DE668020C

DE668020C - Switching method for starting and controlling two or more DC motors or motor groups

Info

Publication number: DE668020C
Application number: DEA67402D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erhart Heuer; Dipl-Ing Konrad Lamprecht
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-10-13
Filing date: 1932-10-13
Publication date: 1938-11-24

Description

Schaltverfahren zum Anlassen und Regeln zweier oder mehrerer Gleichstrommotoren oder Motorgruppen Bei Gleichstromantrieben mit aussetzendem Betrieb, bei welchem der Antriebsmotor durch einen besonderen Generator gespeist wird,-ist es oft wirtschaftlich, eine Pufferbatterie zu verwenden, welche in den Betriebspausen von dem Generator aufgeladen wird. Diese Anordnung hat den Vorzug, daß der Generator klein betnessen werden kann, da er während des Betriebes durch die parallel geschaltete Batterie unterstützt wird. Da der Generator in den Betriebspausen zur Ladung der Batterie dient, ist die von ihm abzugebende Leistung über die ganze durch den Betrieb und die Betriebspausen gegebene Zeit verteilt. Derartige Antriebe hat man dadurch angelassen, daß man die Motoren über Anlaßwiderstände an die Stromquellen angeschlossen und die Anlaßwiderstände stufenweise kurzgeschlossen hat. In derartigen Anlagen mit aussetzendem Betrieb findet ein Anlassen häufig statt, so daß durch die wiederholte Verwendung vonHauptstromwiderständen erhebliche Energieverluste in Kauf genommen werden müßten.Switching method for starting and controlling two or more DC motors or motor groups For DC drives with intermittent operation, in which the drive motor is fed by a special generator - it is often economical to use a backup battery, which is in the operating breaks of the generator being charged. This arrangement has the merit that the generator is small in size can be, since it during operation by the battery connected in parallel is supported. Because the generator is used to charge the battery when it is not in use is the service to be delivered by him throughout the operation and the breaks in operation are distributed over the given time. Such drives have been started by that the motors are connected to the power sources via starting resistors and has short-circuited the starting resistors in stages. In such systems with intermittent operation, a starting takes place frequently, so that by the repeated Use of main current resistors accepted considerable energy losses would have to be.

Es sind bereits Anordnungen für ortsfeste Anlagen bekannt, bei denen zum Hochfahren eines Antriebsmotors ein in seiner Spannung von o bis auf den Nennwert regelbarer Generator in Gegenschaltung zur Netzspannung verwendet wird, der durch einen vom Netz gespeisten Motor angetrieben wird. Ferner ist es bekannt, einen Motor an einem Netz mit gleichbleibender Spannung dadurch hochzufahren, daß dieser Motor zunächst durch einen Motorgenerator mit einer von o bis zur halben Netzspannung anwachsenden Spannung gespeist wird. Weiterhin wird nach Umschaltung des Generators, wobei der Generator jetzt zunächst voll erregt eine der Netzspannung entgegengerichtete Spannung liefert, die Generatorspannung herabregclt und so dem Motor eine von der halben bis zur vollen Netzspannung anwachsende Spannung zugeführt.There are already arrangements for fixed systems known in which to start up a drive motor a voltage from 0 to the nominal value controllable generator in counter connection to the mains voltage is used, which is carried out by a motor powered by the mains is driven. It is also known to have a motor to start up on a network with constant voltage by having this motor initially by a motor generator with a voltage from 0 to half the line voltage increasing voltage is fed. Furthermore, after switching over the generator, whereby the generator is now fully excited and is opposite to the mains voltage Voltage supplies, the generator voltage downregclt and so the motor one of the half the voltage increasing to the full line voltage.

