DE723354C

DE723354C - Leonard circuit for large control ranges

Info

Publication number: DE723354C
Application number: DES141853D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Henkelmann; Hans Stamm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1940-08-02
Filing date: 1940-08-02
Publication date: 1942-08-03

Description

Leonardschaltung für große Regelbereiche Die Erfindung betrifft eine Leona.rdschaltung für große Regelbereiche, die mit der einfachen Regelung des Erregerfeldes eines Leonardgenerators nicht zu beherrschen sind. Sie wird beispielsweise für den Antrieb von Schleusentoren verwendet, bei denen Geschwindigkeiten. ini größenordnungsmäßigen Verhältnis von I :3o verwendet werden.Leonard circuit for large control ranges The invention relates to a Leona circuit for large control ranges with simple control of the excitation field of a Leonard generator cannot be controlled. For example, it is used for the Used to drive lock gates where speeds. ini of the order of magnitude Ratio of I: 3o can be used.

Es> ist nun für Lokomotivschaltungen bekannt, die zu regelnden Motoren an eine Reihenschaltung einer Batterie und eines Generators anzuschalten, wobei für das Anfahren der Generator gegen die Batterie geschaltet werden kann. Auch diese Anordnung ermöglicht weder einen stufenlosen allmählichen Anlauf noch den dauernden Betrieb mit derart erheblichen Unterschieden in der Geschwindigkeit, wie es beispielsweise bei den erwähnten Schleusenanlagen erforderlich ist, wo das Öffnen der Schütze äußerst langsam, dagegen das Schließen sehr rasch erfolgen soll. Die Erfindung bezieht sich auf eine Leonardschaltung für große Regelbereiche, bei -der der zu steuernde Antriebsmotor ebenfalls an eine Reihenschaltung eines Generators und einer Gleichstromquelle angeschlossen ist, deren Spannungen gegeneinander- oder in Reihe geschaltet werden können. In Abweichung vom Bekannten wird aber gemäß der Erfindung ein Satz miteinander gekuppelter Regelmaschinen verwendet, von denen die eine den Drehsinn dieses Satzes beherrscht und deren Anker der Erregerwicklung des regelbaren Generators parallel geschaltet ist. Die andere Regelmaschine wirkt bremsend und wird durch einen Umschalter für die Generatorerregung und den Anker der ersten Regelmaschine derart gesteuert, daß bei Gegeneinanderschaltung des regelbaren Generators und des mit-diesem gekuppelten Generators kleine Geschwindigkeiten und beb der Reihenschaltung große Geschwindigkeiten in stufenlosem Anlauf erzielt werden. Bim Einschalten der Regelmaschinen sind die in den Generatoren erzeugten Spannungen einander entgegengerichtet, und die Einstellung der geringen Geschwindigkeit erfolgt an einem im Ankerkreis der Hauptregelmaschine und im Erregerkreis des regelbaren Generators angeordneten Widerstand. Durch die Umschaltung der Hauptregelmaschine und der zugehörigen Generatorerregung werden unter starker Bremswirkung der zweiten Maschine -die Drehrichtung des Regelmaschinensatzes allmählich umgekehrt und die beiden Generatoren in Reihe geschaltet. Die Einstellung auf eine bestimmte Geschwindigkeit des hohen Geschwindigkeitsbereiches verfolgt dann ebenfalls an dem vorerwähnten Widerstand.It is now known for locomotive circuits, the motors to be controlled to connect to a series connection of a battery and a generator, wherein for starting the generator can be switched against the battery. These too Arrangement enables neither a stepless gradual start-up nor a permanent one Operation with such significant differences in speed as there is for example in the lock systems mentioned is required, where the opening of the gate is extremely slowly, on the other hand the closing should take place very quickly. The invention relates to on a Leonard circuit for large control ranges, with the drive motor to be controlled