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.Anordnung zur Steuerung von Stromrichtermotoren Die Erfindung bezieht
sich auf die Steuerung der Entladungsstrecken von Stromrichtermotoren. Für derartige
Steuerungen sind zwei voneinander unabhängige Steuerungssysteme erforderlich, die
Netzsteuerung und die Motorsteuerung.
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Die Netzsteuerung ermöglicht durch Phasenverschiebung der netzfrequenten
Steuerimpulse, z. B. mittels eines Drehreglers, die Regelung der dem Motor von der
Netzseite aufgedrückten Spannung und damit der Motordrehzahl.
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Die Motorsteuerung übernimmt die Funktion des Kollektors der Gleichstrommaschine
und bewirkt über das Stromrichtgefäß die zyklische Einschaltung der einzelnen Motorwicklungen.
Eine Verstellung der Motorsteuerung während des Betriebes wird im Gegensatz zur
Netzsteuerung nur in geringen Grenzen vorgenommen und ist aus folgenden Gründen
erforderlich (von einer Betätigung der Motorsteuerung zur Umkehr der Drehrichtung
und zur Nutzbremsung sei hier abgesehen, sie kann durch eine Umschaltung im Steuerkreis
erfolgen) x. Die Motorsteuerung gestattet, die Wechselrichtergegenspannung des Motors
und damit die Drehzahl zu regeln. Entsprechend der Feldschwächung
der
Gleichstrommaschine ist damit eine Verringerung des Drehmoments verbunden. Diese
Regelung kommt also nur für kleinere Drehzahlbereiche zur Anwendung.
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=. Zur Vergrößerung de: Anfahrmoments ist es erforderlich, der Motorsteuerung
beim Stillstand eine bestimmte Phasenlage zu gehen. Nach erfolgtem Anlauf ist die
Steuerung in die Normalstellung zu bringen, da sonst keine einwandfreie Kommutierung
der Motorphasen erfolgt.
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3. Um bei Belastung des Motors einen bestimmten Drehzahlverlauf zu
erhalten, ist die Motorsteuerung abhängig vom Laststrom zu erstellen.
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Die Beeinflussung der Motorsteuerung ist bei den bisher bekannten
Steuerverfahren nur mit sehr hohem Aufwand erreichbar. Die Motorsteuerimpulse werden
dabei von einem kleinen Steuerkollektor geliefert, der auf der Welle des Stromrichtermotors
sitzt. Dieser Kollektor besteht aus leitenden Segmenten, die mit einem Schleifring
verbunden sind, und aus nichtleitenden Segmenten. Die leitenden Segmente schalten
über die Bürsten eine Gleichspannungsquelle auf Widerstände. An diesen Widerständen
können daher rechteckige 1lotorsteuerspannungen mit einer der Motordrehzahl entsprechenden
Frequenz und einer zur Läuferstellung festen Phasenlage abgegriffen und entweder
unmittelbar oder über eine Röhrensteuerung verstärkt den Gittern des Stromrichters
zugeführt werden.
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Um eine Phasenverschiebung dieser Motorsteuerinipulse zu erreichen,
müssen bei den bekannten Anordnungen die Kollektorbürsten mechanisch verstellt «erden.
Die stromabhängige Verstellung und sonstige Eingriffe in die Motorsteuerung (beispielsweise
für eine selbsttätige Regelung) sind infolge der Zwischenschaltung mechanischer
GliedE=r regeltechnisch schwer durchführbar und bedingen einen besonderen Aufbau
des Steuerkollektors.
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Die Erfindung geht einen anderen Weg, um bei Anordnungen zur Steuerung
von Stromrichtermotoren eine Phasenverschiebung der motorfrequenten Steuerspannungen,
die mit Hilfe eines Steuerkollektors erzeugt werden, zu erreichen. Gemäß der Erfindung
sind im Kreis j des Steuerkollektors gleichstromvormagnetisierte Sättigungsdrosseln
enthalten, und die Motorsteuerimpulse werden durch Änderung der Gleichstromvormagnetisierung
der Drosselspulen in der Phase verschoben.
