DE662277C - Anordnung zur Verminderung der drehmomentabhaengigen Drehzahlaenderung von durch gittergesteuerte Gleichrichter gespeisten Gleichstrommotoren - Google Patents

Description

• Anordnung zur Verminderung der drehmomentabhängigen Drehzahländerung von durch gittergesteuerte Gleichrichter gespeisten Gleichstrommotoren Es ist bekannt, daB fremderregte Gleichstrommotoren sowie Gleichstromnebenschlußmotoren, die durch Gleichrichter gespeist werden und deren Drehzahl durch Gittersteuerung des speisenden Gleichrichters geregelt wird, eine Kennlinie besitzen, die um so stärker der von Hauptschlußmotoren gleicht, je weniger der Gleichrichter ausgesteuert ist, d. h. je kleiner die gelieferte Gleichsparmung ist. Der damit verbundene Drehzahlabfall bei Belastungsschwankungen ist meist unerwünscht.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung, welche es ermöglicht, die bei Drehmomentschwankungen auftretende Stromänderung im Hauptstromkreis des Motors zur stetigen und trägheitslosen Gegenregelung durch Gittersteuerung des Gleichrichters zu benutzen. Es ist an sich bekannt, zur Steuerung des Regelvorgangs durch den vom Gleichrichter gelieferten Strom- einen Scheinwiderstand in die Kathodenleitung des Gleichrichters zu legen und den an diesem Widerstand entstehenden Spannungsabfall direkt in die Gitterkreise des Gleichrichters einzufügen. Jedoch ist dies nur möglich, wenn die Regelung von Betriebsgrößen derart erfolgen soll, daß mit steigendem Strom im Kathodenkreis des Gleichrichters die Gittersteuerung so beeinflußt wird, daß der Gleichrichter später zündet. Im vorliegenden Falle ist jedoch gerade das Umgekehrte verlangt. Tritt beispielsweise ein Belastungsanstieg auf, so soll der damit verbundene Stromanstieg, welcher zunächst durch einen Drehzahlabfall eingeleitet wird, möglichst vollständig vom Gleichrichter gedeckt werden, ohne daß die Drehzahl weiter absinkt. Das bedeutet aber, daß mit steigendem Strom dem Gleichrichter eine Steuerspannung zugeführt werden muß, welche ein früheres Einsetzen der Entladung ermöglicht.
• Die Regelung müßte also in diesem Falle derart erfolgen, daß der im Hauptstromkreis des Gleichrichters abgenommene, mit dem Strom veränderliche Spannungsabfall mit umgekehrter Polarität, bezogen auf die Kathode des Entladungsgefäßes, in den Steuerkreis eingefügt wird. Da jedoch bei gittergesteuerten Entladungsstrecken stets der Gitterkreis mit dem Hauptstromkreis über die Kathode fest verbunden sein muß, ist eine derartige Umkehr der Polarität des abgegriffenen Spannungsabfalles unmöglich.
• Die vorliegende Erfindung gründet sich nun auf die Erkenntnis, daß die beabsichtigte Regelwirkung sich auch bei urgeänderter Polarität des Spannungsabfalls dann erzielen läßt, wenn es gelingt, das Vorzeichen der stromabhängigen Spannungsänderung im Gitterkreis gegenüber dem Hauptstromkreis umzukehren; sie hat demgemäß zum Gegenstand eine Einrichtung, welche es gestattest, eine größer werdende Spannung in eine sich verminderlßde Spannung zu verwandeln und -umgekehrt.
• Erfindungsgemäß ist also ein besonderes Zwischenglied vorgesehen, das die an einem im Hauptstromkreis der Entladungsstrecke liegenden Widerstand entstehende Spannungsänderung zunächst in eine Spannungsänderung umgekehrten Vorzeichens verwandelt; diese umgewandelte, stromabhängige Spannung wird dann in die Gitterkreise der in Gleichrichterschaltung angeordneten Entladungsstrecken eingefügt.
