DE894272C

DE894272C - Einrichtung zur Steuerung des Drehmomentes von Wechselstrommotoren

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Publication number: DE894272C
Application number: DEH4468A
Authority: DE
Original assignee: Heenan and Froude Ltd
Current assignee: Heenan and Froude Ltd
Priority date: 1941-05-05
Filing date: 1950-07-08
Publication date: 1953-10-22

Description

Einrichtung zur Steuerung des Drehmomentes von Wechselstrommotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung des Drehmomentes eines wechselstromgespeisten Motors.
Es ist oft vorteilhaft, insbesondere bei Wechselstrommotoren, das maximale Drehmoment, welches dem Motor erteilt wird, in ein bekanntes Verhältnis zu dem vollen Belastungsdrehmoment dieses Motors setzen und halten zu können. Diese Möglichkeit ist für verschiedene Zwecke brauchbar.
Wünscht man z. B. eine Zentrifuge od. dgl. in möglichst kurzer Zeit zu beschleunigen, so ist es vorteilhaft, für den Motor das Drehmoment auf einen bestimmten, sicheren Überbelastungswert bringen zu können und die Beschleunigung bei gleichförmigen Bedingungen des Überbelastungsdrehmomentes vom Anlauf bis zum Vollauf vor sich gehen zu lassen, ohne daß eine weitere manuelle Einstellung notwendig ist. Dadurch wird die Zentrifuge in möglichst kurzer Zeit bei einer sicheren Belastung des Motors beschleunigt.
Bei Wechselstrommotoren, die mit ihren Arbeitsmaschinen durch Mittel gekuppelt sind, welche eine bestimmte konstante Ausgangsgeschwindigkeit aufrechterhalten, ist es häufig wünschenswert, das Drehmoment, welches der Motor den bei veränderlichen Belastungen arbeitenden Maschinen erteilen kann, zu begrenzen und somit beim Anlauf einen Schutz gegen eine übermäßige Überbelastung zu haben.
Es ist auch nützlich, das Drehmoment in Fällen begrenzen oder steuern zu können, wo plastische Stoffe, Leime od. dgl, gerührt werden. Hier kann beim Verdicken der Stoffe die Belastung infolge des Rührvorganges auf unerwünschte Werte anwachsen, soweit der Motor in Frage kommt, wobei aber ein Abbremsen des Rührvorganges zusammen mit der Einschränkung des Motordrehmomentes zugelassen werden kann, sofern eine absolute Sicherheit gegeben ist, daß der Bewegungsvorgang nicht vollständig zum Stillstand kommt.
Die Erfindung erreicht alle diese Möglichkeiten. Sie besteht im wesentlichen darin, daß der Wert eines einer Arbeitsmaschine erteilten Drehmomentes eines Wechselstrommotors durch Verwendung einer elektromagnetischen Wirbelstromkupplung zwischen Motor und Arbeitsmaschine gesteuert wird, wobei das Feld der W irbelstromkupplung durch Gleichstrom aus Gleichrichtern erregt wird, die durch Gleichrichtung eines Teiles des Motorspeisestromes gezündet werden, und das Feld der Wirbelstromkupplung erregen, indem eine Steuerspannung aus einem anderen Teil des Motorkreises den Gittern der Gleichrichter abwechselnd und genau festgesetzt zugeführt wird, um ihr Zünden und infolgedessen die Felderregung der Wirbelstromkupplung zu unterbrechen, wenn der Stromwert in dem Wechselstromspeisekreis des Motors auf einen gewissen Wert ansteigt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt Fig. i einen schematischen Schnitt der einen Teil der Erfindung bildenden mechanischen Einrichtung, Fig.2 eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Drehmomentes .gemäß ,der Erfindung, Fig.3 eine andere Schaltungsanordnung für die Steuerung des Drehmomentes.
