DE657383C

DE657383C - Group control of stationary-fed three-phase collector shunt motors with stationary brushes

Info

Publication number: DE657383C
Application number: DEA75920D
Authority: DE
Inventors: Dr Arthur Mandl
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-04-30
Filing date: 1935-04-30
Publication date: 1938-03-03

Description

Mehrere am gleichen Netz hängende ständergespeiste Drehstrom-'Kollektornebenschlußmotoren können gemeinsam geregelt werden, indem man ihren Ankern dieselbe Regel-Spannung zuführt, z. B. durch einen gemeinsamen Doppeldrehregler oder einen gemeinsamen regelbaren Stufentransformator. Wichtig ist dabei, daß die Regelspannung ihre Phasenlage so weit behält, daß die zur Rotorstillstandsspannung senkrechte sogenannte phasenregelnde Komponente ungefähr in gleicher Größe erhalten bleibt, da sonst der Ankerstrom zu groß werden könnte. Man kann z. B. durch eine in den Ständernuten jedes Motors untergebrachte Hilfswicklung für eine phasenregelnde Komponente konstanter Größe sorgen und die gemeinsame Regelspannung in Richtung der Rotorstillstandsspannung, also nur drehzahlregelnd wirken lassen. Einen weiteren Ausgleich, in der Phasenkompensierung zwischen Über- und Untersynchronismus kann man erreichen, wenn man die Bürstenachsen zur gemeinsamen Regelspannung schräg stellt.Several stator-fed three-phase collectors connected to the same network can be regulated together by giving their armatures the same regulating voltage supplies, e.g. B. by a common double knob or a common controllable step transformer. It is important that the control voltage retains its phase position so far that the for Rotor standstill voltage vertical so-called phase-regulating component approximately remains in the same size, otherwise the armature current could become too large. You can z. B. by an auxiliary winding housed in the stator slots of each motor ensure a phase-regulating component of constant magnitude and the common control voltage in the direction of the Rotor standstill voltage, i.e. only let it act to regulate the speed. Another compensation in the phase compensation between over- and undersynchronism one can achieve if you set the brush axes at an angle to the common control voltage.

²S Beim Gruppenantrieb mit mehreren solchen Motoren ergibt sich nun manchmal die Notwendigkeit, jeden einzelnen Motor innerhalb enger Grenzen fein zu regeln. Dazu muß den einzelnen Läufern noch eine Feinregelspannung vorgeschaltet werden, wobei wieder auf die Erhaltung der Phasenlage der Summenregelspannung aus den bereits dargelegten Gründen zu achten ist. Es liegt deshalb nahe, für die Feinregelspannung wieder einen Doppeldrehregler oder einen Regeltransformator mit Anzapfungen zu verwenden. Diese Mittel sind jedoch verhältnismäßig kostspielig und umständlich. Der Doppeldrehregler besteht aus zwei einzelnen Drehreglern, der Regeltransformator erfordert einen besonderen Regulierschalter oder Kontroller. * Gemäß der Erfindung wird die Feinregelung vereinfacht und mit einem einzigen Drehregler dadurch ermöglicht, daß der insbesondere als Einfachdrehregler ausgebildete Feindrehregler von der Summe der Ankerstillstands- und Hauptregelspannung erregt wird. In Abb. ι ist beispielsweise das Spannungsdiagramm für die Bildung der Regelspannung nach dem Erfindungsgedanken dargestellt. OA ist die Rotorstillstandsspannung, AB die gemeinsame Regulierspannung durch Doppeldrehregler oder Stufentransformator für die Stellung größter Drehzahl. 00' ist die phasenregelnde Komponente der Ständerhilfswicklung von konstanter Größe, so daß der Spannungsvektor der gesamten Regelspannung von 0' an zählt. ² S In the case of group drives with several such motors, it is sometimes necessary to fine-tune each individual motor within narrow limits. For this purpose, a fine control voltage must be connected upstream of the individual rotors, and attention must again be paid to maintaining the phase position of the total control voltage for the reasons already explained. It therefore makes sense to use a double rotary regulator or a regulating transformer with taps for the fine control voltage. However, these means are relatively expensive and cumbersome. The double rotary control consists of two individual rotary controls, the regulating transformer requires a special regulating switch or controller. * According to the invention, the fine control is simplified and made possible with a single rotary control in that the fine control, especially designed as a single control, is excited by the sum of the armature standstill and main control voltage. In Fig. Ι, for example, the voltage diagram for the formation of the control voltage according to the inventive concept is shown. OA is the rotor standstill voltage, AB is the common regulation voltage through a double knob or step transformer for the highest speed setting. 00 ' is the phase-regulating component of the stator auxiliary winding of constant size, so that the voltage vector of the entire control voltage counts from 0'.

