DE660193C

DE660193C - Device for stepless regulation of the speed of DC motors

Info

Publication number: DE660193C
Application number: DES115471D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Johann Gewecke
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1934-09-21
Filing date: 1934-09-21
Publication date: 1938-05-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur stufenlosen Regelung der Drehzahl von Gleichstrommotoren, die an einen Leonardgenerator angeschlossen sind. Hierbei hat S man Leonardsteuerungen mit außerordentlich zahlreichen und daher praktisch nicht merkbaren Widerstandsstufen verwendet. Die hierfür erforderlichen Schaltgeräte sind aber sehr groß, so daß sie in vielen Betrieben über-The invention relates to a device for the stepless control of the speed of DC motors connected to a Leonard generator. Here has S one Leonard controls with extraordinarily numerous and therefore practically imperceptible Resistance levels used. However, the switching devices required for this are very large, so that in many companies they

to haupt nicht angewendet werden können.to can not be applied at all.

Es ist ferner eine Regelung von Gleichstrommotoren bekannt, bei der in Reihe mit der Erregerwicklung eine mechanisch nicht angetriebene, durch eine Schwungmasse belastete Gleichstromhilfsmaschine, und zwar parallel zu den Erregerwiderständen liegt. Die Anwendung dieser Regelung für Leonardgeneratoren ist unvorteilhaft. Es sind nämlich hierbei die erforderlichen Widerstände verhältnismäßig groß, so daß bei kleinen Drehzahlen, wie sie beispielsweise zur Erzielung der Feinfahrgeschwindigkeit von Aufzügen verwendet werden, infolge der Größe der Widerstände auch große Widerstandssprünge auftreten. Für eine genaue Regelung der Feinfahrgeschwindigkeit muß also der Widerstand von einem sehr hohen Wert beim Stillstand des Motors, möglichst allmählich, verringert werden. Es sind deshalb sehr viel Widerstandsstufen im hohen Wider-Standsbereich erforderlich, wodurch die Widerstandskosten erheblich vergrößert werden. Gemäß der Erfindung werden die geschilderten Nachteile dadurch vermieden, daß die Gleichstromhilfsmaschine in Reihe mit einer der Haupterregerwicklung des Leonardgenerators entgegenwirkenden Wicklung liegt. Hierbei wird erreicht, daß bei nicht vorhandener Erregung des zu regelnden Motors der Widerstand völlig ausgeschaltet ist und dann durch eine allmähliche Vergrößerung, d. h. Schwächung des Feldes der Gegenwicklung, ein allmählicher Feldanstieg bewirkt wird. Hierdurch wird die Regelmöglichkeit für die Feinfahrgeschwindigkeit erhöht, da die Widerstandsregelung gerade in dem kleinen Widerstandsbereich erfolgt. Es braucht also im Gegensatz zu dem Bekannten der Erregerwiderstand nur von Null allmählich erhöht zu werden, während er bei der bekannten Einrichtung von einem sehr hohen Wert allmählich verringert werden muß. Der Widerstand ist also trotz seiner Unterteilbarkeit billig, wodurch die Kosten der zweiten Erregerwicklung bei weitem aufgewogen werden. Dafür wird aber eine sehr große Genauigkeit der Regelung bei der Feinfahrt erzielt, wo sie gerade von größtem Wert ist.It is also known to control DC motors in series with the excitation winding is a mechanically non-driven, loaded by a flywheel DC auxiliary machine, parallel to the exciter resistors. the Application of this regulation for Leonard generators is disadvantageous. Because there are in this case the required resistances are relatively large, so that at low speeds, such as those required for achieving, for example the fine travel speed of elevators can be used, due to the size of the resistors also large resistance jumps appear. For precise control of the fine travel speed, the resistance must therefore have a very high value should be reduced as gradually as possible when the engine is at a standstill. It is therefore a great number of resistance levels in the high resistance range are required, reducing the resistance costs can be enlarged considerably. According to the invention, the disadvantages described are avoided in that the DC auxiliary machine is in series with a winding counteracting the main field winding of the Leonard generator. What is achieved here is that when there is no excitation of the motor to be controlled, the Resistance is completely switched off and then by a gradual increase, i. H. Weakening of the counter-winding field, causing a gradual increase in field. This increases the ability to control the fine travel speed, since the resistance control takes place precisely in the small resistance range. In contrast to what is known, the exciter resistance is required only to be increased gradually from zero, while in the known device it is gradually increased from a very high value must be reduced. The resistor is therefore cheap despite its ability to be subdivided, which reduces the cost of the second field winding be far outweighed. For this, however, a very high level of control accuracy is achieved during fine travel, where it is of the greatest value right now.