also connected to a series circuit of a generator and a direct current source whose voltages can be switched against each other or in series. In Deviating from the known, however, according to the invention, a set is coupled to one another Rule machines are used, one of which has mastered the sense of rotation of this sentence and their armature connected in parallel to the excitation winding of the controllable generator is. The other rule machine has a braking effect and is switched by a switch for the generator excitation and the armature of the first control machine controlled such that when the controllable generator and the one coupled to it are connected against one another Generators low speeds and the series connection tremors at high speeds can be achieved in stepless start-up. When switching on of the rule machines the voltages generated in the generators are opposite to each other, and the setting of the low speed takes place on one in the armature circuit of the Main control machine and resistor arranged in the excitation circuit of the controllable generator. By switching over the main regulating machine and the associated generator excitation The direction of rotation of the regulating machine set is changed under the strong braking effect of the second machine gradually reversed and the two generators connected in series. The setting tracked to a certain speed of the high speed range then also at the aforementioned resistance.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Ein Drehstrommotor D treibt zwei Generatoren Or und Gg und außerdem Beine Erregermaschine E. An die Generatoren in Reihe ist über Schütze s1, s2 der zu regelnde Motor M angeschlossen, der zum Öffnen und Schließen eines Schleusentores dient. Von den Generatoren, deren Erregerwicklungen egl, egg unveränderlich an die Erregermaschine E angeschlossen sind, liefert der eine, Gg, gleichbleibende Spannung, während die Spannung des anderen Generators Gr regelbar ist. Zum Anlassen des Motors M wird ein Satz von drei miteinander gekuppelten Regelmaschinen Rml, Rtn2 und Rtn3 an die Erregermaschine E zunächst in folgender Weise angeschlossen: Alle drei Maschinen liegen mit ihren Erregerwicklungen e1, ,.-2 bzw. e3 über Widerstände 1v4, tv5 bzw. ivs dauernd an der Spannung der Erregermaschine E. Der Anker der Maschine Rml ist über einstellbare Widerstände iv, und einen Umkehrschalter tt mit der MaschineE und unmittelbar mit der Erregerwicklung egldes Generators Or verbunden. Im Ankerstromkreis der Maschine Rm3 liegt ein einstellbarer Satz von Widerständen tv3, und der Anker der Maschine Rin, ist über Schalter s und Widerstände iv, an die Spannung der Erregermaschine E und die Erregerwicklung egg des Generators Gg angeschlossen. Die Erregung der Regelmaschine Rm3 wird außerdem von einer zweiten, kräftigeren Wicklung e4 beeinflußt, die an die beiden Generatoren Gr und Gg in Reihe angeschlossen und deren Wirkung derjenigen der Wicklung e3 entgegengesetzt ist. Je nach der Stellung des Stromwendeschalters tv, die dem Öffnen oder Schließen des Schleusentores entspricht, läuft der Regelmaschinensatz in einer bestimmten Richtung an, wobei die Erregung egl und egg der Generatoren Or und Gg infolge der Anfangsstellung des Umschalters tt entgegengesetzt sind und deshalb sowohl kein Strom im Kreis des Motors als auch kein Erregerstrom in der Wicklung e1 fließt. Nachdem die den an den Widerständen iv, eingestellten Stromverhältnissen entsprechende Umdrehungszahl des Regelmaschinensatzes erreicht ist, wird der Umschalter n umgelegt, und damit entwikkelt der Anker der Maschine Rin, ein Drehmoment im umgekehrten Sinne. Da die Regelmaschine Rml stärker als Pnt3 ist und außerdem bei der Umschaltung des Schalters tt der Anker der Maschine Rm2 an den Schaltern s abgeschaltet worden ist, fällt