DE752249C - Asynchronmaschine zum Antrieb von Hebezeugen u. dgl., die beim Bremsbetrieb im Primaerteil mit Gleichstrom erregt ist - Google Patents

Description

• Asynchronmaschine zum Antrieb von Hebezeugen u. dgl., die beim Bremsbetrieb im Primärteil mit Gleichstrom erregt ist Es ist bekannt, zum Antrieb von Hebezeugen u. dgl. dienende Asynchronmaschinen äum Zwecke der Bremsung im Primärteil mit Gleichstrom zu erregen und den Sekundärteil auf Widerstände zu schalten.
• "In der Fig. z der Zeichnung sind die betriebsmäßigen Bremskurven Md = f (n) einer derartigen Maschine für eine konstante Gleichstromerregung und verschiedene Widerstände (R1, R2 bzw. R3) im Läuferstromkreis eingezeichnet.
• Aus dem Schaubild geht hervor, daß das Bremsmoment auf der niedrigsten Bremsstufe (Kurve z), wenn nur ein sehr kleiner Wid6rstand in den Läuferkreis der Maschine eingeschaltet ist, bei höheren Drehzahlen verhältnismäßig stark abnimmt. Schaltet man dagegen größere Widerstände in den Läuferkreis ein, so ergibt sich, wie ein Vergleich der Kurve z mit den Kurven 2 und 3, die für größere Widerstände R2 bzw. R3 gelten, zeigt, daß das Bremsmoment bei größeren Drehzahlen mit der Größe des Widerstandes zunimmt, und zwar ist für irgendeine Drehzahl im Bereich der abfallenden Äste der Drehmomentskurven das Drehmoment für den Widerstand R1 kleiner als die der gleichen Drehzahl zugeordneten Bremsmomente für die Widerstände R2 und R3. Bei kleineren Drehzahlen dagegen, d. h. im Bereich der aufsteigenden Äste der Drehmomentskurven, ist für irgendeine beliebige Drehzahl das Bremsmoment für den kleinsten Widerstand im sekundären Kreis größer als die den größeren Widerständen zugeordneten Bremsmomente.
• Nähere Einzelheiten über die elektrischen Verhältnisse bei derartigen Maschinen können beispielsweise aus dem Aufsatz von Weißheimer: ,Die Asynchronmaschine mit Gleichstrom erregt als Bremse-,, im Archiv für Elektrotechnik, XXVIII. Bd. (1934), S. 487 ff., Heft 8, entnommen werden.
• Es sei beispielsweise angenommen, der Motor laufe mit einer der Kurve 6 entsprechenden Senkdrehzahl, die sich aus dem Schnittpunkt der Kurve 6 mit dem Lastmoment 1'vIL ergibt. Nun soll die Senkdrehzahl verlangsamt werden. Es muß infolgedessen neben dem Lastmoment noch ein Verzögerungsmoment aufgebracht werden. Würde bloß auf die Kurve 3 umgeschaltet, dann würde sich bei der gleichen Drehzahl ein verhältnismäßig hohes Verzögerungsmoment, Punkt P, ergeben. Wird aber zu schnell, in der Meinung, die also eine Gleichung von der Form R+R.1=v-Xa ergibt. Dabei ist für die Größe a der Formel (6) des Aufsatzes von W eißheimer die Zahl 2 gesetzt, die der doppelten synchronen, im Hebezeugbau höchst zulässigen Senkdrehzahl entspricht; bei kleineren Senkdrehzahlen, bei denen die Drehmomentskurve stets höher liegt, wird dann von selbst ein Abstürzen der Last vermieden. Wie in dem genannten Aufsatz, bedeutet dabei R den Widerstand je Phase des Läufers, RA den vorgeschalteten Widerstand je Phase, Xa den Streu- und Blindwiderstand des Läufers je Phase, E, die EMK des Nutzfeldes; E' entspricht der Definition im zweiten Absatz auf S. 488 des genannten Aufsatzes; QO ist durch die Formel (4) dieses Aufsatzes bestimmt.
• Ein Abstürzen der Last wird vermieden, wenn der Wert v an Hand folgender Gleichung errechnet wird: In dieser Gleichung bedeutet: a den Streukoeffizienten des Läufers bei ungesättigter Maschine, k das Verhältnis des Kippmomentes Lastbewegung rascher verlangsamen zu können, auf die Kurve i umgeschaltet, dann kommt bei der gleichen Drehzahl ein dem Punkt P' entsprechendes Bremsmoment zustande, das kleiner als das Lastmoment 1VIL ist, d. h. bei zu raschem Durchschalten wird immer die Gefahr bestehen, daß die Last abstürzt.