In Fig. i bezeichnet i die Kombination eines Elektromotors mit einer elektromagnetischen Wirbelstromschlupfkupplung. 3 ist der Wechselstrommotor, .dessen Rotor q. auf einer rotierenden Hülse 5 aufgekeilt ist. Die Hülse 5 ist auf Lagern 7 angebracht, welche auf einer Welle 9 angeordnet sind. Die Welle 9 bildet den angetriebenen Teil und ist rotierend in den Lagern i i des Gehäuses 13 gelagert. Zwischen der Hülse 5 und der Welle 9 ist eine elektromagnetische Wirbelstromschlupfkupplung 15 mit einer Wirbelstromtrommel 6 und einer Gleichstromfeldwicklung CL vorgesehen. Die Wicklung CL ist von einem auf die Welle 9 aufgekeilten gezahnten Rotor 8 gehalten. Die Wicklung ist mit Schleifringen 17 verbunden, über welche zur Erregung der Wicklung der Strom zugeführt wird. Dadurch erhält man eine magnetische Schlupfkupplung.
In Fig. 2 "ist L1, L2, L3 ein dreiphasiger Wechselstromkreis, welcher "den Wechselstrommötor 3 speist. CL ist wiederum die Wicklung der Schlupfkupplung, welche bei Magnetisierung der Kupplung eineGleichstromkupplungslast darstellt. DenGleichstrom hierfür erhält man aus einem Paar gasgefüllter dreielektrodiger Gleichrichterröhren RT mit Heizkathoden, welche eine halbe Welle des Wechselstromes gleichrichten.
AT ist ein Anodentransformator, welcher den Strom für die Gleichstromlastwicklung der Kupp-Jung liefert und dessen Primärwicklung mit den Leitungen L1 und L2 des Wechselstromspeisekreises verbunden ist. Die Anoden A der Röhren RT sind mit den beiden Enden der Sekundärwicklung des Transformators AT verbunden.
Die Kathoden K der beiden Röhren werden von einem Heizfadentransformator gespeist, dessen Primärwicklung ebenfalls Strom aus den Leitungen L1 und L2 erhält. Der Transformator KT wird durch einen Rheostaten FR eingestellt.
G sind die Gitter der Röhren RT. Die Widerstände BR sind Gitterstrombegrenzungswiderstände, so daß die Gitterströme maximal auf einem niedrigen Wert von 2 oder 3 Mikroampere gehalten werden. Ein geeigneter Wert für die Widerstände BR ist 5o ooo Ohm.
Die Enden der Sekundärwicklung des Transformators KT sind mit den Kathoden K der Gleichrichterröhren RT verbunden.
Die Mittelpunkte des Anodentransformators AT und .des Kathodentransformators KT sind über die Gleichstromwicklung CL der Kupplung miteinander verbunden. Somit kann durch die Wicklung CL Gleichstrom fließen, wenn- zwischen den Mittelpunkten des Transformators AT und des Transformators XT und durch die Gleichrichterröhren RT abwechselnd Strom fließen kann, je nachdem die Röhren RT durch die Gitter G gezündet oder gelöscht werden. Die Art und Weise dieses Stromflusses wird weiter unten beschrieben.
GT ist ein Gittertransformator, welcher praktisch keinen Strom liefert, sondern in der Hauptsache Wechselpotentiale an die Gitter G zur abwechselnden Zündung oder Löschung der Röhren RT legt. Seine Primärwicklung ist ebenfalls, wie gezeigt, mit den Speiseleitungen L1 und L2 verbunden, wobei ein auf die Geschwindigkeit ansprechendes Steuermittel GV in die Speiseleitung L2 eingeschaltet sein kann.
Die Spannung der Sekundärwicklung des Gittertransformators GT beträgt ungefähr ioo Volt. Sie kann entsprechend den Erfordernissen der Schaltung eingestellt werden. Die Widerstände GB, von welchen jeder beispielsweise io ooo Ohm beträgt und: die in Serie liegen, sind zur Sekundärwicklung des Transformators GT parallel geschaltet, um den Strom in,der Sekundärwicklung auf einem niedrigen Wert zu halten. Die Potentiale an den beiden Enden der beiden in Serie liegenden Widerstände GB werden an die Gitter G über die Widerstände BR gelegt. Der Mittelpunkt der Widerstände GB ist mit dem Mittelpunkt des Heizdrahttransformators KT verbunden, wodurch eine Beziehung vom Gitterzum Kathodenpotential hergestellt ist.
