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Schaltung für abwechselnden motorischen Betrieb und Bremsbetrieb mit
Gleichstrom-Verbundmotoren Bei Gleichstrom-Verbundmotoren, die für verscIliedette
:\tttriebe, z. l). Hebezeuge, schätzenswerte Eigenschaften aufweisen, macht sich
im Gegensatz zu reinen Nebenschlußmotoren unliebsam bemerkbar, daß bei der Leistungsumkehr,
Bremsen oder Sehken, die Verbundwicklung feldschwächendwirkt, so daß bei generatorischen
Arbeiten des Motors die Drehzahl erheblich ansteigen kann und z. B. bei durchziehender
Last verhältnismäßig große Drehzahlunterscliiede auftreten, bis die gewünschte 13remswirktitig
eintritt. Is ist bereits bekannt, durch besondere Schaltstellungen an den Steuerwalzen
eine feldverstärkende Wirkung der Verbundwicklung beim Bremsen oder Senken zu erzielen,
auch hat man schon vorgeschlagen, die für das Bremsen oder Senken erwünschte Feldverstärkung
durch selbsttätige Schalter herbeizuführen. Man kann besondere Schaltgeräte anordnen,
die von Überwachungseinrichtungen, wie Spannungs-, Strom-oder l)relizahlwächtern
u. dgl., gesteuert werden, und kann erreichen, daß die Verbundwicklung während des
Bremsens oder Senkens entweder ganz oder teilweise unwirksam gemacht oder so geschaltet
wird. daß sie bei jeder Betriebsart feldverstärkend wirkt. Aber solche Hilfseinrichtungen
sind unerwünscht, die Überwachungseinrichtungen erfordern abgesehen von anderen
Nachteilen wie Unterbringung, Gewichtsvermehrung eine genaue Einstellung, die Schaltgeräte
unterliegen insbesondere bei hoher Schalthäufigkeit einem raschen Verschleiß. Das
gilt auch für eine weiterhin bekanntgewordene Bremsschaltung für fremderregte Gleichstrommotoren,
bei der zugleich mit der Einschaltung eines Bremswiderstandes in den Ankerkreis
des Motors die Feldwicklung über Gleichrichter in Grätz-Schaltung umgeschaltet wird,
so daß die Feldwicklung im gleichen Sinne wie zuvor durch die Fremdspannung erregt
bleibt. Eine solche Umschaltung ist aber wiederum
nur möglich mit
Hilfe eines dazu noch vielpoligen besonderen Gerätes, also unter Inkaufnahme aller
Nachteile eines solchen.
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Die Erfindung betrifft eine Bremsschaltung für Gleichstrom-Verbundmotoren,
deren Verbundwicklung während des Bremsens nicht in einem das Gesamtfeld schwächendem
Sinne wirkt, ohne daß beim Übergang vom motorischen Betrieb auf Bremsbetrieb irgendeine
Umschaltung erforderlich ist. Die Erfindung schlägt vor, parallel zur Verbundwicklung
ständig ein Sperrventil fest zu schalten, das verhindert, daß der Bremsstrom die
Verbundwicklung im feldschwächenden Sinne durchfließt. Das Sperrventil, als welches
z. B. ein bekannter Trockengleichrichter in Frage kommt, ist demnach so geschaltet,
daß es den Durchgang des Betriebsankerstromes sperrt und diesen durch die Verbundwicklung
leitet, während es den Bremsstrom durchläßt und ihn an der Verbundwicklung vorbeileitet,
so daß diese ganz oder wenigstens teilweise unwirksam gemacht wird. Es gelingt weiterhin
nach der Erfindung, durch Einfügen eines zweiten Sperrventils in den die Verbundwicklung
enthaltenden Parallelzweig auch jeglichen Reststrom, der wegen des Übergangswiderstandes
der Gleichrichtersäule noch auftreten sollte, während des. Bremsens abzuriegeln.
Es ist aber nicht nur möglich, auf diese Weise die Wirkung der Verbundwicklung während
des Senkens oder Bremsens selbsttätig aufzuheben, sondern man kann auch erreichen,
daß die Verbundwicklung z. B. bei durchziehender Last in erwünscht feldverstärkendem
Sinne beibehalten wird. Dies geschieht nach der Erfindung dadurch, daß die Verbundwicklung
an die Diagonale einer Grätzschen Doppelwegschaltung fest angeschlossen wird. Die
Stromrichtung in der Verbundwicklung ändert sich dann demnach auch bei einer Umkehr
des Ankerstromes nicht und verbessert unabhängig von allen Spannungs-, Drehzahl-
oder Drehrichtungsänderungen das Drehzahlverhalten des Verbundmotors in außerordentlicher
Weise. Diese Erfolge des erfindungsgemäßen Vorschlages werden erreicht ohne Zuhilfenahme
irgendwelcher Hilfsvorrichtungen in Gestalt von handbedienten oder selbsttätigen
Schaltern und sonstigen Überwachungselementen, so daß die gesamte Schaltung in Aufbau
und Wirkungsweise einfacher, billiger und übersichtlicher wird.
