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Publication number: DE616852C
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DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1935ISSUED ON AUGUST 9, 1935

REiCHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 d² GRUPPE 39oiCLASS 21 d ² GROUP 39oi

A 65947 Vlllbj'2id² Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 11. Juli 1935A 65947 Vlllbj'2id ² Date of publication of the patent grant: July 11, 1935

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)General Electricity Society in Berlin *)

Schaltung zum schnellen Stillsetzen von ständer- oder läufergespeisten Drehstromnebenschluß-KommutatormotorenCircuit for quick shutdown of stator or rotor fed Three-phase shunt commutator motors

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Mai 1932 abPatented in the German Empire on May 11, 1932

Um Arbeitsmaschinen, die von Drebstromnebenschluß-Kommutatoren angetrieben werden, möglichst schnell stillzusetzen, werden allgemein mechanische Bremsen vielfach in Verbindung mit magnetischen Bremslüftern verwendet. Derartige Einrichtungen sind nicht nur umständlich und teuer, sondern auch einem erheblichen Verschleiß unterworfen.
Es ist nun zwar bereits bekannt, daß Mehrphasen-Kommutatormotoren zu nutzbarem Bremsen veranlaßt werden können, weil bei ihnen die zeitliche Phasenverschiebung Hand in Hand mit einer räumlichen Verlegung der Felder geht. Im vorliegenden Falle handelt es sich aber nicht darum, eine Nutzbremsung zu erzielen, sondern vielmehr darum, die von einem Drehstromnebenschluß-Kommutatormotor angetriebenen Arbeitsmaschinen möglichst schnell stillzusetzen.In order to shut down work machines that are driven by three-phase shunt commutators as quickly as possible, mechanical brakes are generally used in conjunction with magnetic brake fans. Such devices are not only cumbersome and expensive, but are also subject to considerable wear and tear.
It is now already known that multi-phase commutator motors can be induced to brake usable, because in them the time phase shift goes hand in hand with a spatial relocation of the fields. In the present case, however, it is not a question of achieving regenerative braking, but rather of stopping the working machines driven by a three-phase bypass commutator motor as quickly as possible.

zo Dies ermöglicht die Erfindung unter Vermeidung der obenerwähnten Nachteile dadurch, daß mindestens ein Kurzschlußkreis gebildet wird und die Ständer- und Läuferachse der in dem Kurzschlußkreis bzw. in den Kurzschlußkreisen eingeschalteten Wicklungen einen derartigen Winkel miteinander einschließen, daß eine Selbsterregung der Maschine eintritt. zo This allows the invention, while avoiding the disadvantages mentioned above in that at least one short circuit is formed and the stator and rotor shaft of the switched on in the short circuit or in the short-circuit circles windings enclose such an angle with each other that a self-excitation of the machine occurs.

Beim ständergespeisten Motor mit einfächern Drehtransformator und Bürstenverschiebung ergibt sich erfindungsgemäß eine sehr einfache Bremsschaltung, wenn man beim Abschalten des Motors vom Netz oder kurz danach die primäre Wicklung des Drehtransformators, welche in der Regel die Lauferwicklung ist, gleichzeitig von der primären Ständerwicklung des Motors abtrennt. Diese sehr einfache Schaltung hat ihre höchste Bremswirkung zwischen 90 elektrischen Graden des Drehtransformators unterhalb und 120 elektrischen Graden oberhalb der Synchronstellung, was etwa 80 °/₀ des Drehzahlbereiches entspricht. Diese Bremswirkung kommt dadurch zustande, daß in der synchronen Bürstenstellung die Bürstenachsc senkrecht zur Ständerachse der Motorhilfswicklung steht, und muß daher in den unter- und übersynchronen Bürstenstellungen, in denen Bürstenachse und Ständerachse übereinstimmen, allmählich verschwinden.In the case of a stator-fed motor with a simple rotary transformer and brush displacement, a very simple braking circuit results according to the invention if the primary winding of the rotary transformer, which is usually the rotor winding, is separated from the primary stator winding of the motor at the same time when the motor is switched off from the mains or shortly thereafter. This very simple circuit has its maximum braking effect between 90 electrical degrees of the rotary transformer below and 120 electrical degrees above the synchronous position, which corresponds to about 80 ° / _{0 of} the speed range. This braking effect is due to the fact that in the synchronous brush position the Bürstenachsc is perpendicular to the stator axis of the motor auxiliary winding, and must therefore gradually disappear in the under- and over-synchronous brush positions, in which the brush axis and stator axis coincide.