In der Motorleitung L3 befinden sich eine oder zwei Drahtwindungen W, welche als Primärwicklung für den Stromtransformator LT dienen. Er ist ein Serienhaupttransformator mit einer höheren Spannung in seiner Sekundärwicklung. Parallel zu ihr befindet sich das einstellbare Potentiometer P, welches von Hand verstellt werden kann. Diese Verstellung -erfolgt in Übereinstimmung mit dem Ablesen des Amperemeters Atll, welches in der Motorleitung L3 eingeschaltet ist, so daß man jederzeit sich vergewissern kann, wie hoch der Strom ist und/oder mit welchem Drehmoment der Motor 3 arbeitet.
Ein Widerstand RL von io ooo Ohm ist im Potentiometerkreis und parallel zur Sekundärwicklung des Transformators GT eingeschaltet, so daß der Transformator LT zur Sekundärwicklung des Transformators GT nicht kurzgeschlossen werden kann.
Der Gittertransformator GT baut ein Potential auf, welches auf der zusammengesetzten Welle der beiden Leitungen L1 und L2 beruht. Da die elektrische Welle der Leitung L3 des Motorkreises immer i8o° außer Phase mit den entsprechenden zusammengesetzten Wellen der beiden Leitungen L1 und L2 ist, ist das durch den Transformator LT aufgebaute Potential immer i8o° außer Phase mit dem durch den Transformator GT aufgebauten Potential, d. h. beide Phasen wirken entgegen. Das Potential des Transformators GT bewirkt, daß die Gitter G abwechselnd die Röhren RT für den Stromdurchgang zünden oder löschen, je nachdem ob jedes Gitter G positiv oder negativ wird.
Das Potential vom Transformator LT erhält einen in Übereinstimmung mit der Einstellung des Potentiometers P entsprechenden Wert, so daß es zuerst das eine und dann das andere Potential an den Widerständen GB genau ausgleichen wird. Da das durch den Transformator LT gelieferte Potential proportional ist dem Stromfluß in den Leitungen des Motorkreises (insbesondere in der Leitung LS), kann es nicht auf den notwendigen Wert zum Ausgleich der Potentiale an den Enden der Widerstände GB steigen, wenn nicht der Stromfluß durch die Leitung L3 und'infolgedessen zum Motor selbst groß genug ist, daß er ein solches Ausgleichspotential erzeugen kann. Solange also der Strom des Wechselstrommotors wertmäßig geringer ist als der notwendige Stromwert zur Erzeugung des Ausgleichspotentials an den Widerständen GB, werden die Gitter G der Gleichrichterröhren RT ununterbrochen zünden und die volle Gleichstromerregung für die Kupplungswicklung CL liefern. Dies dauert so lange, bis der Strom im Motor einen Wert erreicht, der im Potentiometer P ein Ausgleichspotential für die Sekundärwicklung des Transformators GT aufbauen kann. Die Gitter G werden weiterhin die Röhren zünden und CL erregen, bis der Unterschied zwischen den von den Transformatoren LT und GT gelieferten Potentialen einen bestimmten Wert hat. Die Gitter G werden weiterhin die Röhren mit derselben Geschwindigkeit zünden, unabhängig von einer anfangenden Annäherung an den Ausgleichswert, d. h. bis der genaue Wert im wesentlichen erreicht ist. Das Amperemeter AM zeigt also mit einem hohen Maß von Genauigkeit den Wert des Drehmomentes entsprechend einer Konstanten an, bei welchem die Unterbrechung der Erregung der Kupplungswicklung CL erfolgt.
Aus obigen Ausführungen ergibt sich, daß die Gleichrichterröhren RT nicht zünden werden und somit keinen Gleichstrom für die Kupplungswicklung CL liefern, wenn sie nicht durch die Potentialanlegung vom Gittertransformator GT hierzu angeregt werden. Ist das Potential vom Gittertransformator GT durch das Potentiometer P ausgeglichen, so werden die Röhren RT nicht zünden. Da das Potentiometer P eingestellt werden kann, kann die Zündung der Röhren bei irgendeinem Stromwert in der Leitung L3 unterbrochen werden.
Es braucht das Potentiometer P in seiner Einstellung nicht stehenzubleiben, wenn die Beschleunigung der Arbeitsmaschine auf der Welle 9 fortschreitet. Es kann z. B. das Drehmoment stetig in Abhängigkeit von der Zeit erhöht oder vermindert werden, wofür eine geeignete Zeitmeßeinrichtung zu verwenden ist.
Die Stromzuführung zum Wechselstrommotor 3 ist eine Funktion des durch den Motor gelieferten Drehmomentes gemäß einer bestimmten Beziehungsgleichung. Im gewöhnlichen Drehzahlbereich des Motors, in welchem der Motor nicht zu sehr belastet ist, handelt es sich um eine fast direkte Proportion. Deswegen ist mit einem ausreichenden Maß von Genauigkeit die Ablesung,des Amperemeters fast die direkte Ablesung des Drehmomentes entsprechend einem konstanten Multiplikator. Ist der Motor außerhalb seines gewöhnlichen Drehzahlbereiches überlastet, kann das Amperemeter speziell in Drehmomenteinheiten umgeeicht werden.
Untersuchungen haben ergeben, daß der Motor, wenn beispielsweise das normale Vollastdrehmoment des Motors ioo Ampere beträgt und der Motor angelassen wird, während das Potentiometer P eingestellt wird, bis das Amperemeter ioo Ampere anzeigt, fortfahren wird, nicht über ioo Ampere zu ziehen. Ferner wird er Motor sehr wenig unter diesem Wert ununterbrochen ziehen, bis er voll beschleunigt ist. Dies bedeutet z. B. im Fall einer Zentrifuge, daß der Motor dauernd den maximalen, fest bestimmten zulässigen Wert des Drehmomentes benutzt, d. h. die Arbeitsmaschine wird in möglichst kurzer Zeit beschleunigt, und diese Beschleunigungszeit kann durch Einstellurig des Potentiometers P gesteuert werden.
Wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, kann ein Steuermittel G1 in Verbindung mit dem angetriebenen Teil der Kupplung 15 benutzt werden. Solch ein Steuermittel ist in der Fig. i, auf der Welle 9 befestigt, dargestellt. Seine Funktion ist die Steuerung der Kontakte eines Kohlestabes od. dgl., um sie beim Anwachsen der Geschwindigkeit oder umgekehrt zu öffnen.
Der Kontaktkreis des Steuermittels GTl ist über eine der Leitungen, nämlich L2, mit dem Transformator verbunden und besteht beispielsweise aus einem zu einem geeigneten Kondensator parallel liegenden Widerstand. Der Widerstand liegt auch parallel zu den bei N schematisch angedeuteten Kontakten. Die Kontakte werden geöffnet, wenn die Welle 9 eine Übergeschwindigkeit aufweist. Somit vermindert das Steuermittel GTl in einfacher Weise den Strom und bewirkt, daß das Potential des Transformators GT abgeschaltet wird, wenn die Kupplungswelle g zur Übergeschwindigkeit neigt, und wieder angelegt wird, wenn die Kupplungswelle g wieder bei der gewünschten Geschwindigkeit läuft. Der Wattverbrauch des Steuermittels Gh ist sehr klein, insofern er dem sehr kleinen Strombetrag entspricht, der in dep Widerständen GB zu fließen hat.
Wenn auch die Röhren RT einzeln eine halbe Welle gleichrichten, so bewirken sie doch zusammen eine Vollweggleichrichtung.
Ein Voltmeter VM kann zur Feststellung der Spannungsbedingungen im Kathodenkreis benutzt werden.
Fig. 3 zeigt einen elektronischen Kreis, wie bereits beschrieben. Er verwendet aber zur Steuerung Gleichstrom statt Wechselstrom, außerdem vier gas-oder quecksilberdampfgefüllte Röhren RT, RT2, RT3 und RT4 für den Betrieb der Wicklung CL. Die beiden Außenröhren RT' und RT4 haben eine höhere Anodenspannung als die beiden Innenröhren und übernehmen gewöhnlich den Betrieb, bis eine, z. B. die Röhre RT4, ausfällt. Beim Ausfall der Röhre RT4 greift die Röhre RT3 ein, bis die Röhre RT4 wieder in Ordnung gebracht ist. RT2 und RT3 sind also Ersatzröhren für RT' und RT4.