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

Dr.-Ing. Johann Gewecke m Berlin-Siemensstadt.Dr.-Ing. Johann Gewecke m Berlin-Siemensstadt.

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Die Verwendung einander entgegengeschalteter Erregerwicklungen bei Leonardgeneratoren ist an sich bekannt.The use of opposing excitation windings in Leonard generators is known per se.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Auf* :The exemplary embodiment shows an *:

zugssteuerung. Der Leonardgenerator G wira von einem Drehstrommotor D angetrieben und treibt den zu regelnden Gleichstrommotor M. Er weist eine Erregerwicklung 2 und eine Gegenwicklung 3 auf, die von dem Netz ι-1 gespeist werden. In Reihe mit der Gegenwicklung 3 liegt eine Gleichstromhilfsmaschine H, zu deren Anker parallel ein unterteilter Regelwiderstand a, b, c, d liegt. 4 ist die Erregerwicklung für die Gleichstromhilfsmaschine und 6 ein in Reihe mit deren Anker liegender Vorschaltwiderstand. S ist die mit dem Anker der Hilfsmaschine gekuppelte Schwungmasse. In der Nullstellung sind alle Schalter des Regelwiderstandes a bis d geschlossen. Die Felder der Erregerwicklung 2 und der Gegenwicklung 3 sind gleich stark, so daß sie sich bei gleichem Erregerstrom aufheben. Der Anker der Gleichstromhilfsmaschine und der ihr vorgeschaltete Widerstand 6 können durch die Schalter des Regelwiderstandes α bis d stufenweise kurzgeschlossen werden. Wird durch die Öffnung des ersten Schalters der Widerstandsteil α in den Parallelkreis zum Anker der Gleichstromhilfsmaschine und dem Widerstand 6 eingeschaltet, so läuft der Anker an und erzeugt eine gegenelektromotorische Kraft. Hierdurch wird das durch die Wicklung 3 erzeugte Gegenfeld der Generatorerregung geschwächt, so daß der Leonardgenerator eine Spannung erhält, die der Differenz der von der Erregerwicklung und Gegenwicklung erzeugten Feldspannüng entspricht. Werden jetzt in den nächsten Schaltstufen auch die Widerstände &J, c und d eingeschaltet, so wird dadurch, daß der Parallelwiderstand immer größer wird, die elektromotorische Kraft der Gleichstromhilfsmaschine immer größer und das Feld der Gegenwicklung 3 bis auf den Leerstrom der Hilfsmaschine geschwächt.train control. The Leonard generator G wira is driven by a three-phase motor D and drives the direct current motor M to be regulated. It has an excitation winding 2 and an opposing winding 3, which are fed from the network ι-1. In series with the counter-winding 3 is a direct current auxiliary machine H, to whose armature a subdivided variable resistor a, b, c, d is connected in parallel. 4 is the field winding for the DC auxiliary machine and 6 is a series resistor in series with its armature. S is the flywheel mass coupled to the armature of the auxiliary machine. In the zero position, all switches of the control resistor a to d are closed. The fields of the excitation winding 2 and the opposing winding 3 are equally strong, so that they cancel each other out with the same excitation current. The armature of the DC auxiliary machine and the resistor 6 connected upstream of it can be short-circuited in stages by the switches of the variable resistor α to d. If the resistor part α is switched into the parallel circuit to the armature of the DC auxiliary machine and the resistor 6 by opening the first switch, the armature starts up and generates a counter-electromotive force. As a result, the opposing field of the generator excitation generated by the winding 3 is weakened, so that the Leonard generator receives a voltage which corresponds to the difference between the field voltage generated by the excitation winding and the opposing winding. If the resistors & J, c and d are now switched on in the next switching steps, the electromotive force of the DC auxiliary machine is increased and the field of the counter-winding 3 is weakened down to the no-load current of the auxiliary machine, as the parallel resistance increases.

