DE756473C - Mit Stromimpulsen arbeitende Steuereinrichtung zur Drehzahlregelung von an ein Gleichstromnetz angeschlossenen Gleichstrommotoren - Google Patents

Description

• Mit Stromimpulsen arbeitende Steuereinrichtung zur Drehzahlregelung von an ein Gleichstromnetz angeschlossenen Gleichstrommotoren Die Erfindung betrifft eine mit Stromimpulsen arbeitende Steuereinrichtung für Elektromotoren, bei der die Stromimpulse durch einen im Ankerkreis liegenden Unterbrecher erzeugt und in ihrer Dauer durch Einstellung der Schließungszeit des Unterbrechers geregelt werden.
• Bei an ein Gleichstromnetz angeschlossenen Gleichstrommotoren werden nach den bisher bekannten Vorschlägen mechanische Unterbrecher benutzt. Diese Unterbrecher haben jedoch durch das an ihnen auftretende Schaltfeuer nur eine begrenzte Lebensdauer, so daß sie häufig zu Betriebsstörungen Anl-aß geben und des öfteren ausgewechselt werden müssen. Außerdem ist durch die Kontaktschwierigkeiten die Anwendbarkeit der Steuerung auf verhältnismäßig kleine Leistungen beschränkt. Zur Beseitigung dieser Mängel könnte man an die Anwendung einer an sich bekannten Regelung für Gleichstromkreise denken, bei der eine periodisch zündende und löschende Gasentladungsstrecke verwendet wird. Zu dem Anodenkreis der Gaseritladungsstrecke ist ein Schwingungskreis parallel geschaltet, der über einen ersten Transformator mit dem Gitter gekoppelt ist. Außerdem ist in diesen Kopplungskreis ein zweiter Transformator eingeschaltet, über den veränderliche, zusätzliche Wechselspannungen dem Gitterkreis aufgedrückt werden. Diese bekannte Anordnung arbeitet folgendermaßen: Sobald das Netz eingeschaltet wird, entsteht zwischen Kathode und Anode Spannung. Das Gitter hat das negative Potential der Kathode. Infolgedessen endigen alle Kraftlinien; die von der Anode ausgehen, auf dem Giiter, und der Bogen kann nicht einsetzen. "Es lädt sich nur der Kondensator des Schwingungskreises auf. Die-Sekundärspule- des "ersten Transformators ist nun so geschaltet, daß beim Aufladen des Kondensators die-negative Ladung des Gitters verstärkt wird. Ist der Schwingungskreis ohne nennenswerten Widerstand, so wird der Kondensator über die Netzspannung hinaus aufgeladen. Damit nun nicht von dem Augenblick an, wo die Kondensatorspännung und die Netzspannung gleich werden, die Schutzwirkung des Gitters aufgehoben wird, hat das Gitter eine negative Vorsparinung. Der Rufladung des Kondensators über die Netzspannung hinaus folgt ein Rückstrom. Dabei wird durch die Kopplung zwischen der Induktivität des Schwingungskreises und der Wicklung des zweiten Transformators das Potential des Gitters positiv, so daß jetzt der Lichtbogen einsetzt, wodurch der Kondensator entladen wird. Bei der bekannten Anordnung ist also das Einsetzen der Bogenentladung von der jeweiligen Lage der Zündcharakteristik der Gasentladungsstrecke abhängig.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine derartige sogenannte Kennlinieristeuerung für die Regelung der Drehzahl von Gleichstrommotoren große Nachteile besitzt. Vor allem läßt sich mit einer solchen Anordnung eine befriedigende Regelung der Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von der über den ersten Transformator zugeführten Wechselspannung nicht durchführen, weil sich innerhalb der Röhre die Zündcharakteristik im Laufe der Zeit verlagert und weil außerdem bei der Massenfabrikation von Röhren die Lage der Zündcharakteristik innerhalb einer Serie große Unterschiede aufweisen kann.
• Die Erfindung beseitigt die geschilderten Schwierigkeiten. Sie macht dabei ebenfalls von einer im Ankerstromkreis liegenden gittergesteuerten Gasentladungsstrecke Gebrauch, deren Gitterkreis Zündspannungsstöße und deren Anodenkreis LOschspannun-sstöße abwechselnd in veränderlichen Zeitabständen aufgedrückt werden. Erfindung#-gemäß werden die Zündspannungsstöße durch einen Zündschalter periodisch eingeleitet, der das Gitter der Entladungsstrecke an eine gegenüber der Kathode positive Gleichspannung legt. Die Löschspannungsstöße werden durch einen Kondensator erzeugt, der mittels einer Umschalteinrichtung (Löschschalter) abwechselnd zur Aufladung an eine Gleichspannung gelegt und über den Anodenkreis der Entladungsstrecke wieder entladen wird. Dadurch wird erreicht, daß die Regelung von der Lage der Zündcharakteristik der Gasentladungsstrecke unabhängig wird.
• Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden zur Regelung der Impulsdauer der Löschschalter und der Zündschalter am besten zu einem umlaufenden Kontaktwerk vereinigt, dessen Zündkontakte und Löschkontakte verstellbar zueinander angeordnet sind.
• Ein Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung nach der Erfindung ist in Fig. i der Zeichnung schematisch dargestellt; Fig. z zeigt in schematischer Darstellung das zur Steuereinrichtung nach Fig. i gehörende Kontaktwerk.
