Einrichtung zur Regelung von Gleichstrommotoren über Entladungsstrecken
mit steuerbarer Lichtboge'nzündung . Gegenstand des Hauptpatents
675 483 ist eine Einrichtung zur Regelung von Gleichstrommotoren über Entladungsstrecken
mit steuerbarer Lichtbogenzündung, bei der die wirksame Windungszahl der Glättungsinduktivität
in Abhängigkeit von der Belastung derart veränderlich ist, daß bei - allen,
insbesondere auch bei sehr geringen Belastungen der Gleichstrommotoren ein Lücken
des Stromes vermieden wird.Device for the regulation of direct current motors via discharge paths with controllable arc ignition . The subject of the main patent 675 483 is a device for regulating direct current motors over discharge paths with controllable arc ignition, in which the effective number of turns of the smoothing inductance is variable depending on the load that - for all, especially with very low loads of the direct current motors, there is a gap in the Electricity is avoided.
Die Erfüllung der Bedingung, daß jeweils insgesamt nur etwa so viel
Glättungsinduktivität wirksam sein soll, wie zur Erreichung eines lückenlosen Stromes
nötig ist, macht es erforderlich, bei Leerlauf der Gleichstromniotoren,
d. h. bei Unterschreitung einer bestimmten Belastungsgrenze eine. erheblich
größere Windutigszahl z#r Wirkung zu bringen-als oberhalb dieser Belastungsgrenze.
Diese Veränderung der wirksamen. Windungszahl kann man all sich dadurch erreichen,
daß Teile der Gesamtwicklung der Glättungs-. induktivität mit Hilfe von
S chalteinrichtungen zu- oder abgeschaltet bzw. kurzgeschlossen werden. Hierbei
hat man den Vorteil, daß nur ein Teil der gesamten Windungen für die volle Nennstromstärke
bemessen zu sein braucht, da man die Windungsquerschnitte der Glättungsinduktivität
so abstufen kann, daß jeweils der kleinste in den Stromkreis eingeschaltete Windungsquerschnitt
der gerade vorhandenen Belastung angepaßt ist. Andererseits können aber die hierfür
erforderlichen Schalteinrichtungen Schwierigkeiten bereiten, sobald es sich um erhebliche
Leistun-. gen handelt und wenn es die Eigenart des gespeisten Antriebes mit sich
bringt, daß die Belastung häufig zwischen hohen und niedrigen Werten hin und her
wechselt. Derartige Betriebsfälle liegen z. B. vor bei Walzwerkantrieben, bei denen
jedesmal, wenn das Walzgut durch die Walzen hindurchgeführt wird, die Antriebsmotoren
hochbelastet sind, während sie in den Zwischenpausen praktisch leerlaufen.The fulfillment of the condition that in each case only about as much smoothing inductance should be effective as is necessary to achieve an uninterrupted current, makes it necessary, when the DC motors are idle, ie. H. if a certain load limit is not reached, a. To bring about a significantly larger Windutigs number for effect - than above this load limit. This change the effective. Number of turns can all be achieved by making parts of the total winding of the smoothing. inductance using S chalteinrichtungen connected or disconnected or short-circuited. This has the advantage that only a part of the total windings needs to be dimensioned for the full rated current, since the winding cross-sections of the smoothing inductance can be graded so that the smallest winding cross-section connected to the circuit is adapted to the current load. On the other hand, however, the switching devices required for this can cause difficulties as soon as there is considerable power. and if the nature of the powered drive means that the load often changes back and forth between high and low values. Such operating cases are z. B. before with rolling mill drives, in which every time the rolling stock is passed through the rollers, the drive motors are heavily loaded while they run practically idle in the intermediate breaks.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der
Einrichtung nach dem Hauptpatent, die die Vermeidung von Schalteinrichtungen an
der Glättungsinduktivität zum Ziele hat. Gemäß der Erfindung
bleiben
sämtliche Windungen der Glättungsinduktivität ständig in den Gleichstromkreis eingeschaltet.
Zum Zwecke der Änderung der jeweils für die Glättung wirksamen Windungszahl werden
die Windungen mehreren in Reihe geschalteten Teilinduktivitäten zu-Z, Gleordnet,
die verschiedene Sättigungsgrenzen besitzen. In vielen Fällen wird es genügen, wenn
nur zwei Teilinduktivitäten zur Verwendung gelangen. Die Sättigungsgrenzen der Teilinduktivitäten
kann dadurch festgelegt werden, daß diese verschieden große Luftspalte in ihrem
magnetischen Kreis erhalten. Vorteilhaft wird ein Magnetkreis von einer der Induktivitäten
mit einem so großen Luftspalt versehen ' daß diese Induktivität bis zum Vollaststrom
und gegebenenfalls noch darüber hinaus keinerlei Sättigungserscheinungen zeigt.The present invention relates to a further embodiment of the device according to the main patent, which aims to avoid switching devices on the smoothing inductance. According to the invention, all turns of the smoothing inductance are constantly switched on in the direct current circuit. For the purpose of changing the number of turns effective in each case for smoothing, the turns are assigned to several partial inductances connected in series, which have different saturation limits. In many cases it will be sufficient if only two partial inductances are used. The saturation limits of the partial inductances can be determined by giving them air gaps of different sizes in their magnetic circuit. A magnetic circuit from one of the inductors is advantageously provided with such a large air gap 'that this inductance to full load and optionally beyond it shows no saturation phenomena.