Diese einfachste Schaltung sei an Hand der Abb. 1 erläutert. Hierin bedeuten a die Ständerhauptwicklung, c die Ständerhilfswicklung und e die Läuferwicklung des Drehstromnebenschluß-Kommutatormotors und b die Läuferwicklung des Drehtransformators, der über den Schalter g parallel zur Ständerhauptwicklung α des Motors liegt. Die Ständerwicklung c des Drehstromnebenschluß-Kommutatormotors liegt in Reihe mit derThis simplest circuit is explained using FIG. 1. Here a is the stator main winding, c is the stator auxiliary winding and e is the rotor winding of the three-phase bypass commutator motor and b is the rotor winding of the rotary transformer, which is parallel to the stator main winding α of the motor via switch g. The stator winding c of the three-phase bypass commutator motor is in series with the

*) Von dem Patentsucher ist als der Erhnder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the donor:

Georg Günner in Berlin-Siemensstadt.Georg Günner in Berlin-Siemensstadt.

Ständerwicklung d des Drehtransformators an dem Läufer e des Motors. Durch gleichzeitiges öffnen des Netzschalters / und des Schalters g tritt die unter- und übersynchrone Bremswirkung auf, deren Maximum im Synchronismus liegt. Bei dieser einfachen Schaltung ist bei der kleinsten und höchsten Drehzahlstellung eine Bremswirkung nicht vorhanden. Stator winding d of the rotary transformer on the rotor e of the motor. By opening the power switch / and switch g at the same time, the under- and over-synchronous braking effect occurs, the maximum of which is in synchronism. With this simple circuit, there is no braking effect at the lowest and highest speed setting.

ίο Um nun in den unter- und übersynchronen Regelstellungen ebenfalls eine Bremswirkung zu erreichen, kann man erfindungsgemäß entsprechend den unter- und übei synchronen Regelstellungen, bei denen die Stillsetzungίο To now in the under and over synchronic According to the invention, control positions can also be used to achieve a braking effect the lower and higher synchronous control positions in which the shutdown

*5 des Motors erfolgt, eine zyklische Vertauschung der Bürstenkabel im einen oder anderen Sinne vornehmen. Die Bremswirkung liegt dann je nach zyklischer Vertauschung um 120 elektrische Grade unter- oder übersynchron. Dieselbe Wirkung kann man auch erzielen, wenn man an Stelle der Bürstenkabel die Zuleitungen zum Läufer des Drehtransformators, zyklisch miteinander vertauscht, wieder mit der Ständerhauptwicklung des Motors verbindet. Voraussetzung ist hierbei, daß der Fluß der Ständerhilfswicklung verhältnismäßig klein ist gegenüber dem Fluß der Ständerhauptwicklung. Die letztgenannte Anordnung hat den Vorteil, daß die erforderlichen Schaltapparate für den viel geringeren Läuferstrom des Drehtransformators zu bemessen sind, außerdem ergibt sich auch noch eine größere Überlappung zwischen den Bremsbereichen der einzelnen Schaltun-SS gen, wie Versuche bestätigt haben. Bei Motoren mit Sechsbürstenschaltung ergibt sich fernerhin noch der besondere Vorteil, daß die Schaltapparate nur dreipolig statt sechspolig ausgeführt zu werden brauchen.* 5 of the motor takes place, a cyclical exchange the brush cable in one sense or another. The braking effect is then depending on the cyclical reversal 120 electrical degrees below or above synchronous. You can do the same thing achieve if, instead of the brush cable, the supply lines to the rotor of the rotary transformer, cyclically interchanged, again with the stator main winding of the engine connects. The prerequisite here is that the flux of the stator auxiliary winding is relatively small compared to the flux of the main stator winding. The latter arrangement has the advantage that the necessary switching equipment for the much lower rotor current of the rotary transformer are to be dimensioned, and there is also a greater overlap between the braking ranges of the individual shifts, as tests have confirmed. With engines with six-brush circuit there is also the special advantage that the Switching devices only need to be three-pole instead of six-pole.