die Umdrehungszahl des Regelmaschinensatzes rasch ab, und es kehrt sich die Drehrichtung des Maschinensatzes schließlich um. Die Erregung egl des Regelgenerators Gr fällt ebenfalls zunehmend ab und wird umgekehrt, so daß seine Spannung der des Generators Gg für gleichbleibende Spannung zunächst immer weniger entgegenwirkt und sich nach der Umkehrung zunehmend zu dieser addiert. Es wird dementsprechend vom Beginn der Umschaltung ab die Gegenerregung der Wicklung 2.1 der Maschine Rm3 immer stärker und überwindet schließlich die Wirkung der Erregung e3, so daß die Maschine Rms zuerst bremsend, schließlich aber im gleichen Sinne wie die Maschine Rml wirksam ist, so daß die Erregung und Spannung des Generators Gr allmählich auf den Höchstwert ansteigen.An embodiment of the subject matter of the invention is in Drawing shown. A three-phase motor D drives two generators Or and Gg and also legs exciter E. Connected to the generators in series is via contactors s1, s2 connected to the motor M to be controlled, which is used to open and close a lock gate serves. From the generators, whose excitation windings egl, egg invariably to the Exciter E are connected, one, Gg, supplies constant voltage, while the voltage of the other generator Gr can be regulated. To start the engine M becomes a set of three interconnected rule engines Rml, Rtn2 and Rtn3 connected to the exciter E in the following way: All three machines lie with their excitation windings e1,, .- 2 or e3 via resistors 1v4, tv5 and ivs constantly on the voltage of the exciter E. The armature of the machine is Rml via adjustable resistors iv, and a reversing switch tt with the machineE and directly connected to the excitation winding egldes generator Or. In the armature circuit the machine Rm3 is an adjustable set of resistors tv3, and the armature of the machine Rin, is connected to the voltage of the exciter machine via switches s and resistors iv E and the excitation winding egg of the generator Gg connected. The excitement of Regulating machine Rm3 is also influenced by a second, more powerful winding e4, which are connected in series to the two generators Gr and Gg and their effect that of the winding e3 is opposite. Depending on the position of the commutation switch tv, which corresponds to the opening or closing of the lock gate, the control machine set is running in a certain direction, the excitation egl and egg of the generators Or and Gg are opposite due to the initial position of the switch tt and therefore both no current in the circuit of the motor and no excitation current in the Winding e1 flows. After the current ratios set at the resistors iv the corresponding number of revolutions of the regulating machine set is reached, the changeover switch n is turned over, and thus the armature of the machine Rin develops a torque in the opposite direction Senses. Because the rule engine Rml is stronger than Pnt3 and also when switching of the switch tt the armature of the machine Rm2 has been switched off at the switches s is, the speed of the regulating machine set drops rapidly and it is reversed the direction of rotation of the machine set finally reversed. The excitation egl of the rule generator Gr also gradually falls off and is reversed so that its tension is that of des Generator Gg for constant voltage initially counteracts less and less and after the reversal is increasingly added to this. It will be accordingly from the beginning of the switchover the counter-excitation of the winding 2.1 of the machine Rm3 always stronger and finally overcomes the effect of the excitation e3, so that the Machine Rms braking first, but in the end in the same sense as the machine Rml is effective, so that the excitation and voltage of the generator Gr gradually increase increase the maximum value.