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Die Zeichnung läßt Ausführungsbeispiele erkennen. In den Abb. i bis
3 bedeutet übereinstimmend M den Gleichstrom-Verbundmotor, der an das Netz PN angeschlossen
ist, welches auch die Erregung für die hTebenschlußwicklung 2 abgibt. In Reihe mit
dem Anker ist die Verbundwicklung 3 geschaltet. Die in ausgezogenen Linien dargestellten
Pfeile geben die Stromrichtung für Betriebsstrom, die gestrichelten Pfeile diejenige
bei Umkehr, Bremsen, Senken, an.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist parallel zur Verbundwicklung
3 ein Sperrventil 4 geschaltet, und zwar derart, daß es den Durchgang des Betriebsstromes
sperrt. Zum Beispiel also beim Heben der Last verläuft der Strom im Anker der Hauptschlußwicklung
3 und der Nebenschlußwicklung 2 in Richtung der ausgezogenen Pfeile, und die Hauptschlußwicklung
3 wird durchflossen. Bei Umkehr in Richtung der gestrichelten Pfeile bleibt die
Stromrichtung in der Nebenschlußwicklung 2 erhalten, doch sorgt nunmehr das Sperrventil
4 dafür, daß die Hauptschlußwicklung 3 unwirksam gemacht wird, der Bremsstrom, gestrichelte
Pfeile, wird an der Hauptschlußwicklung 3 vorbeigeführt. Diese wird also unwirksam
gemacht und kann eine feldschwächende Wirkung nicht auslösen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2' unterscheidet sich von demjenigen
nach Abb. i nur dadurch, daß in den Parallelzweig, in welchem sich die Hauptschlußwicklung
3 befindet, noch ein weiteres Sperrventil 6 vorgesehen ist, in der aus der Zeichnung
ersichtlichen Schaltung. Dieses zweite Sperrventil 6 unterdrückt alle etwa noch
auftretenden Restströme, so daß in diesem Falle jedwede Wirkung der Hauptschlußwicklung
3 bei Stromrichtungsumkehr ausgeschlossen ist. Bei den beiden Schaltungen nach Abb.
i und 2 wird demnach bei Stromrichtungsumkehr die Hauptschlußwicklung 3 unwirksam
gemacht.
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Zum Unterschied hiervon ist bei der Schaltung nach Abb. 3 parallel
zur Hauptschlußwicklung 3 in Grätzscher Schaltung ein Gleichrichterviereck 7 geschaltet
derart, daß die Hauptschlußwicklung 3 in der Brückendiagonale liegt. Der Erfolg
ist nunmehr derjenige, daß die Hauptschlußwicklung 3 sowohl bei Betriebsstrom, ausgezogener
Pfeil, als auch bei Bremsstrom, gestrichelter Pfeil, vom Ankerstrom durchflossen
wird, und zwar in beiden Fällen in gleicher Richtung. In diesem Falle wird also
die feldschwächende Wirkung der Hauptschlußwicklung 3 bei generatorischem Arbeiten
des Motors nicht nur aufgehoben, sondern in eine feldverstärkende Wirkung umgewandelt.
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Fehlen irgendwelche Mittel, um die feldschwächende Wirkung der Hauptschlußwicklung
3 beim Bremsen oder Senken auszuschließen, so zeigt sich bei durchziehender Last
ein sehr erheblicher Drehzahlanstieg. Dieser wird bei den Schaltungen nach Abb.
i und 2 außerordentlich gemildert, so daß der Drehzahlanstieg im generatorischen
Bereich nur noch wenig sich vom Leerlaufwert unterscheidet. Wendet man die Schaltung
nach Abb.3 an, so gelingt es sogar, die Drehzahl des Motors bei generatorischem
Arbeiten unter den Leerlaufwert herabzusetzen. Alle diese Erfolge werden erreicht,
ohne daß es notwendig wäre, Schalthandlungen durchzuführen. Es fehlen demnach beim
Erfindungsgegenstand alle Überwachungseinrichtungen, wie Strom- oder Spannungswächter,
es fehlen jedwede Schaltgeräte, so daß die Nachteile solcher Hilfsvorrichtungen,
abgesehen von ihrer Ersparnis an sich, nicht mehr in Kauf genommen zu werden brauchen.
Von besonderem Vorteil ist es insbesondere gegenüber der eingangs erwähnten Schaltung
bei fremderregten Gleichstrommotoren, daß der zur Verwendung kommende Gleichrichter
in bezug auf seine Spannungsfestigkeit viel weniger beansprucht wird. Dient der
Gleichrichter wie bei bekannten Schaltungen dazu, die Feldwicklung in den Ankerkreis
des
Motors zu schalten, so ergeben sich sehr hohe :lbschaltspannungen des Erregerfeldes,
die der Gleichrichter bewältigen muß, besonders dann, wenn, wie für diese bekannte
Schaltung vorgeschlagen wurde, einige der vorgesehenen Umschalter weh=gelassen werden.
Dieser Nachteil ist beim Erfindungsgegenstand ebenfalls vermieden. Die Erfindung
läßt sich im übrigen auch bei Bremsschaltungen anwenden, bei denen der Motor als
Ankerkurzschlußbremse benutzt wird.