Diese bisher bekannten Anordnungen setzen voraus, daß der Anlaßgenerator, der vorübergehend als Motor arbeiten muß, die beim Anlassen aufgenommene Leistung über seinen Antriebsmotor in das vorhandene Netz zurückspeisen kann. Es gibt nun zahlreiche Anlagen, bei denen ein motorisches Arbeiten des Anlaßgenerators nicht möglich oder nicht erwünscht ist. In diesen Fällen hat man zum Anlassen einen Anlaßwiderstand vorgesehen, mit welchem der Motor in Reihe an das aus Batterie und Generator bestehende Netz angeschlossen wurde. Bei Anlagen mit aussetzendem Betrieb ergeben sich durch die Verwendung des Anlaßwiderstandes erliebliche Leistungsverluste.These previously known arrangements require that the starter generator, which has to work temporarily as an engine, the power consumed when starting can feed back into the existing network via its drive motor. There is now numerous systems in which a motorized work of the starter generator is not possible or not desired. In these cases a starting resistor is used for starting provided, with which the engine in series with the battery and generator existing Network has been connected. In the case of systems with intermittent operation, the result is the Use of the starting resistor can lead to power losses.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrundeä eine Anlaßregelung in weiten Grenzen auch bei solchen mit mehreren Motor;-t ausgerüsteten Anlagen zu erzielen, in den::, netten dein Netz mit gleichbleibender Spannung ein Strönierzeugersatz vorhanden ist, der ein Zurückspeisen elektrischer Leistung nicht erlaubt. Zur Lösung dieser Aufgabe bedient sich die Erfindung eines bereits vorgeschlagenen Schaltverfahrens, bei dem der Motor oder die Motorgruppe von einem fremderregten, mechanisch angetriebenen Generator und einer vorzugsweise als Pufferbatterie dienenden Stromquelle etwa gleicher Nennspannung derart gespeist wird, daß der Motor oder die Motorgruppe zunächst in Reihenschaltung an den laufenden, aber noch unerreg ten Generator angeschlossen, durch ,essen Erregung auf etwa die halbe Normaldrelizabl hochgefahren und darauf an die Batterie erst in Reihe, dann in Parallelschaltung angeschlossen wird. Das Neue und Erfinderische wird darin gesehen, daß der abgeschaltete und entregte Generator in Reihe mit der Batterie wieder an den Motorenkreis angeschlossen und wieder erregt wird, so daß die Motoren auf volle Drehzahl kommen, um alsdann nach Auflösung der Reihenschaltung in Paralleibetrieb vom Generator, zu dein die Batterie ebenfalls parallel gelegt wird, weiter gespeist zu werden.The invention is now based on the object a starting control in to achieve wide limits even in systems equipped with several motors, in ::, your network with constant voltage nice a current generator substitute is available that does not allow electrical power to be fed back. To the solution this task is used by the invention of an already proposed switching method, in which the motor or the motor group is driven by an externally excited, mechanically driven one Generator and a power source, which is preferably used as a backup battery, are roughly the same Nominal voltage is fed in such a way that the motor or the motor group is initially in Series connection connected to the running but still unexcited generator by eating arousal and ramped up to about half the normaldrelizabl connected to the battery first in series, then in parallel. That New and inventive is seen in the fact that the switched off and de-energized generator reconnected in series with the battery to the motor circuit and re-energized so that the motors come to full speed to then after dissolution of the Series connection in parallel operation of the generator, to your the battery as well is placed in parallel to continue to be fed.

In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt. Darin bedeuten G einen regelbaren Generator und F dessen Erregerwicklung mit dein Vorschaltwiderstand W, B eine Batterie, die gleichbleibende bzw. annähernd gleichbleibende Spannung hat, 11I1 und ikT2 sind die Motoren, i bis io Steuerkontakte.In the figures, an embodiment of the inventive concept is shown. In this, G denotes a controllable generator and F its field winding with the series resistor W, B a battery which has constant or approximately constant voltage, 11I1 and ikT2 are the motors, i to io control contacts.