• Die der Erfindung zugrunde liegende .grundsätzliche Anordnung ist in Abb. i der Zeichnung dargestellt. Der Gleichstrommotors i wird über einen aus Transformator 2 und mehranodigem Gleichrichtergefäß 3 bestehenden Gleichrichter aus dem Drehstromnetz i 9 gespeist. Die Steuerung, vorzugsweise Gittersteuerung, des Gleichrichters bewirkt in den verschiedenen Phasen jeweils nur das Einsetzen der Entladung und wird beispielsweise durch den Drehregler q. getätigt, dessen Sekundärseite mit den Steuergittern, gegebenenfalls über Strombegrenzungswiderstände verbunden ist. Erfindungsgemäß ist in die Kathodenleitung des Gleichrichters außer der evtl. vorhandenen Kathodendrossel 5 ein Scheinwiderstand, beispielsweise ein Ohmscher Widerstand 6', und ein parallel geschalteter, zum Abfangen von Stromschwankungen dienender Kondensator 6" eingeschaltet. Sinkt die Drehzahl des Motors infolge erhöhter Belastung, so steigt gleichzeitig der Ankerstrom und damit der Spannungsabfall am Widerstand 6. Vermöge eines weiter .unten noch näher zu beschreibenden Zwischengliedes 7 wird von der Spannungsänderung am Widerstand 6 eine Spannungsänderung an dem -im Gitterkreise liegenden Ohmschem Widerstand 8 .abgeleitet, die derart beschaffen ist, daß die Gitterpotentiale bei Drehzahlminderung in positiver Richtung verschoben werden, der Gleichrichter also mehr Strom liefert und damit ein Absinken der Drehzahl möglichst verhindert. Steigt nämlich bei Drehzahlabfall der Gleichstrom im Motorkreis an, so wächst damit der Spannungsabfall an dem Widerstand 6', der dem Zwischenglied? zugeführt wird; diesemkann eine 'mit steigender Eingangsspannung sinkende Ausgangsspannung entnommen werden und umgekehrt, die ihrerseits über den Widerstand 8 mit der dargestellten Polarität in- den Gitterkreis des Entladungsgefäßes eingefügt wird. Bei Drehzahlerhöhung erfolgt die Änderung, der Gitterpotentiale und damit die Beeinflussung des Gleichrichters in entgegengesetzter Richtung. Im Gitterkreis kann in Reihe zu dem Widerstand 8 noch eine Gleichstromquelle 9 liegen; übernimmt nämlich diese Gleichstromquelle 9 einen Teil der zu einer regulären Gleichrichtersteuerung im allgemeinen notwendigen negativen Vorspannung, so wird die Regelempfindlichkeit erhöht.
• Als Zwischenglied 7 zur Erfüllung der obigen Forderung kommen vorzugsweise Schaltungen mit gittergesteuerten Entladungsstrecken in Frage, wobei sowohl Entladungsstrecken mit im wesentlichen von Elektronen getragener Entladung als auch Entladungsstrecken mit im wesentlichen lichtbogenförmiger Entladung zur Verwendung gelangen können, wie in den Anwendungsbeispielen Abb.2 und 3 gezeigt wird. In Abb. 2, deren Zusammenhang mit Abb. i ebenso wie der der Abb.3 durch die Klemmen A, B, C gegeben ist, wird der am Widerstand 6 abgegriffene Spannungsabfall dem Gitterkreis eines gittergesteuerten Elektronenrohres i o zugeführt, in dessen Anodenkreis der Widerstand 8 und eine Anosenspannungsqüelle i i liegen. Steigt der Ankerstrom des Motors, so steigt auch der Spannungs abfall am Widerstand 6, und das Gitterpötential des Rohres io wird negativer. Dadurch wird aber der Anodenstrom des Rohres i o und damit der Gleichspannungsabfall am Widerstand 8 kleiner, und da der Widerstand 8 mit dem positiven Ende an der Kathode des Gleichrichtergefäßes 3 liegt, wird damit das Gitterpotential in allen Phasen des Gleichrichters positiver, so daß der Gleichrichter früher zündet. Bei richtiger Bemessung der Teile 6, 8, , 1 o und i i kann die D@reh7ahlverminderung bei Belastungserhöhung in beliebig kleinen Grenzen gehalten werden.
