DE698380C

DE698380C - Anordnung zur Sicherung der Stabilitaet von Gleichstrommotoren bei Feldschwaechung

Info

Publication number: DE698380C
Application number: DE1936A0078804
Authority: DE
Inventors: Rudolf Scharll
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-03-14
Filing date: 1936-03-14
Publication date: 1940-11-08

Description

Es ist begannt, daß Gleichstrommotoren bei starker Feldschwächung infolge von plötzlich auftretenden Belastungsstößen durch die sich sofort ausbildende, das Hauptfeld schwächende S ■ Ankerrückwirkung leicht unstabil werden, d. h. stark in der Drehzahl und dementsprechend in der Stromaufnahme schwanken. Bei einem solchen Betriebszustand können Gleichstrom-. motoren, sofern es die anzutreibende Einrich-

>o tung erlaubt, infolge des plötzlich ausgelöschten Hauptfeldes sogar durchgehen. Man vermeidet dieses unerwünschte Verhalten üblicherweise durch leine Kompoundwicklung, die bei in Leonardschaltung gesteuerten Motoren als Gegenkompoundwicklung auf dem Leonardgenerator angebracht wird. Die Maschinen werden jedoch dadurch groß, anormal und unverhältnismäßig teuer gegenüber den normalen Maschinen.

ao Die Erfindung gibt nun für solche An- - triebe, bei denen die Beschleunigung und Verzögerung der Motoren in bekannter Weise durch leine frei laufende, mit einer Schwungmasse gekuppelte fremderregte Hilfsmaschine, die sog. D'ämpfungsöiaächine, überwacht -wird, einen Wieg an, die Kosten für eine Kompoundwicklung zu sparen und normale Maschinen verwenden zu können. Dies wird dadurch erreicht, daß die Dämpfungsmaschine eine vom Anfcerstrom der zu überwachenden Maschine abhängige, zusätzliche Erregung bzw. Gegenerregung erhält.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwarin Abb·. 1 in Anwendung auf einen an die Netzspannung angeschlossenen Gleichstromnebenschlußmotor, in .Abb. 2 in Anwendung aufeine Leonardsfceuerumg.

Di Abb. ι ist ^f der Anker des Antriebsmotors·, der über 'den Schalter S₁ für die eine Drehrichtung oder über den Schalter S₂ für die ,andere Drehrichtung sowie über den Anlaßwiderstand AW und den Widerstand WA an das Netz gelegt werden kann. ' Parallel zur Feldwicklung F_m liegt die mit einer Schwungmasse SM versehene Dämpfungsmasehine ö mit 'einem kleinen Vorschaltwiderstand; mit den beiden Parallelzweigen in Reihe ist der -Eeldregelwiderstand Vw geschaltet. Die Dämpfungsmaschine D besitzt ein fremderregtes EeId Ea mit dem regelbaren VorschaltwidierstaridVi; E_z ist das zusätzliche Feld der Dämpfungsmaschine D, das über den Arbieitskontakt eines an den Klemmen des Motorankers M liegenden . Spannungswächterst/, der bei einer bestimmten Spannungshöhe anzieht, an den Widerstand WA gelegt wird.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Rudolf Scharll in Berlin-Tempelhof.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt: Zum Anlassen des Motors:M wird je nach der gewünschten Drehriehtung der Schalter S₁ oder S₂ eingelegt und in bekannter Weise der Anfcervorschaltwiderstand AW bei unmittelbar an Spannung liegender Feldwicklung■ F_m stufenweise kurzgeschlossen. Die - parallel zur Feldwicklung F_m liegende Dämpfungsmaschine Z> liegt hierbei praktisch eben-ο falls an voller Spannung und läuft daher nach ganz kurzer Anlaufzeit mit hoher Drehzahl. Die Zusatzwicklung E_z ist noch abgeschaltet, da der Spannungswächter U seinen Kontakt erst mit zunehmender Drehzahl und da-■ s mit mit zunehmender Anker spannung des Motors M schließt. Bei einem bestimmten Spannungswert, zieht der Spannungswächter U seinen Anker ,an und setzt dadurch die Feldwicklung¹ E_z in Betrieb, die im gleichen Sinne wie die Feldwicklung .Ea wirkt. Durch stufenweises Vorschalten des Widerstandes V_w wird das FeIdT⁷OT geschwächt und zugleich die Drehzahl des Motors M kontinuierlich erhöht. Bei gleichbleibendem Drehmoment ,an der »5 Motorwelle steigt durch die Feldschwächung der Ankers'trom des Motors; Af, erzeugt in WA einen Spannungsabfall und erregt so das FeIdS₂ in' einem die Gesamterregung der Dämpfungsmaschine D stärkenden Sinne. Dadurch steigt im Anker der Dämp fungsmaschkie sofort die Gegen-EMK, und zwar über die anliegende Ankerspannung, so daß die Dämpfungsmasc'hine D, weil die Schwungmassen SM eine plötzliche Drehzahlabsenkung nicht zulassen, vorübergehend zu einem Generator wird und einen die Erregung des Motors M verstärkenden Strom durch die- Feldwicklung F_n schickt.

