Anordnung zur Beseitigung der selbsterregten Pendelungen hei Gleichlaufantrieben
Um zwei Motoren bzw. Arbeitswellen bei verschiedenen Lasten in Gleichlauf zu halten,
bedient man sich .der sogenannten Gleichlaufantriebe, der elektrischen Welle. Diese
wird durch die ständer- und läuferseitige Parallelschaltung zweier gleicher Asynchronmotoren
hergestellt, die symmetrisch, d. h. bei mehrphasigen Motoren auch im gleichen Drehsinn,
gespeist werden und als Synchroni:siermaschinen arbeiten. Bei dieser Schaltung können
wegen .des gemeinsamen Läuferstromes die Drehmomentdifferenzen zweier Antriebe durch
ein synchronisierendes Moment aufgenommen werden, das direkt von dem jeweiligen
Schlupf der Synchronisiermaschinen abhängig ist.Arrangement to eliminate the self-excited oscillations in synchronous drives
To keep two motors or output shafts running in sync with different loads,
one uses .the so-called synchronous drives, the electric shaft. These
is achieved by connecting two identical asynchronous motors in parallel on the stator and rotor side
manufactured that are symmetrical, d. H. with multi-phase motors also in the same direction of rotation,
are fed and work as synchronizing machines. With this circuit you can
because of the common rotor current, the torque differences between two drives
a synchronizing moment recorded directly by the respective
Slip of the synchronizing machines is dependent.
Die beschriebene Anordnung zeigt nun bei großem Schlupf eine starke
Neigung zu selbsterregten Pendelungen, so daß sie nur für kleine Schlüpfe, .d. h.
für mitlaufendes Feld, verwendet werden kann, wo wiederum das synchronisierende
Moment sehr klein ist. Beim Hochlauf des Aggregates treten stets die störenden Schwingungserscheinungen
auf. Da nun das synchronisieren-de Moment mit abnehmendem Schlupf erheblich geringer
wird, so besteht auch hinsichtlich der Ausnutzung der Synchronisiermotoren ein bedeutsamer
Nachteil.The described arrangement now shows a strong slippage
Tendency to self-excited oscillations, so that they are only suitable for small hatches, .d. H.
for concurrent field, where the synchronizing field can be used
Moment is very small. The annoying vibration phenomena always occur when the unit is started up
on. Since now the synchronizing torque is considerably lower with decreasing slip
there is also a significant one with regard to the utilization of the synchronizing motors
Disadvantage.
Die Erscheinung der selbsterregten Pendelungen ist auf das Vorhandensein
negativer Dämpfungen zurückzuführen, .die dann gegeben sind wenn einem Schwingungssystem
bei zunehmender Geschwindigkeit ein anwachsender Antrieb in der Bewegungsrichtung
erteilt wird. Maßgebend für .die Pendelerscheinungen sind u. a. die Größe der äußeren
Reibungswiderstände und der Trägheitsmomente.
Dies trifft auch für
den schwingungsfähigen Rotor eines gewöhnlichen Asynchronmotors zu, wenn der Schlupf
größer als der Kippschlupf ist (Fig. i), weil in diesem Gebiet bei zunehmender Drehzahl
auch das Moment zunimmt. Vgl. hierzu die Ausführungen im Jahrbuch der AEG-Forschung,
Folge II, 1940 über Selbsterregte Pendelungen einer elektrischen Welle.The appearance of the self-excited oscillations is due to the presence
negative damping, .that are given when a vibration system
with increasing speed an increasing drive in the direction of movement
is granted. Decisive for the pendulum phenomena are, among others. the size of the outer
Frictional resistances and the moments of inertia.
This also applies to
the oscillating rotor of an ordinary asynchronous motor to when the slip
is greater than the tilt slip (Fig. i), because in this area with increasing speed
also the moment increases. See the explanations in the AEG Research Yearbook,
Episode II, 1940 about self-excited oscillations of an electric wave.
Bei Gleichlaufantrieben treten nun bei Lastwinkeln außer dem synchronisierenden
Moment auch noch asynchrone Momente in den einzelnen Synchronisiermotoren auf, wodurch
bei großem Schlupf ebenfalls negative Dämpfungen hervorgerufen werden.With synchronous drives, load angles other than the synchronizing one now occur
Moment also asynchronous torques in the individual synchronizing motors, which
negative attenuation can also be caused in the case of large slip.
