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Einrichtung für Leonard-Antriebe zum Erzielen einer eindeutigen Abhängigkeit
der Motordrehzahl von der Einstellung des Steuerhebels Es ist bekannt, bei iri Leonard-Schaltung
arbeitenden Gleichstrommaschinen eine Kornpoundwicklung vorzusehen, um beispielsweise
den Spannungsabfall in dem Anker des Steuergenerators und des gesteuerten Motors
auszugleichen und für jede Stellung des Geschwindigkeitsreglers eine bestimmte Geschwindigkeit
zu erhalten. Erfahrungsgemäß kann nun jedoch durch die Kompoundwicklung die Steuerung
des Maschinensatzes bei kleinen Drehzahlen außerordentlich störend beeinflußt werden.
Die erwähnten Störungen beruhen darauf, daß insbesondere infolge der sich stark
ändernden Widerstandsverhältnisse in den Ankern des Steuermotors,und des Steuergenerators
sowie infolge anderer Einflüsse bei niedrigen Drehzahlen die Wirkung der Kompoundwicklung
der auftretenden Drehzahlabweichung vom Sollwert nicht mehr entspricht, so daß gerade
unerwünschte größere Drehzahlschwankungen auftreten.
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Bei Leonard-Sätzen ohne Kompoundwicklung hat man vorgeschlagen, dem
Steuergenerator eine Hilfswicklung zu geben, die von einer mit der gewünschten Drehzahl
des Aggregats (Solldrehzahl) umlaufenden Erregermaschine gespeist wird. Auf der
Welle dieser Erregermaschine ' sitzt eine Hilfsmaschine, die in Differenzschaltung
gemeinsam mit einer auf der Welle des Steuermotors angebrachten, also entsprechend
der Istdrehzahl des Aggregats umlaufenden, weiteren Hilfsmaschine auf das Feld der
Erregermaschine für die Zusatzwicklung des Steuergenerators einwirkt. Bei diesem
bekannten Aggregat ergeben sich nicht nur wegen Fehlens der Kompoundwicklung Schwierigkeiten
bei größeren Drehzahlen, sondern es geht auch die Anpassung der Istdrehzahl an die
Solldrehzahl. nur verhältnismäßig langsam vor sich, und eine genaue Anpassung wird
überhaupt nicht erreicht, insbesondere nicht im Gebiet der kleinen Drehzahlen, wie
sie beispielsweise bei Aufzugsmotoren vorkommen, bei denen eine nur etwa 1/2s bis
1/ao der normalen Drehzahl betragende Feineinstelldrehzahl erforderlich ist. .:
Die Erfindung hat die Aufgabe, für Leonärd-Antriebe eine eindeutige Abhängigkeit
der Motordrehzahl von der Einstellung des Steuerhebels unter Zuhilfenahme von zwei
gegeneinandergeschalteten Hilfsmaschinen zu erzielen, von denen die eine eine der
Soll-, die andere eine der Istdrehzahl proportionale Spannung erzeugt, wobei die
Spannungsdifferenz
auf das Feld einer Zusatzerregermaschine des
Steuergenerators einwirkt. Sie geht von der Erkenntnis aus, daß namentlich im Gebiet
dpr kleinen Drehzahlen und beim Vorhandensein einer Kompoundwicklung auf dem Steuergenerator
eine Anpassung der Istdrehzahl des Steuermotors an die der Steuerhebelsrellung entsprechende
Solldrehzahl nur durch sehr raschen und kräftigen Ausgleich etwaiger Drehzahldifkerenzen
erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß wird als Zusatzerregermaschine für den Steuergenerator
eine an sich für andere Zwecke bekannte Maschine. mit labil erregter Nebenschlußwicklung
verwendet. Dies bietet den Vorteil, daß schon bei geringfügigen Abweichungen der
Istdrehzahl von der Solldrehzahl eine kräftige zusätzliche Erregung des Steuergenerators
,eingeschaltet wird, welche dazu geeignet ist, diese Drehzahldifferenz rasch auszugleichen.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines' Ausführungsbeispiels
erläutert werden, das in der Zeichnung dargestellt ist.
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i bedeutet den Steuermotor, der von einer mit konstantem Strom, gespeisten
Erregerwicklung 2 erregt wird und dessen Anker vom Anker des Steuergenerators 3
gespeist wird. q. ist eine Hilfskompoundwicklung, die in Abhängigkeit von dem im
Ankerkreis der beiden Maschinen fließenden Strom das Feld der Steuermaschine verstärkt,
um hierdurch den Ohmschen Spannungsabfall in den Ankern des Steuersatzes auszugleichen.