L1, L2, L3 in Fig. 3 ist wiederum der dreiphasige Speisekreis für den Motor 3, und die Leitungen L1 und L2 speisen den Transformator AT. Die vier Röhren RT', RT2, RT3 und RT4 sind mit der Sekundärwicklung des Transformators AT an im gleichen Abstand voneinander liegenden Punkten paarweise auf .den gegenüberliegenden Seiten der Mittelpunktsleitung für die Wicklung CL verbünden. Das andere Ende der Wicklung CL ist mit den Mittelpunkten der Transformatoren KT verbunden, die ebenfalls aus den Leitungen L1 und L 2 gespeist werden. K sind die Kathoden und G die Gitter. Die Widerstände BR sind mit :den Gittern G verbunden. A sind die Anoden der Röhren. Man sieht, daß die Hauptänderung in dem Hauptröhrenkreis das Vorhandensein von vier Röhren ist, von welchen zwei normalerweise arbeiten. Der wichtigere Unterschied ist die Verwendung von Gleichstrom im Steuerkreis an Stelle :des Wechselstromes in den Fig. i und 2. Es werden drei Steuerkreise verwendet. Sie sind durch I, II und III in gestrichelten Rechtecken gekennzeichnet.
Der Grund für die Verwendung von Gleichstromsteuerkreisen ist in gewissen Fällen die Vermeidung von Schaltungsschwierigkeiten wegen der Phasen, welche von der möglichen Wirkung des Leistungsfaktors herrühren können oder von falschen Verbindungen, die leicht gemacht werden können. Beispielsweise können bei Verwendung eines Steuermittels GTl vorübergehende elektrische Vorgänge auftreten, welche den Monteur bei der richtigen Phasenfeststellung des Kreises verwirren können. Die folgende Beschreibung befaßt sich mit dem allgemeinen Drehmomentsteuerkreis und dem Steuermittelkreis, wie .er bereits an Hand der Fig. 2 erläutert wurde. Für die verschiedenen Steuerzwecke wird aber an Stelle der Wechselströme Gleichstrom benutzt.
Den Steuerkreis I kann man als negativen Vorspannungskreis bezeichnen, den Steuerkreis II als Vorspannungskreis für das Steuermittel und den Steuerkreis III als Vorspannungskreis für das Drehmoment.
Die negative Vorspannung wird durch das Potentiometer PT von iooo Ohm eingestellt, so daß die beiden Außenröhren RT' und RT4 eine geringere negative Vorspannung haben als die beiden Innenröhren RT2 und RT3. Somit arbeiten die beiden Außenröhren immer, wenn nicht eine ausfällt. Hierfür hat man eine Grundsteuerung, die bewirkt, daß die beiden Außenröhren immer arbeiten, unabhängig von irgendwelchen vorübergehenden Vorgängen, welche, wenn auch unerwünscht, die beiden Innenröhren in Tätigkeit setzen können. Die normale ununterbrochene Arbeit der beiden Außenröhren RT' und RT4 ist also nicht nur durch die höhere Anodenspannung gesichert, sondern auch durch eine geringere negative Gittervorspannung.
Im Stromkreis I wird der Gleichstrom vom Gleichrichter R1 durch einen aus den Kondensatoren 1.21 und 131 mit einer Drossel iii zwischen den Kondensatorverbindungen in gewöhnlicher Weise bestehenden Filterkreis geleitet. Der Potentiometerwiderstand PT ist eine stetige Belastung von sehr kleiner Größe für den Gleichrichter R1.