Für das Abwärtsregeln und Ausschalten des Motors M wird der Schalter a im Ankerkreis der Maschine Rml wieder umgelegt und damit die Drehrichtung des Regelmaschinensatzes umgekehrt. Es wirkt zunächst wieder die Maschine Rm3 bremsend, bis die Gegenspannung des Generators Gr den Erregerstrom in der Wicklung e4 allmählich verschwinden läßt und damit den Regelsatz auf den Zustand bringt, der der vollen Gegeneinanderschaltung der Generatoren Gr und G' und Stromlosigkeit im Motorkreis entspricht.For the downward regulation and switching off of the motor M, the switch a in the armature circuit of the machine Rml and thus the direction of rotation of the Regulating machine set reversed. At first the machine Rm3 has a braking effect again, until the counter voltage of the generator Gr gradually increases the excitation current in the winding e4 disappears and thus brings the rule set to the state of the full The generators Gr and G 'are connected against one another and there is no current in the motor circuit is equivalent to.

Dadurch, daß die Regelmaschinen erst im umgekehrten Sinne angelassen und darauf die Drehrichtung gewendet wird, wobei die dem Hochlaufen des Regelmaschinensatzes entgegengerichtete Bremswirkung der Regelmaschine Rm3 durch die von der Generatorsummenspan.nung gespeiste Gegenerregerwicklung e4 allmählich geschwächt und schließlich der Lauf des Regelsatzes durch die Maschine Rtn3 unterstützt wird, ergibt sich bei passender Schaltung der Widerstände iv, und w3 ein außerordentlich großer Regelbereich für die Geschwindigkeit des Motors M und ein sehr sanfter An- und Auslauf.Because the rule machines only started in the opposite direction and then the direction of rotation is reversed, with the start-up of the regulating machine set opposing braking effect of the Rm3 regulating machine due to that of the total generator voltage fed counter excitation winding e4 gradually weakened and finally the run of the rule set is supported by the machine Rtn3, results from matching Circuit of resistors iv, and w3 an extraordinarily large control range for the speed of the motor M and a very smooth start and stop.

Die Regelmaschine Rm2 ist wichtig für den Anlauf des Regelmaschinensatzes, indem sie zunächst die Entwicklung des Erregerstromes und der Spannung in dem Generator Gg in ähnlicher Weise zurückhält, wie es bei dem Generator Crr der Fall ist, so daß auch Veränderungen im Erregerstrom der Wicklung e4 allmählich vor sich gehen. Es ist auch möglich, von dieser Maschine Rm2 ganz abzusehen, wenn der Motor M während der Vorbereitungsschaltung mit dem Lauf umgekehrter Richtung der Regelmaschinen an den Schützen s1, s2 abgeschaltet ist. In diesem Falle kann auch der Generator Gg gleichbleibender Spannung durch eine sonstige Gleichstromquelle ersetzt werden, beispielsweise durch ein Gleichstromnetz oder eine Gleichrichterschaltung.The rule engine Rm2 is important for the start-up of the rule engine block, by first looking at the development of the excitation current and the voltage in the generator Gg holds back in a manner similar to that of the Generator crr the The case is so that changes in the excitation current of the winding e4 gradually occur go yourself. It is also possible to refrain from using this machine Rm2 entirely if the Motor M during the preparatory circuit with running in the opposite direction of the Control machines at the contactors s1, s2 is switched off. In this case, too the generator Gg constant voltage by another direct current source be replaced, for example by a direct current network or a rectifier circuit.

Alle Schaltvorgänge werden in üblicher Weise an einer Schaltwalze vorgenommen, die zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeichnet ist.All switching operations are carried out in the usual way on a shift drum made, which is not drawn to simplify the representation.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Leonard circuit for large control ranges, in which the motor to be controlled is connected to a series or counter-circuit of a controllable generator and a direct current source, characterized by a set of machines (Rml, Rm3) coupled to one another, one of which (Rml) controls the sense of rotation of this set and the other The armature of the excitation winding (@egl) of the controllable generator (Gr) is connected in parallel, while the other machine (Rm3) has a braking effect, and through a switch (u) for the generator excitation (egl) and the armature of the main regulating machine (Rml) , in such a way that when the regulated generator (Gr) and its generator (Gg) coupled to it are connected against one another, low speeds are achieved and, when connected in series, high speeds are achieved in a stepless start-up.

2. Leonard circuit according to claim i, characterized in that the braking acting control machine (Rm3) besides a controllable external excitation (e3) a stronger, Excitation winding connected to the series connection of the generators (Gr and Gg) (e4).

3. Leonard circuit according to claim i, characterized by a common Control resistor (W1.) In the armature circuit of the main control machine (Rin,) and the excitation circuit (egl) of the adjustable generator (Gr). q .. Leonard circuit according to claim i or 2, characterized by another machine (Rm2) in the regulating machine set (Rml, Rm3, Rm2), which are initially applied in parallel to the direct current source (E) to the excitation (eg 2) the constant voltage supplying generator (0g) is switched and at Switching the rule engine (Rml) is switched off.