Zur Erregung des Steuergenerators dient die Erregerwicklung 5, welche über einen
Regler 6 an das Erregernetz 7 angeschlossen ist, von dem auch gleichzeitig die Erregerwicklung
2 des Steuermotors i gespeist wird. 8 bedeutet eine mit konstantem Felde arbeitende,
beispielsweise fremd von dein Netz 7 erregte Istdrehzahlmaschine, deren Ankerspannung
in Gegenschaltung zu der Ankerspannung der Solldrehzahlmaschine 9 an die fremd gespeiste
Erregerwicklung io einer nebenschlußerregten Zusatzerregermaschine ii für den Steuergenerator
3 angeschlossen ist. Außer der Wicklung io weist die Maschine i i noch die N ebenschlußwicklung
12 auf, die über den Regelwiderstand 13 an den Ankerklemmen der Maschine i i liegt.
Der Belastungsstromkreis der Maschine i i besteht aus der Zusatzerregerwicklung
14 des Steuergenerators 3 und dem mit dieser in Reihe geschalteten Widerstand 15.
Die Zusatzerregermaschine i i ist mit dem Steuergenerator 3 und die Hilfsmaschine
9 mit einem besonderen Antriebsmotor 16 gekuppelt. Die Spannung der Maschine 9,
welche mit einer Kompoundwicklung i8 zum Ausgleich des Spannungsabfalls versehen
ist, wird durch einen Regler 17 geregelt, der die Einregelung der Maschine 9 auf
eine der Solldrehzahl entsprechende Spannung ermöglicht und mit dem Steuerregler
6 mechanisch gekuppelt sein kann. Die Arbeitsweise der Maschine ist derart, daß
beim Abweichen des Steuermotors von der Solldrehzahl an der Maschine 8 eine Spannung
erzeugt wird, die von der Sollspannung der Maschine g abweicht. Infolgedessen fließt
durch .-den Kreis der Maschinen 8, 9 und der Zusatzerregerwicklung io der Maschine
i i ein Strom; hierdurch wird die mit labiler Nebenschlußerregung ausgeführte Zusatzerregermaschine
i i erregt, derart, daß bereits bei einer schiwachen Erregung in der Wicklung io
eine höhe Spannung induziert wird und ein starleer Erregerstrom in der Zusatzerreger-,vicklung
1q. des Generators 3 auftritt. Die Zusatzerregermaschine dient bei dieser Anordnung
gewissermaßen als Verstärker. Zur Aufrechterhaltung der zur Korrektur einer bestimmten
Abweichung notwendigen Zusatzerregung genügen nur wenige Amperewindungen . Steuererregung;
dabei sind die noch möglichen Restabweichungen der Drehzahl vom Sollwert nur gering.
Um die Regelgeschwindigkeit des Maschinensatzes groß zu machen, wird in an sich
bekannter Weise vorteilhafterweise der gesamte Eisenkreis der Zusatzerregermaschine
lamelliert ausgeführt. Weitere Maßnahmen zur Erzielung einer hohen Regelgeschwindigkeit
bestehen darin, daß die Drehzahl der 'Zusatzerregermaschine, die Steuererregung
und das Verhältnis zwischen Anker und Erreger-Amperewindungen der Zusatzerregermaschine
möglichst groß gemacht wird. Um eine große Steuererregung zu erreichen, wird vorteilhafterweise
der Stromkreis der Maschinen 8, 9 und der Wicklung io mit geringem Widerstand ausgeführt.
Die Selbsterregerwicklung i2 der Zusatzmaschine -und die Zusatzerregerwicklung 1q.
des Steuergenerators sind, wie es zum Herabsetzen der magnetischen Zeitkonstante
bekannt ist, mit großer Windungszahl und Vorschaltung von Widerständen 13 und 15
ausgeführt, wobei letztere mindestens so groß sein sollen wie die entsprechenden
Wicklungswiderstände. Die Ankerwindungszahl und damit die- Spannung der Zusatzerregermaschine
werden dementsprechend hoch. Der Widerstand 13, mit dem die Selbsterregung eingestellt
wird, muß möglichst temperaturunabhängig sein.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Hilfsmaschine 9
von einem besonderen Antriebsmotor 16 angetrieben. Statt dessen könnte die Maschine
9 jedoch auch unmittelbar mit dem Steuergenerator gekuppelt werden. Abgesehen von
dieser Änderung kann die beschriebene Schaltung weiter in der
Weise
abgeändert werden, daß. die Zu satzerregermaschine statt von der Welle _ des Steuergenerators
von dem Antriebsmotor angetrieben wird, welcher mit der Hilfsmaschine 9 gekuppelt
ist.
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Eine weitere Änderung der beschriebenen Einrichtung besteht darin,
daß an Stelle des Generators 9 ein Spannungsteilerwiderstand für die Sollwerteinstellung
verwendet wird. Hierbei wird indessen die- Erregergeschwindigkeit etwas geringer,
da die Kompoundierung der Hilfsmaschine g fortfällt.