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

Dr. Arthur Mandl in Berlin,Dr. Arthur Mandl in Berlin,

657388657388

Die Feinregelspannung wird durch einen Einfachdrehregler bei feststehenden "Motorbürsten erzeugt, der nach Abb. 2 geschaltet ist. U₁, V₁, W₁ sind die Klemmen der magnetisierenden Primärwicklung. Diese Wicklung wird mit einer variablen Spannung erregt, die aus der Summe der Stillstandsspannung OA und der Hauptregelspannung des Doppeldrehreglers oder Stufentransformator« AB gebildet ist. Die konstante Stillstandsspannung OA kann in einem besonderen Transformator oder durch eine Hilfswicklung im primären Teil eines oder beider Drehregler des Doppeldrehreglers ge-■ 5 wonnen werden. Diese Summenspahnung beträgt OB bzw. OA bzw. OC, für höchste, synchrone bzw. tiefste Drehzahl und ist also ungefähr proportional der Motordrehzahl. Dieser Drehregler erzeugt die Sekundärspannung in zwei Wicklungen I und II.' I liegt im Rotor und liefert je nach der Rotorstellung die Spannungen BB₁, BB₂ oder -B-B₃. Die Wicklung II liegt im Ständer um 90 elektrische Grade gegen die magnetisierende Wicklung versetzt und liefert die konstante Komponente B₁B₁, B₂B₂' oder -B₃-B₃'. Für die Feinregelspannung ergibt sich dann insgesamt der WtTtBB₁, BB₂' oder BB₃', und ihr geometrischer Ort ist der Kreis K₂, der durch Parallelverschiebung des Kreises K₁ um die Spannung B₁B₁ zustande kommt. In Abb. ι ist z. B. angenommen, daß vom Einfachfeindrehregler 86,6 °/₀ ausgenutzt werden, d.h. daß er um +60° statt um +90° elektrisch verdreht wird. Bei einem Feinregelbereich von + I2°/_O der jeweiligen Drehzahl ergibt sich dann die unerwünschte, zur Stillstandsspannung senkrecht stehende Spannungskomponente mit einem Maximalwert von + 3,46°/₀, liegt also durchaus noch in erträglichen Grenzen. Mit abnehmender Drehzahl wird diese Komponente wie die gesamte Feinregelspannung klein. 'The fine control voltage is generated by a single rotary control with fixed "motor brushes, which is connected according to Fig. 2. U ₁ , V ₁ , W ₁ are the terminals of the magnetizing primary winding. This winding is excited with a variable voltage, which is the sum of the standstill voltage OA and the main control voltage of the twin rotary control or step transformer "AB is formed. the constant standstill voltage OA, in a special transformer or by an auxiliary winding in the primary part of overall one or both of knobs of the double rotary control gained ■ 5. This Summenspahnung is OB and OA or . OC, for highest, synchronous or lowest speed and is therefore roughly proportional to the motor speed. This rotary control generates the secondary voltage in two windings I and II. ' I lies in the rotor and, depending on the rotor position, supplies the voltages BB ₁ , BB ₂ or -BB _3. The winding II in the stator is offset by 90 electrical degrees from the magnetizing winding and supplies the constant component B ₁ B ₁ , B ₂ B ₂ ' or -B ₃ -B ₃ _{'. The overall WtTtBB 1} , BB ₂ ' or BB ₃ ' then results for the fine control voltage , and its geometric location is the circle K ₂ , which is the result of the parallel displacement of the circle K ₁ by the voltage B ₁ B _{1. In Fig. 1 it} is assumed, for example, that the single _{fine dial uses 86.6 ° / 0} , ie it is electrically rotated by + 60 ° instead of + 90 ° + I2 ° / _{0 of} the respective speed results in the undesired voltage component that is perpendicular to the standstill voltage with a maximum value of + 3.46 ° / ₀ , which is still within tolerable limits . '

