DE611217C

DE611217C - Einrichtung zum Steuern eines Gleichstrommotors in Leonardschaltung, z. B. eines Propellermotors

Info

Publication number: DE611217C
Application number: DEA62292D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1931-06-13
Filing date: 1931-06-13
Publication date: 1935-03-23

Description

Einrichtung zum Steuern eines Gleichstrommotors in Leonardschaltung, -z. B. eines Propellermotors Bei in Leönardschaltung betriebenen Elektromotoren ist es bekannt, Motorfeld und Generatorfeld gleichzeitig zu regeln, und zwar das Motorfeld zu schwächen, wenn das Generatorfeld wächst, und zu verstärken, wenn das Generatorfeld sinkt. Für den Betrieb von Fördermaschinen oder ähnlichen Maschinen ist -diese Art. der Erregung sehr erwünscht, um ein großes Anlaufdrehmoment zu erzielen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Steuern eines Gleichstrommotors in Leonardschaltung, dessen Drehmoment mehr als linear mit der Drehzahl sich ändert, z. B. eines Propellermotors. Sie besteht darin, daß das Generator- und Motorfeld gleichsinnig erstellt werden, so daß bei Verminderung der Generatorspannung das Motorfeld geschwächt und bei Erhöhung der Generatorspannung das Motorfeld verstärkt wird.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbespiele der Erfindung veranschaulicht. Fig. r zeigt eine Leonardschaltung für einen Arbeitsmotor, der nur in einer einzigen Drehrichtung betrieben werden soll, während Fig. 2 eine Leonardschaltung für einen Propellermotor zeigt, der in beiden Drehrichtungen betrieben werden kann.
In Fig. i bezeichnet a den Steuergenerator, der zum Betrieb des Motors b in Leonardschaltung dient. Im Feldstromkreis des Generators a ist außer der Feldwicklung c der Feldregler d eingeschaltet, dessen Regelwiderstand an den positiven Pol des Netzes f angeschlossen ist, während die Feldwicklung c einerseits mit dem Regelwiderstand des Reglers d, andererseits mit dem negativen Pol des Netzes f stromleitend verbunden ist. Auch im Feldstromkreis des Motors b ist ein Feldregler h vorgesehen, wobei die Feldwicklung g und der Regelwiderstand des Reglers h hintereinander ;an beiden Polen der Netzleitung f liegen. Ferner sind die Antriebswellen der beiden Feldregler d und h durch einen Kettentrieb i gekuppelt; der mittels Handrad k bedient wird. Beim Drehe. des Handrades k werden die Felder des Generators a und des Motors b gleichsinnig geregelt, so daß beim Verstärken des Generatorfeldes auch das Motorfeld verstärkt wird, und umgekehrt.
Bei der Schaltung nach Fig, 2 liegt im Feldstromkreis des Generators a ein Umkehrfeldregler m, dessen Regelwiderstände- parallel an die beiden Pole der Netzleitung f angeschlossen sind, während die beiden Regelhebel über die Feldwicklung c des Generators a verbunden sind. Auch im Feldstromkreis des Motors b liegt ein Regler o, und zwar sind die beiden Enden des nach der Mitte zu abnehmenden Regelwiderstandes an den positiven Pol und der Reglerhebel über die Feldwicklung g an den negativen Pol der Netzleitung f angeschlossen. Die Hebel der Regler m und o sind mittels der Kettentriebe p mechanisch zwangsläufig miteinander gekuppelt und werden mit dem Handrad k gesteuert.
Bei Stillstand des Motors b stehen die Regelhebel der Regler in, o in der -Mitte der Regelwiderstände. Je nachdem die Regelhebel im einen oder anderen Drehsinne gedreht werden, werden die Felder des Generators a und des Motors b verstärkt und der Motor b in dem einen oder anderen Drehsinne betrieben. Infolge der besonderen Ausbildung und Schaltung des 1Zotorfeldreglers o wird auch in diesem Falle der Motor b immer im gewünschten Sinne erregt, unabhängig davon, ob der Generator a umgesteuert wird oder nicht.
