Widerstände i9, 20, 21 der Verbindungsleitung 18 sind an die
Beläge 25, 26, 27 der Schaltwalze angeschlossen. Diese Kontaktbeläge 25,
26, 27 sind nur in der ersten Stellung der Schaltwalze unterbrochen, während
sie in den nächsten Stellungen durch die Kontakte 28, 29, 3o kurzgeschlossen sind,
wodurch die Ohmschen Widerstände ig, 20; 21 überbrückt werden und die Schleifringe
15 der beiden Motoren in unmittelbarer leitender Verbindung miteinander stehen.
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Die in der Ausgleichsleitung 18 angeordneten Ohmschen Widerstände
19, 2o, 21 sind so bemessen, daß sie beim Einschalten der Motoren verhindern, daß
der Strom in der Ankerwicklung eines Motors unmittelbar von der Bürste über die
Anzapfung des Schleifringes und die Ausgleichsleitung 18 zum Anker des anderen Motors
fließen kann, ohne in beiden Motoren die benötigten Drehmomente zu entwickeln. Die
Widerstände 19, 20, 21 müssen daher zweckmäßig größer als der Widerstand der Ankerwicklung
sein; sie können auch unendlich groß sein, in' welchem Falle die Ausgleichsleitung
18 unterbrochen sein würde.
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Die induktiven Widerstände 34 32, 33 sind während des Anlaufes und
des Betriebes des Motors eingeschaltet. Während des Anlaufes üben sie keine Wirkung
aus, da die Frequenz des in den Ausgleichsleitungen fließenden Stromes bei Beginn
des Anlaufes. Null ist und proportional der Drehzahl der Motoren ansteigt. Erst
bei Erreichen der Betriebsdrehzahl der Motoren werden die induktiven Widerstände
wirksam und erzeugen eine dem wattlosen Ausgleichsstrom entgegengesetzte Blindkomponente.
Dadurch ist ein Ausgleich der Magnetisierungsenergie zwischen den beiden Motoren
unterdrückt, so daß durch ein Ändern der Erregerstromstärke die Belastung eines
der beiden Motoren unabhängig von der Belastung des anderen Motors geregelt werden
kann.
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Die in der Ausgleichsleitung angeordneten Widerstände können auch
ohne Schwierigkeiten selbsttätig vermittels geeigneter Hilfseinrichtungen .ein-
oder ausgeschaltet werden. Hierzu können beispielsweise Relais verwendet werden,
die in Abhängigkeit von der Größe oder der Frequenz .der Schleifringspatmung der
Motoren die Widerstände kurzschließen. Zum Anlassen der Gleichlaufmotoren braucht
in diesem Fall nur der Hauptschalter geschlossen zu werden, da auch die Bedienung
der Anlaßwalze ohne Schwierigkeiten selbsttätig erfolgen kann.