Erfindungsgemäß werden nun die selbsterregten Pendelungen bei Gleichlaufantrieben,
bei denen die in Gleichlauf zu haltenden Wellen mit primär- und sekundärseitig elektrisch
parallel geschalteten asynchronen Synchronisiermaschinen gekuppelt sind, durch Verbesserung
der Drehmomentkennlinie für den Bereich großen Schlupfes beseitigt, indem in .den
Läuferkreis Widerstandskombinationen aus parallel geschalteten Ohmschen und induktiven
Widerständen eingeschaltet sind, die so bemessen sind, daß im Betriebspunkt der
Synchronisiermaschinen die Drehmoment-Drelizahl-Kennlinie mit wachsender Drehzahl
abfällt. Dem Antrieb wird also eine solche Charakteristik aufgeprägt, wie sie jeder
der Synchronisiermotoren, der mit der Widerstandskombination ans Netz geschaltet
ist, für sich allein zeigt (Fig.2). Die dargestellte Charakteristik zeigt die bekannte
Form der Drehmomentkennlinie eines Doppelnutmotors. Die Kennzeichen einer solchen
Charakteristik sind einmal eine Drehmomenterhöhung im Anlauf und unter gewissen
Voraussetzungen in .der Auslegung der Stabwicklung eine mehr oder weniger stark
ausgeprägte Sattelbildung. Während nun beim Doppelnutmotor solche Einsattelangen
unerwünscht sind, da -sie eine Verschlechterung der Anlaufverhältnisse bedeuten,
wird hierzu im Gegensatz bei der Erfindung .durch .die Art der Auslegung eine möglichst
große Einsattelung erstrebt. Man erhält dann im Bereiche großen Schlupfes eine Kennlinie,
bei der mit zunehmender Drehzahl ein starkes Absinken des Drehmomentes eintritt,
und erhält die erwünschte stark positive Dämpfung. Diese Charakteristik wird dadurch
erzielt, daß in den Läuferkreis Ohmsche und induktive Widerstände nach Fig.3 und
q. eingeschaltet werden, @da sich eine derartige Anordnung elektrisch ebenso verhält
wie die Anordnung einer Doppelnut. Wie aus Fig. a hervorgeht, besteht nunmehr im
Bereiche großen Schlupfes ein Absinken des Antriebes in der Bewegungsrichtung bei
zunehmender Geschwindigkeit. Man wird zweckmäßig die Welle für Schlüpfe größer als
eins verwenden (Lauf gegen das Feld) und erhält bei starker Einsattelung der Drehrnornentkennlinie
eine erwünschte stark positive Dämpfung der Welle bei größtem synchronisierendem
'Moment. Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß das synchronisierende Moment für
:das Schlupfintervall s = I biss = 2 nahezu konstant bleibt, während es bei s =
i bis s = o auch auf den Wert Null absinkt.According to the invention, the self-excited oscillations in synchronous drives are now
in which the shafts to be kept in synchronism with the primary and secondary sides are electrical
Asynchronous synchronizing machines connected in parallel are coupled by improvement
the torque characteristic for the area of large slip is eliminated by adding .den
Rotor circuit Resistance combinations of ohmic and inductive connected in parallel
Resistors are switched on, which are dimensioned so that the operating point of
Synchronizing machines the torque-three-speed characteristic curve with increasing speed
falls off. The drive is thus impressed with such characteristics as everyone else
the synchronizing motors that are connected to the mains with the resistor combination
is, by itself shows (Fig.2). The characteristic shown shows the familiar one
Shape of the torque characteristic of a double slot motor. The hallmarks of such
One characteristic is an increase in torque during start-up and under certain conditions
Prerequisites in the design of the rod winding a more or less strong
pronounced saddle formation. While now with the double groove motor such saddle lengths
are undesirable because they mean a worsening of the starting conditions,
in contrast to this, in the case of the invention .by .the type of design
aiming for a large saddle. A characteristic curve is then obtained in the area of large slip,
in which the torque drops sharply with increasing speed,
and maintains the desired strong positive damping. This characteristic is thereby
achieved that in the rotor circuit ohmic and inductive resistances according to Fig.3 and
q. be switched on, @ because such an arrangement behaves electrically in the same way
like the arrangement of a double groove. As can be seen from Fig. A, there is now in
Areas of large slip cause the drive to drop in the direction of movement
increasing speed. One is expediently larger than the shaft for hatches
use one (run against the field) and maintain the rotary mandrel characteristic curve when the pitch is very steep
a desired strong positive damping of the wave with the greatest synchronizing
'Moment. There is also the advantage that the synchronizing moment for
: the slip interval s = I biss = 2 remains almost constant, while at s =
i until s = o also decreases to the value zero.
Als Gegenmaßnahme gegen das Pendeln von Gleichlaufantrieben hat man
versucht, die Pendelerscheinungen durch Einschalten von Ohmschen Widerständen in
die Läuferkreise zu beseitigen, indem man de Energie in den Widerständen vernichtete.
Durch diese Maßnahme erzielte man zwar eine gewisse Dämpfung der Pendelungen, völlig
beseitigen ließen sich diese Erscheinungen nicht. Die Einschaltung der Widerstände
hat lediglich zur Folge, daß der Arbeitspunkt im Kreisdiagramm in ein Gebiet weniger
stark negativer Dämpfungen gelegt wird, ohne jedoch .die kreisförmige Ortskurve
des Primärstromes zu verändern. Da außerdem durch das Einschalten der Ohmschen Widerstände
das synchronisierende Moment eine erhebliche Verringerung erfährt, war man gezwungen,
zur Übertragung einer bestimmten Leistung die Synchronisiermotoren sehr viel größer
auszulegen. Auch die ebenfalls bekannte Einschaltung von Drosselspulen in den Läuferkreis
hat kein anderes Ergebnis als dieVerschlechterung des Kreisdiararnii?s. Der Arbeitskreis
wird kleiner und damit sinkt das synchronisierende Moment.As a countermeasure against the oscillation of synchronous drives one has
tried to reduce the pendulum phenomena by switching ohmic resistors in
to eliminate the rotor circles by destroying the energy in the resistors.
This measure achieved a certain damping of the oscillations, completely
These phenomena could not be eliminated. Switching on the resistors
only has the consequence that the operating point in the pie chart is in one area less
strongly negative attenuation is placed, but without .the circular locus
to change the primary current. Since also by switching on the ohmic resistors
the synchronizing moment experiences a considerable reduction, one was forced to
To transmit a certain amount of power, the synchronizing motors are much larger
to interpret. Also the well-known inclusion of choke coils in the rotor circuit
has no other result than the deterioration of the Kreisdiararnii? s. The working group
becomes smaller and thus the synchronizing moment decreases.