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Die Fig. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar eine
zweiphasige Steuerung. Auf der Welle des Stromrichtermotors St_lI sitzt der Steuerkollektor
Ii mit den beiden Bürsten Bi und B2, dem leitenden Segment SI, das mit dem Schleifring
Sr verbunden ist, und dem isolierten Segment S... Der Kollektor schaltet über das
Segment S, die Gleichspannung Ui abwechselnd auf die `Widerstände r, und r2, die
mit den Gittern G1 und G2 der Steuerröhren R, und R2 verbunden sind. Die Steuerröhren
arbeiten in bekannter Weise nach Art eines Parallelwechselrichters. An den Widerständen
r3 und r4 erscheinen verstärkt die von dem Kollektor gelieferten Impulse, die nunmehr
den Gittern des Stromrichtgefäßes zugeführt i werden.
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i Ohne Berücksichtigung der Drosseln Dl und D., in den hollektorleitungen
erhält man den in Fig. 2 gezeigten rechteckigen Verlauf der Gitterspannungen tt"
und u"2 an den Widerständen r, und r.- Läuft z. B. die Bürste Bi, ,%-ie in Fig.
i dargestellt, auf das leitende Segment S, auf (t = o), so springt die Gitterspannung
tc,i vom negativen Wert -U1 auf Null, die Röhre R, zündet und R2 erlischt. Entsprechend
wird die Spannung u,3 von Null aus bis auf - LT, ansteigen und u, von
- U$ auf Null abfallen. Die Dauer der Kontaktschließung der Segmente S1 und
S2 ist so bemessen, daß bei der Zündung einer Röhre die Gitterspannung der zu löschenden
Röhre bereits negativ ist, wie dies ein günstiges Arbeiten der Wechselrichterschaltung
erfordert.
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Der Einfluß der Drosseln D, und D2 auf den Verlauf der Spannung und
des Drosselstromes ist in Fig.3 dargestellt. Nach Auflaufen der Bürste B1 auf S1
wird zunächst der Strom iDi in der Drossel D, infolge der Magnetisierung der Drossel
Dl nur langsam ansteigen, und zwar wegen der konstanten Spannung U1 etwa geradlinig.
Ist der Sättigungsknick der Drossel erreicht, so springt der Strom iDi auf den durch
den ohmschen Widerstand bedingten Wert, und die Spannung tt,i bricht auf Null zusammen.
Beim Ablaufen der Bürste von dem leitenden Segment entlädt sich die magnetische
Energie der Drossel über einen aus einem Trockengleichrichter T und einem gegebenenfalls
damit in Reihe geschalteten Widerstand gebildeten Hilfskreis. Hierdurch ist eine
ohmsche Abschaltung des Bürstenstroms möglich und ein plötzlicher Anstieg der Gitterspannung
u., auf den negativen Wert U1.
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Durch Vormagnetisierung der Drosseln Dl und D2 läßt sich die Sättigung
auf andere Stromwerte verlegen (gestrichelte Kennlinie in Fig.3). Dadurch ergibt
sich eine Phasenverschiebung der Kollektorimpulse u", und 1692 sowie der
Motorsteuerimpulse u, und u".
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Die beschriebenen Maßnahmen werden im Gitterkreis der Steuerröhren
bewirkt, so daß nur ein geringer Aufwand an Schaltmitteln und eine geringe Steuerleistung
erforderlich sind. Durch die Möglichkeit, mit Hilfe einer Gleichspannung eine Phasenverschiebung
der Gitter- i impulse zu erreichen, ergeben sich die bekannten Vorzüge einer rein
elektrischen Steuerung, sp
daß die Steuerung nach der Erfindung
auch für eine lastabhängige Regelung und zur Erfüllung sonstiger schwieriger Regelaufgaben
geeignet ist.