Die Abb. 2 zeigt eine über die höchste und mittlere Regelstellung erweiterte Schaltung, die in Verbindung mit Druckknöpfen und Schützen arbeitet. Durch den Druckknopf i wird der Motor über die Schütze f und ? für den normalen Betrieb eingeschaltet. Die Bremsschaltung wird hier selbsttätig durch die Betätigung des Haitedruckknopfes k eingeleitet. Je nach der Regelstellung wird der durch Nocken oder Anschläge vom Drehtransformator oder von der Bürstenbrücke betätigte Druckknopfschalter 1 geöffnet oder geschlossen. Im -vorliegenden Falle ist dieser Schalter 1 für den übersynchronen Regelbereich geschlossen. Das Schütz h stellt daher beim Ansprechen, d. h. bei der Betätigung des Haitedruckknopfes k die zyklisch vertauschte Verbindung zwischen der Ständerhauptwicklung und dem Läufer des Drehtransformators selbsttätig her.Fig. 2 shows a circuit expanded beyond the highest and middle control setting, which works in conjunction with push buttons and shooters. With the push button i the motor is switched on via the contactors f and? switched on for normal operation. The braking circuit is initiated automatically here by pressing the hold push button k. Depending on the control position, the push-button switch 1 actuated by cams or stops from the rotary transformer or from the brush bridge is opened or closed. In the present case, this switch 1 is closed for the oversynchronous control range. The contactor h therefore automatically produces the cyclically interchanged connection between the stator main winding and the rotor of the rotary transformer when responding, ie when the hold push button k is actuated.

In gleicher Weise läßt sich auch die Bremsschaltung auf die kleinste Drehzahlstellung erweitern. Es ist zu diesem Zweck lediglich ein weiterer Schaher K und ein weiterer Druckknopfschalter V vorzusehen.In the same way, the brake circuit can also be expanded to the lowest speed setting. For this purpose only one more Schaher K and one more push-button switch V have to be provided.

Für den untersynchronen Drehzahlbereich bei der Regelstellung um 180 elektrische Grade vom Synchronismus wird erfindungsgemäß auch dadurch eine Bremswirkung erreicht, daß zunächst nur die Ständerhauptwicklung des Motors abgeschaltet wird, während die primäre Lauf er wicklung des Drehtransformators zunächst eingeschaltet bleibt. Diese Anordnung ist besonders für Antriebe von Spinnmaschinen sehr geeignet, bei denen die Abschaltung bei kleinster Drehzahlstellung erfolgt. Für den über synchronen Drehzahlbereich ist der Läufer des Drehtransformators vom Netz abzuschalten und zyklisch vertauscht mit der Ständerhauptwicklung des Motors wieder zu verbinden. In vielen Fällen, in denen der ganz& Regelbereich nicht voll ausgenutzt wird, genügt die einfache Abschaltung des Drehtransformatorläufers von der Ständerhauptwicklung des Motors.For the sub-synchronous speed range with the control setting by 180 electrical degrees according to the invention, a braking effect is also achieved by synchronism in that initially only the main stator winding of the motor is switched off, while the primary one Running he winding of the rotary transformer initially remains switched on. This arrangement is particularly suitable for drives of spinning machines where the shutdown takes place at the lowest speed setting. The rotor of the rotary transformer is used for the synchronous speed range disconnect from the mains and interchanged cyclically and reconnect to the main stator winding of the motor. In many In cases in which the full control range is not fully used, a simple shutdown is sufficient of the rotary transformer rotor from the main stator winding of the motor.