Wegen des verstärkten Feldes nimmt der Ankerstrom des Motors M ab, die Erregung der Zusatzwicklung E₂ der Dämpfungsmaschine D wird kleiner, der Anker von D nimmt Strom auf, den er dem Feld F_m entzieht. Dieses wird also geschwächt, worauf der Ankerstrom in M wieder ansteigt. Dies geschieht so lange, bis sich ein Gleichgewichtszustand herausgebildet hat.

Tritt nun infolge eines plötzlichen Belastungsstoßes eine Unstabilität an dem mit geschwächtem Hauptfeld arbeitenden Motor M auf, so bedingt dies Änderungen der Stromstärke in seinem Anker und im Widerstand WA und damit Änderungen der zusätzlichen Erregung E_z. Ein Ansteigen der Stromstärke des Motors M ergibt eine Vergrößerung der Gesamterregung der Dämpfungsmaschine D, wie vorher beim Einschalten von E₁ durch Schließen des Kontaktes des Spannungswäehtersi/ beschrieben. Die daraus sichergebende So Feldverstärkung ,am Motor M zwingt diesen gleichzeitig auch zu niedrigerer Drehzahl, beseitigt also die Unstabilität. Eine Schwä-. chung der Stromstärke ergibt nach der ebenfalls vorbeschriebenen Weise eine Feldschwächung und damit eine Drehzahlerhöhung am Motor M.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 sind für die entsprechenden Teile die gleichen Bezugzeichen gewählt wie in Abb. 1. Mit F_g ist das Feld und mit L_e der Anker des Leonardgenerators bezeichnet, an dessen Klemmen der Spannungswächter U liegt, der bei seinem Ansprechen einen Kurzschluß über einen Vorschaltwiderstand VM im Stromkreis der Feldwicklung F_ml und F_m2 der Motoren M₁ und M₂ ,aufhebt und durch Schließen seines oberen Kontaktes die Zusatzwicklung E_z der Dämpfungsmaschine Ö an den Widerstand WA im Leonardkreis legt.

Hier wirkt die Feldwicklung E_z nicht im gleichen Sinn wie die" Feldwicklung Ea, also nicht das Gesamtfeld der Dämpfungsmaschine D bei einem Stromanstieg im Anker des Leonardgenerators L_e und der Antriebsmotoren ./W₁ und M₂ verstärkend, sondern schwächend. Die Felder F_ml und F_m2 liegen in Reihe mit dem zunächst kurzgeschlossenen Widerstand VM am Netz, sind also konstant erregt. Das Anlassen erfolgt hier in bekannter Weise nach Einlegen eines der beiden Schalter S₁ oder S₂ durch stufenweises Kurzschließen des Widerstandes V_w. Bei einer bestimmten Spannung am Anker von L_s spricht wiederum der Spannungswächter U an und legt die Feldwicklung Ez an Spannung. ι Gleichzeitig wird der Widerstand VM in den Feldstromkreis der Motoren M₁ und M₂ eingeschaltet und diese durch, diese Feldschwächung auf erhöhte Drehzahl gebracht.

Ein Ansteigen des Ankerstromes im Leonard- »00 kreis infolge einer Unstabilität bewirkt eine Schwächung der Gesamterregung der Dämpfungsmaschine, D, die eine Verminderung der Felderregung F_g und damit der Generatorspannung ergibt; die Motoren ./W₁ und M₂ müssen also langsamer laufen. Eine Schwächung der Stromstärke ergibt die umgekehrte Wirkung, also eine Verstärkung der Generatorspannung, und damit eine Erhöhung der MotorendrehzaM. Diese werden somit in ^uo ihre vorgeschriebene Drehzahl zurüekg©: zwungen.

Die Anordnung arbeitet also genau so wie die bisher übliche Gegenfcompoundierung, ist aber ήτ der -Anlage bei mit Dämpfungs- >'5 maschine ausgerüsteten Gleichstromantrieben wesentlich billiger, da die Anbringung der zusätzlichen Erregerwicklung auf der im Verhältnis zum eigentlichen Antriebsmotor bzw. zum Leonardgenerator nur ganz kleinen Dämpfungsmaschine praktisch nicht ins' Gewicht fällt. ■

Claims

Patentansprüche:

ι. Anordnung zur Sicherung der Stabilität von Gleichstrommotoren bei Feld-' Schwächung für Antriebe, bei denen die Beschleunigung und Verzögerung der Motoren durch eine Dämpfungstaaschine. überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß, die mit einer Schwungmasse gefcup-'-pelte Dämpfungstnaschine (Z)¹) eine vom Anfoerstrom der überwachten Maschine abhängige, zusätzliche Erregung bzw. Gegenerregung (Zf₂) besitzt.

ζ. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Leonardantrieb ein von der Spannung des Leonardgenerators gespeistes Spannungsrelais (U) die zusätzliche Erregerwicklung auf der Dämpfungsmaschine an einen im Ankerkreis des Leonardaggregates liegenden Widerstand anschließt und gleichzeitig die Feldschwächung an den Motoren bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen