DE610124C - Einrichtung zur Gleichlaufregelung zweier Gleichstrommotoren - Google Patents

Einrichtung zur Gleichlaufregelung zweier Gleichstrommotoren

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DE610124C
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H02P5/50Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another by comparing electrical values representing the speeds

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Gleichlaufregelung zweier Gleichstrommotoren Es ist bekannt, zur Regelung des Gleichlaufs von Gleichstrommotoren gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken oder gittergesteuerte Elektronenrohre zu verwenden; diese werden vorzugsweise als Zwischenglieder im Erregerkreis der zu regelnden Maschine verwendet und der Erregerstrom durch Gittersteuerung in Abhängigkeit von der Abweichung der '.Motordrehzahl von irgendeiner Vergleichsdrehzahl geregelt. Anordnungen mit Elektronenröhren haben in solchen Fällen stets den Nachteil, daß sie für stärkere Erregerströme nicht oder nur mit großem Kostenaufwand brauchbar sind und daß ihr beträchtlicher und stromabhängiger innerer Widerstand den Wirkungsgrad und die Regelfähigkeit beeinträchtigt. Bezüglich der bisher bekanntgewordenen Gleichlaufregelungen mit Dampf- oder Gasentladungsstrecken, die diese Nachteile vermeiden, ist zu bemerken, daß sie meist eine Steuerung durch frequenzfremde Gitterspannungen benutzen, die nur in einem engen Drehzahlbereich betriebssicher arbeitet.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Einrichtung zur Gleichlaufregelung zweier Motoren, bei der gittergesteuerte Dampf-oder Gasentladungsstrecken für die Speisung wenigstens einer Motorwicklung zur Verwendung gelangen, deren Steuerspannungen in an sich bekannter `'eise dadurch von etwaigen Drehzahlunterschieden beeinflußt werden, daß jeder zu regelnde Motor mit einem Gleichstromhilfsgenerator gekuppelt ist.
  • In wesentlicher Unterscheidung von bekannten Anordnungen wird die Spannung dieser Generatoren jedoch nicht unmittelbar zur Steuerung benutzt, weil eine solche Steuerung bei Dampf- oder Gasentladungsstrecken nur eine Regelung über ein Teilbereich erlaubt; die von den Hilfsmaschinen gelieferten Gleichspannungen dienen vielmehr lediglich dazu, über Zwischenglieder die zur eigentlichen Steuerung dienenden Wechselspannungen zu beeinflussen, wodurch eine stetige Regelung des die Entladungsstrecken durchsetzenden Stromflusses-von Null -bis zum Höchstwert möglich wird.
  • Zwei Ausführungsformen der Erfindung, die sich durch die Hilfseinrichtung unterscheiden, vermittels deren die Abhängigkeit der Gitterspannung der Entladungsgefäße von der Drehzahl der beiden Gleichstrommotoren erzeugt wird, werden im folgenden beschrieben: Die Abb. r und a zeigen die beiden Schaltungsanordnungen in schematischer Darstellung, -während in der Abb.3 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise nach Abb. z wiedergegeben ist.
  • In der Abb. x bedeuten zo und 1r die Anker der beiden Gleichstrommotoren, 13 und 15 ihre Feldwicklungen. Die beiden Anker sowie die Feldwicklung 13 sind an eine mit i2 bezeichnete Gleichspannungsquelle angeschlossen, der Feldwicklung 13 ist dabei noch ein einstellbarer Widerstand 14 vorgeschaltet. Zwei Gleichstromhilfsgeneratoren 30 und 29 sind mit den Motorenankern io und ii starr gekuppelt, die Erregerwicklungen 32 und 31: dieser beiden Generatoren werden ebenfalls aus der Gleichstromquelle i2 gespeist. Die Feldwicklung 15 des einen Motors liegt im Gleichstromkreise zweier in Doppelweggleichrichterschaltung angeordneter gittergesteuerter Gas- oder Dampfentladungsgefäße 18 und i9, welche über einen Transformator 17 an eine Wechselspannungsquelle 16 angeschlossen sind. Diese Wechselspannungsquelle speist außerdem eine Brückenschaltung 22, welche in ihrem einen Zweige eine Drosselspule 24 und einen Ohmschen Widerstand 23, in ihrem anderen Zweige dagegen zwei Drosselspulen 27 und 26 enthält. Die Drosselspulen 24 und 27 in j e einem der beiden Brückenzweige besitzen Eisenkerne, welche noch Gleichstromvormagnetisierungswicklungen 25 und 28 tragen; diese letzteren sind an die beiden Gleichstromhilfsgeneratoren 2g und 3o angeschlossen. Die Drosselspule 26 kann ohne Eisenkern ausgeführt werden oder mit einem Eisenkern derartig großen Querschnitts, daß bei keinem der in Betracht kommenden Stromwerte eine nennenswerte Sättigung auftritt. An die gemeinsamen Punkte der Drosselspule 24 und des Widerstandes 23 einerseits und der Drosselspulen 27 und 26 andererseits sind über einen Hilfstransformator 2o die Steuergitter der Gefäße 18 und ig angeschlossen. Es ist ferner ein Strombegrenzungswiderstand 21 zwischen der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 2o und den Kathoden der Gefäße vorgesehen.
  • Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise: Es sei angenommen, daß die beiden Motoren io und ii mit gleicher Geschwindigkeit laufen mögen und daß die Vormagnetisierung der Eisenkerne der Drosselspulen 24 und 27 den gleichen Wert besitzen möge. Die Spannungsverhältnisse in der Brückenschaltung 22 sind dann an Hand der Abb. 3 leicht zu übersehen. In dieser bedeutet der Vektor 0A die Anodenspannung der Entladungsgefäße und gleichzeitig die Spannung an den Eingangspunkten der Brücke. Der Vektor OB ist der Spannungsabfall an dem Ohmschen Widerstand 23, der Vektor BA derjenige längs der Drosselspule 24. Der Spannungsabfall an den Drosselspulen 26 und 27 ist durch die Vektoren 0 C und CA gegeben. `Nenn nun bei urveränderter mechanischer Belastung der Motoren io und ii die Drehzahl beider Motoren gleichmäßig erhöht werden soll, wird der Widerstand 14 im Erregerkreise des einen Motors vergrößert. Es steigt also zunächst die Drehzahl dieses Motors, und demzufolge wächst auch die von dem mit ihm gekuppelten Gleichstromhilfsgenerator 30 gelieferte Spannung an. Dies hat eine stärkere Sättigung des Eisenkernes der Drosselspule 27 zur Folge, der Blindwiderstand dieser Drosselspule nimmt also ab. Das Ergebnis dieser Widerstandsänderung besteht darin, daß der Punkt C im Vektordiagramm der Abb. 3 in die Lage C rückt, so daß die der Primärwicklung des Hilfstransformators 2o zugeführte Spannung und somit auch die Gitterspannung der Entladungsgefäße nunmehr durch den Vektor CB gegeben ist. Dieser letztere Vektor schließt mit dem Vektor 0A, also mit der Anodenspannung der Entladungsgefäße, einen größeren Winkel ein als der Vektor CB, so daß nunmehr die Entladung innerhalb jeder positiven Anodenspannungshalbwelle in einem späteren Zeitpunkt einsetzt und damit der Erregerstrom durch die Wicklung 15 des zweiten Motors gegenüber den anfänglich vorausgesetzten Verhältnissen vermindert wird. Die Drehzahl des zweiten Motors steigt also ebenfalls an. Wenn bei unveränderter Belastung der Motoren eine andere Drehzahl eingestellt werden soll, ist der Widerstand 14 im Erregerkreise des einen Motors zu vergrößern, es spielen sich dann die geschilderten Vorgänge mit umgekehrtem Vorzeichen ab. Der Gleichlauf der Motoren wird auch aufrechterhalten, wenn die Last beider Motoren je um den gleichen Bruchteil ihrer augenblicklichen Belastung vermindert wird. Zunächst beschleunigen sich in diesem Falle beide Motoren. Angenommen, die Drehzahlerhöhung des Motors io sei so groß, daß der Punkt C im Vektordiagramm nach Abb. 3 wieder in die Lage C wandern möge, so wird, wie oben erläutert, die Sättigung der Drosselspule 27 vergrößert und daher ihr Blindwiderstand verkleinert. Gleichzeitig steigt jedoch auch die Sättigung der Drosselspule 24., so daß deren Blindwiderstand ebenfalls abnimmt. Dies hat zur Folge, daß der Punkt B die Lage B' annimmt, so daß also die Gitterspannung nunmehr durch den Vektor CB' gegeben ist. Dieser Vektor schließt jedoch den gleichen Phasenwinkel (von go °) mit dem Vektor 0A, d. h. mit der Anodenspannung der Entladungsgefäße, ein wie der Vektor CB. Der Motor ii behält also seine neue Drehzahl bei und befindet sich nach wie vor im Gleichlauf mit dem Motor io. Es wird also sowohl bei Änderungen im Erregerstrom des Motors io als auch bei Änderungen der Belastung beider Motoren der Motor ii stets im Gleichlauf gehalten.
  • Bei der in der Abb.2 dargestellten Ausführungsform besteht die Brückenschaltung im einen Zweige aus zwei Drosselspulen konstanten Blindwiderstandes 33 und 34 und im anderen Zweige aus zwei j e mit einer V ormagnetisierungswicklung 36 und 38 versehenen Drosselspulen 35 und 37. Dieser Brückenschaltung wird wieder, wie an Hand der Abb. i erläutert, aus der Wechselspannungsquelle 16, die ebenfalls die Entladungsgefäße speist, Spannung zugeführt, und die zwischen ihren Äquipotentialpunkten auftretende Spannung liegt ebenfalls an den Steuergittern der Entladungsgefäße. Die Vormagnetisierungswicklungen 36 und 38 liegen wieder an dem Gleichstromhilfsgenerator, derart, daß zwischen den Leitungen 39 und 41 die Spannung des einen Hilfsgenerators, zwischen den Leitungen 40 und 41 die Spannung des anderen eingefügt ist.