An Hand des in der Zeichnung dargestellten Diagramms soll dargelegt
werden, welche Verhältnisse sich ergeben, wenn die Glättungsinduktivität beispielsweise
aus einer Teilinduktivität mit sehr niedriger Sättigungsgrenze und einer Teilinduktivität
zusammengesetzt wird, die im Belastungsbereich bis zur Vollast noch keinerlei Sättigungserscheinungen
zeigt. In dem Diagramm ist der Fluß in dem magnetischen Kreis der Induktivitäten
in ,Uhängigkeit von dem Belastungsstrom aufgetragen, und zwar gilt die Kurve i für
die ungesättigte Induktivität, deren Fluß also linear mit der Belastung zunimmt,
während Kurve 2 für die gesättigten Teilinduktivitäten gilt. Die letztgenannte Kurve
zeigt bei geringem Wert des Belastungsstromes einen sehr starken Anstieg des Flusses,
der jedoch nach Überschreiten der Sättigungsgrenze nur noch in ganz geringem Maße
ansteigt.With the aid of the diagram shown in the drawing, this should be explained
will be what conditions arise if the smoothing inductance, for example
from a partial inductance with a very low saturation limit and a partial inductance
is composed, which in the load range up to full load still no signs of saturation
shows. In the diagram is the flux in the magnetic circuit of the inductors
plotted as a function of the load current, namely the curve i for
the unsaturated inductance, the flux of which increases linearly with the load,
while curve 2 applies to the saturated partial inductances. The latter curve
shows a very strong increase in the flow at a low value of the load current,
but only to a very small extent after the saturation limit has been exceeded
increases.
Die Größe des Selbstinduktionskoeffizienten, auf den es hier ankommt,
ist dargestellt durch den Differentialquotienter
Während dieser Wert für die Kurve i auf den gesainten Bereich einen konstanten Betrag
innehält, beginnt er für die Kurve -2 zunächst mit einem sehr hohen Wert, um nachher
auf angenähert Null herabzusinken. Da die beiden Teilinduktivitäten, für die die
Kurven i und 2 gelten, in Reihe geschaltet sind, addieren sich ihre Selbstinduktionskoeffizienten,
lind der resultieren& Selbstinduktionskoeffizient der Reihenschaltung läßt sich
durch die Steigung der Kurve 3 darstellen, die durch Summation der Ordinaten
der Kurven i und:2 entstanden ist. Diese Kurve 3 zeigf bis zu einem kritischen
Belastungswert einen angehend konstanten, aber sehr großen Wert für den Selbstinduktionskoeffizienten,
während dieser Selbstinduktionskoeffizient oberhalb des kritischen Belastungswertes
auf einem wesentlich geringeren Betrag konstant bleibt. Man erkennt an Hand des
Diagramms deutlich, welche Vorteile durch den Erfindungsgegenstand erzielt werden.
Wollte man nämlich die ,gleiche Wirkung, wie sie durch die Reihenschaltung der gesättigten
und der ungesättig ten Teilinduktivität hinsichtlich des Selbstinduktionskoeffizienten
erzielt wird, durch nur eine Induktivität erreichen, so müßte man bei dieser, wie
Kurve 3 zeigt, mit außerordentlich großen magnetischen Flüssen arbeiten und
diese Drossel dementsprechend groß bemessen.The magnitude of the self-induction coefficient, which is important here, is represented by the differential quotient While this value for curve i maintains a constant amount over the entire range, it starts with a very high value for curve -2 at first and then drops to approximately zero. Since the two partial inductances, for which curves i and 2 apply, are connected in series, their self-induction coefficients add up, and the resulting & self-induction coefficient of the series connection can be represented by the slope of curve 3 , which is obtained by summing the ordinates of curves i and: 2 was created. This curve 3 shows a starting constant but very large value for the self-induction coefficient up to a critical load value, while this self-induction coefficient remains constant above the critical load value at a significantly lower amount. The diagram clearly shows which advantages are achieved by the subject matter of the invention. If you wanted to achieve the same effect as is achieved by connecting the saturated and the unsaturated partial inductance in terms of the self-induction coefficient in series with just one inductance, you would have to work with extremely large magnetic fluxes , as curve 3 shows this throttle sized accordingly large.