• In Fig. i ist mit i ein konstant erregter Gleichstrommotor bezeichnet. In Reihe mit dem Anker 2 dieses Motors liegt die gittergesteuerte Entladungsröhre 3, deren Gitter 30 über den Schalter .4 an eine gegenüber der Kathode 31 positive Gleichspannung gelegt werden kann. Auf eine nähere Darstellung des Heizstromkreises für die Kathode 31 ist der Einfachheit halber verzichtet.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die dem Gitter aufgedrückte Spannung an einem _ Spannungsteilerwiderstand 5 abgegriffen, der an das den Motor speisende Gleichstromnetz angeschlossen ist. Mit 6 ist ein Kondensator bezeichnet, der mittels der Umschalteinrichtung 7 wechselweise über den Schutzwiderstand 8 zur Rufladung an das Gleichstromnetz gelegt und über die Gasentladungsstrecke 3 wieder entladen werden kann. Zur Einstellung des Entladestromstoßes ist der Widerstand 9 im Entladungskreis vorgesehen.
• Die Einrichtung arbeitet auf folgende Weise: Wird der Schalter 4. im Gitterkreis der Röhre 3 geschlossen, so wird nach bekannten Gesetzen die Röhre 3 gezündet und dadurch der Anker 2 des Motors i an Spannung gelegt. Der Motorstromkreis kann wieder dadurch unterbrochen werden, daß man mittels des Kondensators 6 auf die Röhre 3 einen der Anodenspannung entgegengesetzt gerichteten Spannungsstoß gibt. Zu diesem Zweck wird der Kondensator 6 mittels des Umschalters 7 über den Schutzwiderstand 8 aufgeladen und dann durch Umschaltung der Schalteinrichtung ; in die strichliert angedeutete Stellung über die Röhre 3 wieder entladen. Wird der inzwischen geöffnete Schalter 4 im Gitterkreis der Röhre 3 wieder geschlossen, dann zündet die Röhre 3 von neuem und schließt dadurch auch gleichzeitig wieder den Stromkreis des Motors Es ist ohne weiteres einzusehen, daß bei periodischer Betätigung des Schalters 4 und der Umschalteinrichtung 7 in der angegebenen Reihenfolge dem Motoranker 2 Stromimpulse veränderlicher Dauer zur Regelung seiner Drehzahl zugeführt werden können. Zu diesem Zweck vereinigt man am besten den Schalter 4. und den Umschalter 7 zu einem umlaufenden Kontaktwerk, wie es beispielsweise in Fig. 2 der Zeichnung schematisch dargestellt ist.
• Zur Betätigung des Schalters 4 und der Schalter 70, 71 der Umschalteinrichtung dienen drei auf einer gemeinsamen Welle io sitzende Nockenscheiben 40, 700, 71o. Die Welle io wird von einem der Einfachheit halber nicht dargestellten Hilfsmotor angetrieben. Die Löschschalter 70, 71 des Kontaktwerkes sind im Raum feststehend angeordnet, während die räumliche Lage des Zündschalters 4 zu diesen Löschschaltern verändert werden kann. Der Zündschalter 4 sitzt zu diesem Zweck beispielsweise an einem auf der Welle io verstellbar gelagerten Tragorgan 41.
• Die in Fig. 2 angedeutete Stellung des Kontaktwerkes entspricht dem Zeitpunkt, zu dem die Röhre 3 der Steuereinrichtung nach Fig. i durch Entladung des Kondensators 6 gelöscht wird. Erst nachdem sich die Welle io in der durch den Pfeil i i angedeuteten Richtung um den Winkel a weitergedreht hat, erfolgt die Wiederzündung der Röhre 3, denn erst in diesem Augenblick gelangt die Nockenscheibe 40 in die strichliert angedeutete Schließstellung für den Schalter Der Stromkreis bleibt nun so lange geschlossen, bis ein neuer Löschstoß nach der Zurücklegung des Drehwinkels 36o-a der Welle erfolgt. Durch Änderung der Stellung des Zündschalters 4 zu den 1_i»ch:chalterii o, ; 1 kann die Zeitdauer des auf eicie Uindrehung der Welle 1o entfallenden Stronistoßes in «-eitesten Grenzen gere:zelt werden. Zu erwähnen ist schließlich, (laG das Kontaktwerk nicht unbedingt in der in Fig. _> dargestellten Weise ausgeführt zu sein braucht. inan tann statt dessen beispielsweise auch eine Kontaktwalze mit gegeneinander verstellbaren Stromal)nehmern benutzen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Mit Stromimpulsen arbeitende Steuer-- einrichtung zur Drehzahlregelung voll an ein Gleichstromnetz angeschlossenen Gleichstrommotoren mit einer im Ankerstromkreis liegenden gittergesteuerten Gasentladungsstrecke, deren Gitterkreis Zündspannungsstöße und deren Anodenkreis Löschspannungsstöße abwechselnd in veränderlichen Zeitabständen aufgedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspannungsstöße durch einen Zündschalter periodisch eingeleitet «erden, . der das Gitter der Entladungsstrecke an eine gegenüber der Kathode positive Gleichspannung legt, und daß die Löschspannungsstöße durch einen Kondensator erzeugt werden, der mittels einer Umschalteinrichtung (Löschschalter) abwechselnd zur Aufladung an eine Gleichspannung gelegt und über den Anodenkreis der Entladungsstrecke wieder entladen wird.
2. 2. Steuereinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündschalter und der Löschschalter zu eitlem umlaufenden- Kontaktwerk vereinigt und zueinander verstellbar angeordnet sind. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr.430 101, 64o g16; französische Patentschrift Nr. 330 463; Siemens-Zeitschrift, 1933, S.267 bis 271, Stromrichter-Sonderheft; E.T.Z., 1913, S. 1225 bis 1227.