Eine derartige Bremsschaltung für den ganzen Regelbereich zeigt die Abb. 3. Für den normalen Betrieb des Motors sind die Schalter f und g geschlossen, der Schalter h offen. Die Bremsschaltung für die kleinste Drehzahlstellung ergibt sich dadurch, daß nur der Schalter f geöffnet wird, während der Schalter g geschlossen bleibt. Eine Brems-Vv irkung ergibt sich hierbei bis etwas oberhalb der synchronen Drehzahlstellung. Von dieser ab bis zur höchsten Drehzahlstellung ist auch der Schalter g zu öffnen und der Schalter h zu schließen; durch letzteren wird die zyklisch vertauschte Verbindung für den übersynchronen Drehzahlbereich hergestellt. Bei Spinnmaschinenantrieben, bei denen in der Regel die Abschaltung ausschließlich in der kleinsten Drehzahlstellung erfolgt, kann also der Schalter h für die zyklische Verbindung des Motorständers mit dem Drehtiansformatorläufer fortfallen.Such a braking circuit for the entire control range is shown in Fig. 3. For normal operation of the motor, switches f and g are closed, switch h open. The braking circuit for the lowest speed setting results from the fact that only switch f is opened while switch g remains closed. A braking effect results up to a little above the synchronous speed setting. From this to the highest speed setting, switch g is also to be opened and switch h to be closed; the cyclically interchanged connection for the oversynchronous speed range is established by the latter. In the case of spinning machine drives, which are usually only switched off in the lowest speed setting, switch h for the cyclical connection of the motor stand with the rotary transformer rotor can be omitted.

Sinngemäß lassen sich diese Schaltungen auch bei allen übrigen Arten von ständergespeisten Drehstromnebenschluß-Kommutatormotoren, z. B. bei solchen mit Ständeranzapfungen und solchen mit Doppeldrehtransformatoren sowie bei läufergespeisten Drehstromnebenschluß - Kommutatormotoren, anwenden. Bedingung für das Eintreten der Kurzschlußspannung ist nur, daß die Ständer- und Läuferachse der im Kurzschlußkreis eingeschalteten Wicklungen einen derartigen Winkel einschließen, daß eine Selbsterregung der Maschine eintritt.Analogously, these circuits can also be used for all other types of stand-fed Three-phase shunt commutator motors, e.g. B. in those with stand taps and those with double rotary transformers as well as rotor-fed three-phase shunt commutator motors, use. The only condition for the occurrence of the short-circuit voltage is that the stator and the rotor axis of the windings switched on in the short-circuit circuit is one such Include angles that a self-excitation of the machine occurs.

Bei läufergespeisten Motoren beispielsweise, die bekanntlich immer in Sechsbürstenschaltung ausgeführt werden, ist für die Bremsschaltung in Synchronismusnähe nurIn the case of rotor-fed motors, for example, which, as is well known, always use six-brush circuits is for the braking circuit in proximity to synchronism only

ein zweipoliger Schalter erforderlich, womit ein Sternpunkt je nach der Drehrichtung für die Standerwicklung hergestellt wird. Für den erweiterten unter- und übersynchronen Regelbereich ist in entsprechender Weise wie beim ständergespeisten Motor eine zyklische Vertauschung der drei anderen Läuferkabel erforderlich. Besonders bei den läufergespeisten Motoren ist es vorteilhaft, die Bremsschaltung in einer bestimmten Reihenfolge herzustellen, z. B. zuerst das Schließen des Sternpunktes und dann die Abschaltung des Motors vom Netz vorzunehmen. Hiermit wird vor allem das schnelle Abklingen der Remanenz bei Wechselstrommotoren vermieden und eine sichere Selbsterregung gewährleistet. a two-pole switch is required, with a star point depending on the direction of rotation for the stator winding is made. For the extended under and over synchronous The control range is cyclical in the same way as with a stator-fed motor It is necessary to swap the other three rotor cables. Especially with the runners fed Motors, it is advantageous to manufacture the brake circuit in a certain order, e.g. B. first close the Neutral point and then switch off the motor from the mains. This is especially important for the rapid fading of the Remanence avoided in AC motors and safe self-excitation guaranteed.

