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Einrichtung zur Drehzahlregelung von elektromotorisch wirkenden Maschinen
mit selbsttätig regelnden Widerständen Bekannt sind Widerstände aus nichtmetallischen
Leitern, sogenannten Halbleitern, deren Widerstandswert stark von der angelegten
Spannung abhängig ist. Der Widerstand solcher Halbleiter ist groß, wenn die an sie
gelegte Spannung klein ist. Hingegen nimmt ihr Widerstand stark ab, wenn die angelegte
Spannung ansteigt. Widerstände dieser Art wurden bereits auf einigen Teilgebieten
der Elektrotechnik verwendet und unter anderem auch ihre Anwendung für Regelzwecke
schon angegeben, jedoch wurde nur empfohlen, diese Widerstände in Kombination mit
anderen Widerständen zur Spannungs- und Stromregelung zu benutzen. So ist es z.
B. bekannt, die Spannung eines Verbundgenerators mit solchen Widerständen zu regeln,
jedoch wurde auch in diesem Fall zusätzlich außer den spannungsabhängigen Widerständen
ein Feldwiderstand verwendet.
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Ferner wurde schon vorgeschlagen, die Drehzahl eines Nebenschlußmotors
mit Hilfe spannungsabhängiger Widerstände zu regeln. Auch ist eine Einrichtung bekanntgeworden,
die zur Drehzahlregelung eines Hauptstrommotors dient. Bei dieser Anordnung ist
parallel zum Anker des Hauptstrommotors ein spannungsabhängiger Widerstand, nämlich
ein
Kupferoxydgleichrichter. geschaltet. Ferner ist eine Einrichtung
zur Drehzahlregelung von Gleichstromnebenschlußmotoren mittels stromspannungsabhängiger,
also temperaturabhängiger Widerstände bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Anordnung
liegt im Erregerstromkreis ein Widerstand mit negativem, im Ankerstromkreis ein
solcher mit positivem Temperaturkoeffizienten. Temperaturabhängige Widerstände sind
aber nicht trägheitslos. da ihr jeweiliger Wert sich erst allmählich infolge der
zu- oder abnehmenden Wärmeentwicklung einstellt. Die bisher bekannten oder vorgeschlagenen
Ausführungen behandeln also lediglich die Spannungs- oder Drehzahlregelung von Gleichstrommaschinen
mit einem Anker.
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Nach der Erfindung sollen jedoch rein spannungsabhängige Widerstände
zur Regelung der Drehzahl von Drehstromschleifringläufermotoren oder Doppelkollektormotoren
Verwendung finden.
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Die Erfindung soll an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert
werden.
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In Fig. i ist ein Asynchronschleifringmotor dargestellt, dessen Ständer
i aus dem Netz a mit Drehstrom versorgt wird. Der Läufer 3 ist in bekannter Weise
als Wickelläufer ausgeführt und hat drei Schleifringe .4, die mit dem in Stern geschalteten
Anlaßwiderstand 5 verbunden sind.
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Wird die Drehzahl eines solchen Motors mit den bisher gebräuchlichen
Widerständen geregelt, dann wird die eingestellte Drehzahl erhalten bleiben, solange
keine Änderung der Belastung eintritt. Im Fall einer plötzlichen Entlastung wird
der Motor sofort auf die synchrone Drehzahl hochlaufen. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß bei Entlastung der Strom im Läuferkreis erheblich absinkt und damit auch der
Spannungsabfall in den Widerständen. Ganz anders liegen die Verhältnisse, wenn nach
der Erfindung statt der bisher gebräuchlichen Widerstände rein spannungsabhängige
Widerstände benutzt werden. Im Betrieb wird an dem Regler ein großer Spannungsabfall
auftreten, dem ein gewisser Widerstandswert entspricht, der ebenso wie bei den bekannten
stromabhängigen Widerständen während des Betriebes erhalten bleibt. Bei plötzlicher
Entlastung sinkt die Spannung am Anlasser, jedoch steigt im gleichen Augenblick
bei Anwendung der Widerstände gemäß der Erfindung deren Wert mit schwindender Spannung
erheblich an, so daß bei verringertem Strom, aber erhöhtem Widerstand der Spannungsabfall
am Anlasser annähernd erhalten bleibt, wodurch unabhängig von der Belastung die
ursprünglich eingestellte Drehzahl aufrechterhalten bleibt. Die Drehzahl elektromotorisch
wirkender Maschirren kann mit spannungsabhängigen Widerständen auch in anderer «'eise
gleichgehalten werden. Eine solche Anordnung zeigt z. B. die Fig. 2, bei der die
Feldstärke und damit die Drehzahl durch einen im Sekundärkreis des Motors liegenden.
rein spannungsabhängigen Widerstand geregelt «-ird. Bei dem in Fig. 2 dargestellten
Doppelkollektormotor ist das Grundfeld mit 6 bezeichnet, das selbsttätig geregelte
Feld 7 liegt im Sekundärkreis dieses Motors, und zwar unter Vorschaltung des rein
spannungsabhängigen Widerstandes B. Im Sekundärkreis steigt mit zunehmender Drehzahl
die Spannung an und beeinflußt das Feld in gewünschtem Sinn, z. B. bei hoher Spannung
würde das Feld gestärkt.
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Spannungsabhängige Widerstände eignen sich aber auch dazu, um einen
gewünschten Drehzahlverlauf im voraus festzulegen. Wie dies erreicht wird, zeigt
beispielsweise die Schaltanordnung gemäß Fig. 3 für einen Doppelkollektormotor.
Dieser Motor besitzt ein Feld 9, und in seinem Sekundärkreis ist der rein spannungsabhängige
Widerstand io angeordnet. Bei steigender Drehzahl nimmt die Spannung in dem Sekundärkreis
zu. Der Wert des Widerstandes io sinkt dadurch aber ab und bewirkt seinerseits eine
zusätzlich stärkere Belastung des Sekundärkreises, was sich wiederum in einem Absinken
der Drehzahl bemerkbar macht. Durch die Schaltanordnung gemäß Fig. 3 kann daher
erreicht werden. daß ein solcher :Motor 1Tebenschlußverhalten annimmt.
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Der Erfindungsgedanke ist anwendbar für die Drehzahlregelung elektromotorisch
wirkender Maschinen, wobei die selbsttätige Regelung durch Anordnung spannungsabhängiger
Widerstände im Feld- oder Ankerkreis der Maschine erzielt wird. Als rein spannungsabhängige
Widerstände können auch Gleichrichterzellen verwendet werden, deren Widerstandskennlinie
innerhalb gewisser Grenzen mit der Kennlinie vorerwähnter Widerstände übereinstimmt.