• Die Erfindung ermöglicht ein hinsichtlich des Abstürzens der Last gefahrloses Arbeiten. Erfindungsgemäß sind der gesamte Ohmsche Widerstand im sekundären Teil und die Erregung im primären Teil derart bemessen, daß die abfallenden Äste der Drehmomentskurven im Bereich der höchsten, praktisch auftretenden Drehzahl über der Lastmomentskurve liegen, so daß in diesem Bereich ein Abstürzen der Last auch bei beliebigem Schalten von der einen auf eine andere Bremsstellung, die eine kleinere Bremsdrehzahl ergibt, vermieden wird.
• Für die Bemessung des Ohmschen Widerstandes wird dabei von der in dem genannten Aufsatz von Weißheimer näher erläuterten und für den gesamten Widerstand im Läuferkreis geltenden Gleichung (6) auf S. 489 ausgegangen, die sich nach einigen Umformungen in folgende Form überführen läßt: zum Normalmoment in der normalen Betriebsschaltung als Motor, a das Verhältnis des maximalen, bei doppelter synchroner Drehzahl auftretenden Lastmomentes zum Nennmoment, Je den erregenden Gleichstrom im Ständer, J,N den Wert des erregenden Gleichstromes, der bei ungesättigter Maschine dasselbe Kippmoment im Bremsbetrieb ergibt wie bei Betrieb als normale Asynchronmaschine mit der Nennspannung.
• Bei Einhaltung der oben angegebenen Bedingungen ergeben sich die aus Fig. 2 ersichtlichen Kurven. Charakteristisch für diese Kurven ist, das sie mit ihren rechten Ästen bis zum Bereich der doppelten synchronen Drehzahl stets über dem Lastmoment HL liegen. Wird beispielsweise mit der Kurve 6 gearbeitet, dann ergibt sich im Stabilzustand eine dem Schnittpunkt der Kurve 6 mit der Lastmomentlinie entsprechende Drehzahl. Soll nun das Absenken der Last verzögert werden, so läßt sich durch Umschalten auf die Kurve 3 ohne weiteres ein genügend hohes Verzögerungsmoment (vgl. Punkt P) erzielen. Aber selbst wenn von der Kurve 6 rasch bis auf die Kurve i durchgeschaltet werden sollte, dann ergibt sich bei der betreffenden Senkdrehzahl immer noch ein Bremsmoment (vgl. Punkt P'), das über dem Lastmoment liegt und infolgedessen eine Verzögerung der Last zur Folge hat. Die Lastgeschwindigkeit wird also abnehmen, der Punkt P' wird dabei auf dem rechten Kurvenast der Kurve z nach links rücken, d. h. die Bremswirkung wird fortgesetzt zunehmen, bis schließlich bei dem Schnittpunkt des linken Astes der Kurve = mit der Lastmomentlinie ein stabiler Zustand erreicht ist. Auch bei sehr raschem Durchschalten wird also unter allen Umständen ein Abstürzen der Last verhütet.
• Die Erfindung bietet also den besonderen Vorteil, daß ohne Gefahr auch auf den rechten Kurvenast der Drehmomentskurve umgeschaltet werden kann und daß der Kranführer nicht mehr ängstlich darauf bedacht sein muß, durch geschickte Widerstandsregelung immer auf dem linken Kurvenast zu bleiben.
• In vielen praktisch auftretenden Fällen ist Je = J,N und k = 3 und a = 0,5 zu wählen. Für die Berechnung der Größe v ergibt sich dann folgende vereinfachte Formel: Erwähnt sei schließlich, daß natürlich Läufer und Ständer hinsichtlich der Schaltung vertauscht werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: x. Asynchronmaschine zum Antrieb von Hebezeugen und ähnlichen Arbeitsmaschinen, die beim Bremsbetrieb im Primärteil mit Gleichstrom erregt und im Sekundärteil auf Widerstände geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Ohmsche Widerstand im sekundären Teil, bezogen auf den Streu-Blindwiderstand des sekundären Teils, gleich v gewählt ist, wobei (ß = Streukoeffizient des Läufers bei ungesättigter Maschine, k = Verhältnis des Kippmomentes zum Normalmoment in der normalen Betriebsschaltung als Motor, a = Verhältnis des maximalen, bei doppelter synchroner Drehzahl auftretenden Lastmomentes zum Nennmoment, J, = erregender Gleichstrom im Ständer, J,N = Wert des erregenden Gleichstroms, der bei ungesättigter Maschine dasselbe Kippmoment im Bremsbetrieb ergibt wie bei Betlieb als normale Asynchronmaschine mit der Nennspannung), ist, so daß die abfallenden Äste der Drehmomentskurven im Bereiche der höchsten praktisch auftretenden Drehzahl über der Lastmomentskurve liegen. a. Asynchronmaschine nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß Je = Je N, k = 3 und a = o,5 betragen, so daß wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden. Elektrotechnik und Maschinenbau (=gzo), S. 837 bis 840.