Ein Beispiel der Bremsschaltung für den läufergespeisten Motor zeigt die Abb. 4.An example of the braking circuit for the rotor-fed motor is shown in Fig. 4.

α ist die primäre Läuferwicklung; b ist die auf dem Läufer vorgesehene Gleichstromwicklung, und c ist die im Ständer angeordnete Sekundärwicklung. Der Schalter f ist bei Betrieb ausgeschaltet, und der Umschalter g liegt in der Betriebsstellung. Bei der Bremsstellung wird in der synchronen Bürstenstellung praktisch einen Augenblick vor Abschaltung des Motors vom Netz der Schalter f eingelegt. In den übersynchronen Bürstenstellungen ist außerdem der Umschalter g auf Bremsung umzuschalten. α is the primary rotor winding; b is the direct current winding provided on the rotor, and c is the secondary winding arranged in the stator. The switch f is switched off during operation, and the changeover switch g is in the operating position. In the braking position, in the synchronous brush position, switch f is inserted practically an instant before the motor is switched off from the mains. In the oversynchronous brush positions, switch g must also be switched to braking.

In der Abb. 4 ist lediglich die Bremsschaltung für Synchronismusnähe und übersynchronen Bereich dargestellt. Für den untersynchronen Bereich müßten weitere Bremskontakte vorgesehen werden, durch die eine zyklische Vertauschung der Läuferkabel X₀, Y₀ und Z₀ im entgegengesetzten Sinne wie beim übersynchronen Geschwindigkeitsbereich erzielt werden kann.In Fig. 4, only the braking circuit for near-synchronism and over-synchronous range is shown. For the subsynchronous range, further brake contacts would have to be provided, by means of which a cyclical exchange of the rotor cables X ₀ , Y ₀ and Z ₀ can be achieved in the opposite sense as in the oversynchronous speed range.

Claims

Patent claims:

1. Circuit for quick shutdown of stator or rotor-fed three-phase current shunt - Commutator motors, characterized in that at least one short circuit is formed and the Stator and rotor axis in the short circuit or in the short circuits Turned windings form such an angle with each other that self-excitation of the Machine enters.

2. A circuit according to claim 1 for

quick shutdown of stator-fed three-phase shunt commutator motors with rotary transformer, characterized in that the rotor winding of the Rotary transformer at the same time or shortly after the motor is switched off from the mains in the area of the position for the synchronous speed is switched off by the stator of the motor and the mains.

3. A circuit according to claim 2, characterized in that for stopping in the lowest sub-synchronous speed, the rotor cables of the motor are cyclically interchanged in one sense to bring it to a standstill are cyclically interchanged in the opposite sense in the extreme oversynchronous speed.

4. A circuit according to claim 2, characterized in that for stopping in the Smallest subsynchronous speed of the rotor (primary part) of the rotary transformer in the one sense cyclically interchanged with the stator main winding (primary part) of the motor connected to Stopping at the highest oversynchronous speed in the opposite sense cyclically interchanged with the main stator winding of the motor is connected.

5. A circuit according to claim 1 for the rapid shutdown of runner-fed Rotary shunt commutator motors, characterized in that for the secondary stator winding just before the Switch off or at the same time as switching off the motor a star point is established depending on the direction of rotation.

6. A circuit according to claim 5, characterized in that the braking area by cyclically reversing the secondary lines depending on the brush position is expanded.

7. Circuit for quick shutdown of stator or rotor fed Three-phase shunt commutator motors according to Claims 1 to 6, characterized characterized in that the short circuit is connected by a hold push button automatically initiated with contactors and according to the speed settings by small auxiliary switches, which operated by cams or stops from the rotary transformer or the brush bridge is finally produced automatically.

1 sheet of drawings