• Für den Fall, daß die mit Elektronenröhren erzielbare Regelleistung zu klein ist, läßt sich die Schaltung auch mit Dampf-oder Gasentladungsstrecken ausführen, wofür Abb:3 ein Ausführungsbeispiel bringt. Der am Widerstand 6 erzeugte Spannungsabfall dient als gemeinsame Gleichverspannung in den Gitterkreisen zweier Entladungsstrecken 12 und 13, deren Steuergitter beispielsweise von eben dieser Gleichspannung und einer am Hilfstransformator 14. abgenommenen festen Wechselspannung beeinflußt werden (G.-W:-Müller-Steuerung). In den beiden Gefäßen 12 und 13 wird der über den Hilfstransformator 14 gelieferte Wechselstrom gleichgerichtet und darauf vermittels der Drossel 15 und der Kondensatoren 16 und 17 geglättet. Der erzeugte Gleichstrom ruft an dem Widerstand 18 einen Spannungsabfall hervor, der in bezug auf' den Gitterkreis des Hauptgleichrichters die gleichen Eigenschaften und @Virkun@en hat wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Spannungsabfall am @Viderstand S.
• Die beschriebene Anordnung gestattet also in einfacher Weise eine stetige und bei den benutzten Frequenzen praktisch auch bei Verbendung von Entladungsstrecken mit im wesentlichen lichtbogenfölnliger Entladung trägheitslose Fehlerregelung, die die Drehzahl von über gittergesteuerte Gleichrichter <Ilespeisten Gleichstrommotoren beliebiger Schaltung bei Drehmomentschaltungen beliebig genau konstant zu halten erlaubt.

Claims (3)

1. PATENT-1\SPPÜC1-1L: i. Anordnung zur Verminderung der drehmomentabhängigen Drehzahländerung von Gleichstrommotoren. deren Anker über t_Ueichrichter gespeist werden, deren Gittersteuerung von dem Spannungsabfall an einem im Hauptstromkreis liegenden Scheinwiderstand beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Änderungssinn der Spannung, welche an dem im Hauptstromkreis der Entladungsstrecke liegenden Widerstand (6) herrscht, über ein Z«zschenglied (7) umgekehrt wird. aber bei -leicher Polarität auf einen im Gitterkreis des Gleichrichters (3)- liegenden Ohmschen Widerstand (S) übertragen wird (Abb. i ).
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsabfall des im Hauptstromkreis liegenden mit der Kathode des Gleichrichters (3) verbundenen Widerstandes (6) dem Gitter einer Entladungsstrecke (i o) mit im wesentlichen von Elektronen getragener Entladung zugeführt wird, deren Kathode mit der Kathode der Hauptentlad,ungsstrecke (3) verbunden ist und deren Anodenstromkreis über eine Anodenstromquelle (i i) und einen in den Gitterkreisen des Gleichrichters (3) liegenden Ohmschen Widerstand (S) geschlossen ist (Abb. 2).
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsabfall des im Hauptstromkreis liegenden, mit der Kathode des Gleichrichters (3) verbundenen Widerstandes (6) dem Gitterkreis eines Hilfsgleichrichters zugeführt wird, der aus mindestens zwei Entladungsstrecken (12, 13) mit im wesentlichen lichtbogenförmiger Entladung besteht, deren Kathoden untereinander und mit der Kathode des Hauptgleichrichters (3) verbunden sind und deren Anoden über die Sekundärwicklung eines vom energieliefernden Netz gespeisten Transformators (1¢) und gegebenenfalls über eine Glättungseinrichtung bekannter Art (15, 17) mit dem einen Ende eines 0hmschen Widerstandes(i8) verbunden sind, dessen anderes Ende an die Kathoden von flauptund' Hilfsgleichrichtern angeschlossen ist und der ganz oder teilweise z. D. als Spannungsteiler in dem Gitterkreis des Hauptgleichrichters (3) liegt (Abb. 3).