Das Feld des Motors b kann auch selbsttätig in Abhängigkeit von der Spannung des Generators a beeinflußt werden. Das kann z. B. mit Hilfe eines Relais erzielt werden, dessen Magnetwicklung im Ankerstromkreis des Generators a und dessen Schaltkontakte parallel zu einem Vorschaltwiderstand für die Feldwicklung des Motors b liegen. Steigt dann die Generatorspannung auf einen bestimmten Betrag, so spricht das Relais an und schließt den Vorschaltwiderstand kurz, fällt sie unter diesen Betrag, so kehrt das Relais in seine Ursprungslage zurück und schaltet den genannten Widerstand der Motorfeldwicklung wieder vor. Diese selbsttätige Regelung kann vor allem dann mit Vorteil verwendet werden, wenn das Motorfeld nur in wenigen Stufen geregelt werden soll.
Beim Schwächen des Generator- und des Motorfeldes wird infolge der Schwächung des Generatorfeldes die Motordrehzahl erniedrigt und infolge der Schwächung des Motorfeldes die Motordrehzahl wieder erhöht. Das ist nur zulässig bei solchen Motoreii, deren Drehmoment mehr als linear mit der Drehzahl sich ändert. Beispielsweise ändern sich bei einem Propellermotor, der in normaler Leonardschaltung betrieben und konstant erregt wird, die Leistung mit der dritten, der Strom und das Drehmoment mit der zweiten und die Spannung mit der ersten Potenz der Drehzahl. Wird nun der Motor auf niedrige Drehzahlen geregelt, so wird infolge der verminderten Kühlung die Erregerwicklung zu warm. Um nun die Erwärmung der Erregerwicklung auf zulässige Werte zu halten, wird für gewöhnlich eine zusätzliche Belüftungseinrichtung verwendet, die lediglich mit Rücksicht auf die Abkühlung der Erregerwicklung (und nicht der hauptstromführenden Wicklungen) nötig ist. Denn in den hauptstromführenden Wicklungen (Läufer- und Wendepolwicklung) sinkt der Strom quadratisch mit der Drehzahl. Die in diesen Wicklungen auftretenden Verluste nehmen deshalb sehr stark ab, und die Erwärmung dieser Wicklungen bleibt weit unter der zulässigen Grenze. Da nun das Drehmoment - Strom X Kraftfluß X Konstante und das Feld eine Funktion des Erregerstromes ist, so darf der Hauptstrom verstärkt und der Erregerstrom geschwächt werden, ohne daß die hauptstromführenden Wicklungen zu warm werden. Die Erregerverluste sinken dann derart stark, daß die Erwärmung der Erregerwicklung ohne Verwendung einer Zusatzkühlung in zulässigen Grenzen bleibt. Der Motor kann somit für die größte Leistung bei höchster Drehzahl gewählt werden, ohne daß bei Drehzahlverminderung eine Zusatzbelüftung vorgesehen sein muß. Infolge Fortfalls der Lüfteranordnung vermindern sich ferner nicht nur das Gewicht und der Anschaffungspreis, sondern auch die Anzahl der Fehlerquellen. Mit Rücksicht auf die geringeren Feld- und Ventilationsverluste ist auch der Wirkungsgrad des Motors bei kleineren Drehzahlen günstiger.
Die beschriebene Einrichtung kann nicht nur für Propellerschiffsantriebe, sondern auch für andere Antriebe, z. B. für Pumpen-, Gebläse- und Ventilatorenantriebe, verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCFIE: i. Einrichtung zum Steuern eines Gleichstrommotors in Leonardschaltung, dessen Drehmoment mehr als linear mit der Drehzahl sich ändert, z. B. eines Propellermotors,' dadurch gekennzeichnet, daß die zwangsläufig miteinander verbundenen Reglerhebel für das Generator- und das Motorfeld gleichsinnig verstellt werden, so daß bei Verminderung der Generatorspannung das Motorfeld geschwächt und bei Erhöhung der Generatorspannung das Motorfeld verstärkt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung für das Feld des Motors selbsttätig in Abhängigkeit von der Spannung des Generators (a) beeinflußt wird.