Bei der Rückwärtsschaltung liefert die Gleichstromhilfsmaschine eine generatorische Spannung, so daß die Wirkung eine umgekehrte ist. Das durch" die Wicklung 3 erzeugte Feld verstärkt sich. Der Widerstand 6 ist so bemessen, daß bei plötzlichem Umschalten auf die Nullstellung der Anker der Hilfsmaschine keinen zu hohen Strom führt.
Die Wirkung der Gleichstromhilfsmaschine hängt von ihrem Drehmoment und damit von der Masse ihres Ankers und des damit verbundenen Schwungrades 5 ab. "Die Masse des Ankers und des Schwungrades müssen daher so bemessen werden, daß die gewünschte Charakteristik erzielt wird.When shifting backwards, the DC auxiliary machine supplies a generator voltage, so that the effect is reversed. The field generated by the winding 3 increases. The resistor 6 is dimensioned in such a way that the armature of the auxiliary machine does not carry an excessive current when suddenly switching to the zero position.
The effect of the DC auxiliary machine depends on its torque and thus on the mass of its armature and the flywheel 5 connected to it. "The mass of the armature and the flywheel must therefore be dimensioned in such a way that the desired characteristic is achieved.

; für-das Wesen der Erfindung ist es gleichgöltig, ob die Gleichstromhilfsmaschine eigen- oder fremderregt oder auch eigen- und fremderregt ist. Weiter kann auf ihr eine besondere Hauptschlußwicklung 5 vorgesehen sein, um zunächst eine sanfte Steigerung der Drehzahl, dann einen stetigen Anstieg und gegen Ende des Anlaufvorganges einen sanften Auslauf der Drehzahl des Motors M zu bewirken.; For the essence of the invention, it is irrelevant whether the DC auxiliary machine is self-excited or externally excited or also self-excited and externally excited. Furthermore, a special main circuit winding 5 can be provided on it in order to initially bring about a gentle increase in the speed, then a steady increase and, towards the end of the start-up process, a gentle slowdown in the speed of the motor M.

In gleicher Weise kann auch beim Brems-Vorgang die gewünschte Charakteristik des zu regelnden Motors M erzielt werden. Sollen Anlauf und Bremsvorgang verschiedenen Drehzahlverlauf aufweisen, so kann dies durch Regelung besonderer Widerstände oder Änderung der Erregung willkürlich oder selbsttätig erreicht werden. Statt durch Anwendung einer Hauptschluß wicklung an der Hilfsmaschine kann auch die gleiche Wirkung durch Bürstenverschiebung erzielt werden.In the same way, the desired characteristics of the motor M to be controlled can also be achieved during the braking process. If the start-up and braking process are to have different speed curves, this can be achieved arbitrarily or automatically by regulating special resistances or changing the excitation. Instead of using a main circuit winding on the auxiliary machine, the same effect can be achieved by moving the brush.

Claims

Claims;

1. Device for stepless control of the speed of DC motors, preferably for the lowest speed range, with the help of a Leonard generator, to whose excitation resistors a mechanically non-driven DC auxiliary machine is connected in parallel, characterized in that the DC auxiliary machine (H) in series with one of the main field winding (2) of the Leonard generator (G) counteracting winding (3).

2. Device according to claim 1, characterized by a resistor (6) lying in series with the armature of the DC auxiliary machine (H).

3. Device according to claim 1, characterized in that the direct current auxiliary smas chine (H) is opposed by an additional series winding (5) or by brush shifting.

4. Device according to claim 1, characterized in that by changing or switching off the excitations or by switching series or parallel resistors on or off Control characteristic of the motor to be controlled during start-up which can be changed during braking.

1 sheet of drawings