Das Schaltbild einer Anordnung nach der Erfindung zeigt beispielsweise Abb. 3. Es bedeuten darin: 1 den Ständer des Hauptmotors, 1' die Hilfswicklung im Ständer des Hauptmotors, welche vom Ankerstrom durchflossen ist und die phasenregelnde Spannungskomponente erzeugt, 2 den Anker des Hauptmotors, 3 den Doppeldrehregler zur Erzeugung der Hauptregelspannung, die für alle Motoren gemeinsam an den Sammelschienen U₁X₁, V₁Y₁, W₁Z₁ abgenommen wird, 3' eine Wicklung im Ständer des Doppeldrehreglers, mit welcher die konstante Rotorstillstandsspannung gebildet wird, so daß zwischen den Sammelschienen U₁US, V₁V₁, W₁W₁' die Summe von Rotorstillstandsspannung und Hauptregelspannung abgenommen werden kann, mit welcher der Feindrehregler 4 erregt wird, 4 den Feindrehregler, 4' und 4" dessen Sekundärwicklungen, wobei 4' die zur Regelspannung senkrechte und 4" die sich drehende Komponente erzeugt. Statt der Wicklung 4' kann man auch einen besonderen Transformator vorsehen.The circuit diagram of an arrangement according to the invention is shown in Fig. 3, for example: 1 the stator of the main motor, 1 'the auxiliary winding in the stator of the main motor, through which the armature current flows and generates the phase-regulating voltage component, 2 the armature of the main motor, 3 the double rotary regulator for generating the main control voltage, which is taken from the busbars U ₁ X ₁ , V ₁ Y ₁ , W ₁ Z ₁ together for all motors, 3 'a winding in the stator of the double rotary regulator, with which the constant rotor standstill voltage is formed, so that between the busbars U ₁ US, V ₁ V ₁ , W ₁ W ₁ ', the sum of the rotor standstill voltage and the main control voltage, with which the precision regulator 4 is excited, 4 the precision regulator, 4' and 4 "its secondary windings, where 4 'generates the component perpendicular to the control voltage and 4 "the rotating component. Instead of the winding 4 ', a special transformer can also be provided.

Die Speisung des Ankers ist nur einphasig, d.h. da die Maschine entsprechend den drei Wicklungsphasen drei gegeneinander versetzte Durchmesser aufweist, nur für einen der drei Durchmesser eingetragen. Sie entspricht genau dem in Abb. 1 dargestellten Spannungsdiagramm;The armature is only fed in one phase, i.e. the machine corresponds to the three Winding phases has three mutually offset diameters, only for one the three diameters entered. It corresponds exactly to that shown in Fig. 1 Stress diagram;

Man kann die Einrichtung auch dazu verwenden, um die Lastverteilung mehrerer miteinander mechanisch gekuppelter Drehstrom-Kollektormotoren zu regeln, indem man die Feindrehregler abhängig vom Leistungs- oder Stromunterschied steuert.The device can also be used to distribute the load between several to regulate mechanically coupled three-phase collector motors by turning the Precision knob controls depending on the difference in power or current.

Die Schaltung läßt sich in gleicher Weise auch für die Regelung einzelner ständergespeister Drehstrom-Kollektornebenschlußmotoren mit feststehenden Bürsten verwenden. Man verwendet dann beispielsweise für die Grobregelung einen verhältnismäßig grob gestuften Stufentransformator und für die Feineinstellung der Drehzahl den erfindungsgemäß geschalteten Einfachdrehregler.The circuit can be used in the same way for the regulation of individual stator-fed units Use three-phase collector shunt motors with fixed brushes. One then uses a relatively coarse, for example, for the coarse control stepped step transformer and for the fine adjustment of the speed according to the invention switched single knob.

Claims

Patent claims:

i. Group control of stator-fed three-phase collector shunt motors with fixed brushes, the armature voltage of which is shared by one of a double knob or regulating transformer generated main control voltage is regulated and at which to Fine adjustment of the speed of each armature is preceded by an additional precision control is, characterized in that the particular designed as a single control fine control of the Sum of the armature standstill and main control voltage is excited.

2. Group control according to claim 1, characterized in that the fine control voltage from two in their size the sum of the standstill and main no control voltage is proportional components, of which one with the Rotation of the rotor changes its phase position, whereas the other in constant phase position remains perpendicular to the main control voltage "5.

3. Group control according to claim 1 and 2, characterized in that the Voltage component perpendicular to the main control voltage in the precision controller itself or in a special transformer is produced.