  • Die Brückenschaltung ist in diesem Falle so abgeglichen, daß bei gleicher Last und gleicher Drehzahl der beiden Motoren zwischen den Äqüipotentialpunkten der Brücke keine Spannung auftritt. Im Betrieb pendelt diese Äquipotentialspannung jedoch dauernd zwischen positiven und negativen Werten hin und her in der Weise, daß bei einer gleichmäßigen Zunahme der Vormagnetisierungsströme die Gitterspannung der Entladungsgefäße nicht verändert wird, daß jedoch eine solche Veränderung eintritt, wenn die Vormagnetisierungsströme sich in entgegengesetztem Sinne verändern oder wenn nur der eine dieser Ströme eine Änderung erfährt. In diesem Falle ändert die den Entladungsgefäßen zugeführte Gitterspannung ihr Vorzeichen, so daß die Entladung jeweils bereits zu Beginn der positiven Anodenspannungshalbwelle einsetzt bzw. für die ganze Dauer dieser Halbwelle unterbrochen ist. Die Feldwicklung 15, welche an den gemeinsamen Gleichstromkreis der Entladungsgefäße 18 und i9 angeschlossen zu denken ist, wird also mit einem intermittierenden Strom gespeist, derart, daß das Verhältnis der Zeiten, während welcher die Wicklung von Strom durchflossen und stromlos ist, den Mittelwert der Geschwindigkeit des Motors ii bestimmt.
  • Die Vormagnetisierungswicklungen sind, wie die Abb. x und 2 erkennen lassen, in der Weise ausgeführt, daß ihre beiden Hälften in Gegenschaltung angeordnet sind.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Gleichlaufregelung zweier Gleichstrommotoren, bei denen wenigstens eine Motorwicklung aus einer Wechselspannung über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken gespeist wird und die Gittersteuerung durch mit den Motoren gekuppelte Hilfsgleichstromgeneratoren beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hilfsgeneratoren (29, 3o) die Induktivitäten zweier Drosselspulen (24, 27) mit Eisenkern steuern, die in eine als phasendrehende Vorrichtung für die Gitterwechselspannung ausgebildete Brückenanordnung (23, 24, 26, 27) eingefügt sind.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Brückenanordnung, daß die eine der beiden mit Gleichstromvormagnetisierung versehenen Drosselspulen (24) in Reihe mit einem konstanten Widerstand (23) in dem einen Zweig, die andere (27) in Reihe mit einer Drosselspule unveränderlichen Blindwiderstands (26) im anderen Zweig der von der Wechselspannungsquelle (i6) gespeisten Brücke (22) angeordnet ist und daß die an den zwischen den Brückenelementen (24 und 23 bzw. 27 und 26) liegenden Diagonalpunkten der Brücke auftretende Spannung den Steuergittern der Gefäße (i8, i9) zugeführt wird.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Brückenanordnung, daß die beiden mit Gleichstromvormagnetisierung - versehenen Drosselspulen (35, 37) in einem Zweig und zwei Drosselspulen (33, 34) unveränderlichen Blindwiderstandes im anderen Zweig der aus der Wechselspannungsquelle (r6) gespeisten Brücke jeweils miteinander in Reihe angeordnet sind, wobei die Brückenanordnung derart abgeglichen ist, daß zwischen ihren Äquipotentialpunkten nur bei Abweichung vom Gleichlaufzustand eine Spannung auftritt, die den Steuergittern der Entladungsstrecken (i8, zg) zugeführt wird und deren Phasenlage um 18o' verschieden ist, je nachdem, ob der eine oder der andere der beiden zu regelnden Motoren schneller läuft (Abb.2).
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromvormagnetisierungswicklungen (25, 28, 36, 38) in den Brückenschaltungen nach Anspruch 2 und 3 mit ihren beiden Hälften in Gegenschaltung angeordnet sind.
DEA66554D 1931-07-20 1932-07-12 Einrichtung zur Gleichlaufregelung zweier Gleichstrommotoren Expired DE610124C (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE767959C (de) * 1936-12-22 1955-04-07 Siemens App Anordnung zur Erzeugung einer als Steuerspannung verwendbaren Wechselspannung
DE767946C (de) * 1936-12-19 1955-04-07 Siemens App Einrichtung zur Erzeugung einer Wechselspannung aus der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einem Indikator und einem elektrisch einzustellenden Gegenstand mit umkehrbarer Drehrichtung
DE768013C (de) * 1938-02-12 1955-05-12 Siemens App Anordnung zur Erzeugung einer als Steuergroesse fuer Nachlauf-steuerungen verwendbaren Wechselspannung
DE768076C (de) * 1937-03-07 1955-06-16 Siemens App Einrichtung zur Gewinnung einer Steuer-, Regel- oder Messwechselspannung
DE1043464B (de) * 1952-09-13 1958-11-13 Schoppe & Faeser Gmbh Schaltungsanordnung zum Umwandeln eines als Differenz zwischen einer veraenderlichen und einer konstanten Gleichspannung auftretenden Gleichspannungssignals in ein Wechselspannungssignal

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