Die in der Abb. i gestrichelt dargestellte Verbindung, welche durch den Kontakt i hergestellt wird, ist auf der ersten Fahrstufe noch nicht vorhanden. Da die Kontakte 8 und 9 geöffnet sind, ist der gesamte Widerstand W dein Feld F vorgeschaltet und die Ankerspannung niedrig: Die an den Generator angeschlossenen Motoren fahren nunmehr entsprechend der niedrigen Spannung langsam an: Die Generatorerregung wird nun derart geregelt, daß keine unzulässig hohen Ströme auftreten. Dies wird dadurch erreicht, däß auf der zweiten Stufe der Schalter S geschlossen wird- und daher die Erregung des Feldes wächst. Auf der dritten Stufe wird der Kontakt 9 geschlossen, so daß die Felderregung den Höchstwert erreicht. Auf der Stufe d. wird der Schalter i geschlossen und dadurch die in der Abb: i gestrichelt angedeutete Verbindung hergestellt. Nunmehr liegt die Batterie parallel zum Generator und beide Stromquellen speisen die Motoren 311 und 11I2. Die Parallelschaltung wird auf der Stellung d. deswegen bewirkt, weil die Generatorspannung annähernd gleich der Batterie-,pannung ist. Jeder Motor erhält dann also die halbe Netzspannung: Zur weiteren Steigerung der hlotordrelizahl wird nun der tinerregte Generator zwischen die Batterie und die Klotoren geschaltet und wieder -erregt.- Zu diesem -Zweck sind zwischen den Stufen d. und 5 sechs Zwischenstufen vorgesehen. Zunächst wird der Kontakt 6 geöffnet, so daß der Generator von den Motoren abgeschaltet ist. Hierauf werden nacheinander die Kontakte g und 8 geöffnet und damit die Generatorspannung auf den niedrigsten Wert gebracht. Auf der vierten Zwischenstufe sind die Kontaktei, 8 und 9 geöffnet, der Erregerstromkreis des, Generators unterbrochen und somit die Generätorspannung auf den Wert Null herabgesetzt.The connection shown in dashed lines in Fig. I, which is established by contact i, is not yet available in the first gear. Since the contacts 8 and 9 are open, the entire resistor W is connected upstream of the field F and the armature voltage is low: The motors connected to the generator now start slowly according to the low voltage: The generator excitation is now regulated in such a way that no impermissibly high currents appear. This is achieved in that the switch S is closed on the second stage - and therefore the excitation of the field increases. At the third stage the contact 9 is closed so that the field excitation reaches the maximum value. At level d. the switch i is closed and thereby the connection indicated by dashed lines in Fig: i is established. The battery is now parallel to the generator and both power sources feed the motors 311 and 11I2. The parallel connection is set to position d. caused because the generator voltage is approximately equal to the battery voltage. Each motor then receives half the mains voltage: To further increase the hlotordreli number, the tine-excited generator is now switched between the battery and the clotors and re-excited. For this purpose, between stages d. and 5 six intermediate stages are provided. First the contact 6 is opened, so that the generator is switched off from the motors. The contacts g and 8 are then opened one after the other, thus bringing the generator voltage to the lowest value. On the fourth intermediate stage, the contacts 8 and 9 are open, the excitation circuit of the generator is interrupted and the generator voltage is thus reduced to zero.

Die Abh. 2 zeigt nun die Fahrstufe 5, in welcher die Kontakte 2; 5, 7 und io geschlossen sind. Der Generator ist somit über den Schalter 2 in Reihe mit der Batterie 13 geschaltet, während durch Schließen des Kontaktes 7 die erste Stufe der Felderregung hergestellt wird: Auf der siebenten Stufe ist durch die Kontakte 8 und 9 der Generator G wieder voll erregt. Da Spannungsgleichheit der beiden Stromquellen besteht, erhält jeder Motor seine volle Nennspannung. Jetzt werden Batterie und Generator unter sich und die beiden Motoren unter sich parallel geschaltet. Auf diese Weise ergibt sich eine verlustlose Anfahrt über den ganzen Spannungsbereich der Motoren (Stellung 8).The dep. 2 now shows the speed step 5, in which the contacts 2; 5, 7 and io are closed. The generator is thus in series via switch 2 connected to the battery 13, while by closing the contact 7 the first Stage of field excitation is established: On the seventh stage is through the contacts 8 and 9 the generator G is fully energized again. Because the voltage of the two power sources is the same every motor receives its full nominal voltage. Now battery and Generator connected to each other and the two motors connected to each other in parallel. on this results in a lossless approach over the entire voltage range the motors (position 8).

Je nach Spannung und Leistung können die einzelnen Schaltstufen durch einen Kontroller, einen Nockenfahrschalter oder Schütze hergestellt werden. -Um ein stoßfreies Parallelschalten der beiden Stromquellen zu erzielen, wird der Betätigungsschalter der Steuerung durch eine von der Generatorspannung beeinflußte Vorrichtung, beispielsweise ein Spannungsrelais, so lange gesperrt, bis annähernd Spannungsgleichheit zwischen den beiden Stromquellen vorhanden ist.Depending on the voltage and power, the individual switching stages can go through a controller, a cam switch or contactor can be made. -Around The actuation switch is used to achieve a bumpless parallel connection of the two power sources the control by a device influenced by the generator voltage, for example a voltage relay, blocked until almost the same voltage between the two power sources is available.

Es kann ferner eine Einrichtung getroffen werden, daß das Weiterschalten der Steuerung von der Motorstromstärke abhängig gemacht wird, um eine gleichmäßige Anfährt zu erzielen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Steuerung durch Stromwächter beeinflußt wird.A device can also be made that the indexing the control is made dependent on the motor amperage in order to achieve a uniform Starts to achieve. This can be achieved by having the controller through Current monitor is influenced.

Die Schaltung eignet sich ferner zur elektrischen Bremsung der Motoren. Zu diesem Zweck werden die beiden Motoren parallel geschaltet und zwischenMotoren undBatterie der Generator geschaltet; dessen Erregung derart geregelt wird, daß er die Differenz zwischen der Batteriespannung und der von den generatorisch arbeitenden Motoren abgegebenen Spannung liefert. Auch beim Bremsen kann das Weiterschalten der Steuerung ebenso wie beim Fahren selbsttätig in Abhängigkeit vom Motorstrom erfolgen, so claß eine gleichmäßige Verzögerung während des Bremsvorganges erzielt wird.The circuit is also suitable for electrical braking of the motors. For this purpose the two motors are connected in parallel and between motors andbattery of the generator switched; its excitement regulated in this way that it is the difference between the battery voltage and that of the regenerative working motors supplies the voltage output. Shifting can also occur when braking the control as well as when driving automatically depending on the motor current take place, so a uniform deceleration achieved during the braking process will.

Die konstante Stromquelle, welche mit dem regelbaren Generator zusammenarbeitet, braucht nicht unbedingt eine Batterie zu sein; die Erfindung kann vielmehr auch zur Regelung bei Verwendung eines Netzes konstanter Spannung neben dem regelbaren Generator verwendet werden. Derartige Betriebsbedingungen liegen beispielsweise bei Fahrzeugen vor, welche abwechselnd durch ein gaselektrisches Aggregat und aus einem Netz konstanter Spannung gespeist werden. Im letzteren Falle kann das Aggregat für das Anlaßverfahren gemäß der Erfindung verwendet werden.The constant power source, which works together with the controllable generator, does not necessarily have to be a battery; rather, the invention can also for regulation when using a network with constant voltage in addition to the controllable one Generator can be used. Such operating conditions are for example in vehicles, which alternately through a gas-electric unit and off a network of constant voltage. In the latter case, the unit can can be used for the tempering process according to the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switching method for starting and regulating two or several DC motors or motor groups that are driven by a separately excited, mechanically driven generator and one preferably used as a backup battery Power source about the same nominal voltage are fed in such a way that the motors initially connected in series to the running but: still unexcited generator, x increased by its excitation to about half the normal speed and on it are connected to the battery, characterized in that the generator now switched off, de-energized, in series with the battery back to the motor circuit connected and re-energized so that the motors come to full speed; to then after the series connection in parallel operation of the generator has been disconnected, to which the battery is also placed in parallel to continue to be fed. Control according to claim i, characterized in that; that for the purpose of braking the Motors the motors connected as generators in series with the starting machine work on the battery; whereby the voltage of the starting machine decreases with decreasing Engine speed is increased. 3. Control according to claim i and characterized in that that the increase in the generator voltage during braking is automatically dependent from your braking current.