Von Punkt 2g des Widerstandes PT wird eine negative Spannung von .beispielsweise -i2 Volt abgenommen und den Gittern der Außenröhren RT' und RT4 zugeführt. Vom Punkt 28 wird eine größere negative Spannung von -i6 Volt abgenommen und den Gittern der beiden Innenröhren RT2 und RT3 zugeführt. Normalerweise wird die durch den Steuerkreis I zugeführte negative Vorspannung die Röhren am Zünden hindern, so daß kein Gleichstrom der Kupplungswicklung CL zu- geführt wird.
Der Gleichrichter R2 im Steuerkreis II ist so beschaffen, daß Gleichstrom nur erzeugt wird, wenn .die Kontakte N des Steuermittels GTl geschlossen sind. Es kann zwar ein sehr kleiner Strombetrag vom Widerstand GR von 5ooo Ohm geliefert werden, der aber in keiner Weise ausreicht, den Kreis zu beeinflussen. Der Widerstand LR von io ooo Ohm liegt parallel zur Primärwicklung des Transformators 20, wodurch die Belastung der Kontakte des Steuermittels gesteuert wird, damit sie Strom durchlassen können und selbst sauber gehalten bleiben. Die positive Ausgangsklemme des Gleichrichters R2 ist mit dem positiven Ausgangspunkt des Steuerkreises I an der Stelle 51 verbunden. Seine negative Seite ist über den Punkt 114 und Widerstand TBB von 5ooo Ohm mit dem Punkt g1 verbunden, der mit dem Punkt 8 i in Verbindung steht, auf welchem eine negative Belastung des Widerstandes BB ruht, wenn die Kontakte des Steuermittels geschlossen sind.
Angenommen, die Kontakte des Steuermittels sind geöffnet, und es fließt kein Strom im Gleichrichter R2. Der Gleichrichter R"- liefert einen stetigen Gleichstrom. Infolgedessen haben alle mit dem Punkt 51 im Steuerkreis I verbundenen Leiter und Teile einen positiven Spannungswert, wobei kein beträchtlicher Strom fließen kann infolge des hohen Ohmwertes der Sperrwiderstände BR in den Gitterleitungen der Röhre. Ein im wesentlichen gleichförmiger positiver Spannungszustand wird in all diesen Leitern und Teilen herrschen. Die Kathoden K der Röhren haben einen positiven Spannungswert, während die Gitter jeder Röhre, die mit den Punkten 28 und 29 des Potentiometers PT verbunden sind, sämtlich einen normalen und stetigen negativen Spannungswert aufweisen, so daß die Röhren am Zünden verhindert werden.
Angenommen, die Kontakte des Steuermittels im Steuerkreis II sind geschlossen. Es wird ein negatives Potential oder auch ein negativer Strom am Widerstand TBB, dem Punkt 9 1 und Punkt 81 auftreten. Das Schließen der Kontakte des Steuermittels bewirkt also eine Verminderung des positiven Potentials am Punkt 81. Infolgedessen wird der Potentialunterschied zwischen den Kathoden K und den Gittern G vermindert, so daß die Röhren zünden können. Der Widerstand BB hat einen ziemlich hohen Ohmwert, z. B. io ooo Ohm, so daß sich dieses Potential nicht augenblicklich ausgleichen kann. Infolgedessen verursacht das Schließen der Kontakte des Steuermittels das Zünden der Röhren RZ'i und RT4. Das Auffallende bei diesen Röhren ist, daß sie so lange zünden, wie ihr Anodenpotential im positiven Teil des Zyklus oder der evtl. Sinuswelle liegt.
Der Steuerkreis III wird vorn Transformator 23 gespeist. Die Primärwicklung eines anderen Transformators 21 bildet eine induktive Belastung für den Stromtransformator 23. Der Transformator 21 speist den Gleichrichter R3. Ein Widerstand 22 von io Ohm bildet eine konstante Belastung für die Ausgangsseite des Stromtransformators 21, so daß zu keiner Zeit die Ausgangsseite unbelastet ist, unabhängig von der Einstellung des Potentiometers P1.
Das Potentiometer Pf von 25 Ohm kann so eingestellt werden, daß ein bestimmtes Potential für die Unterbrechung der Zündung der Röhren in Abhängigkeit vom Stromwert in Ampere in der Leitung L3 entsteht. Die positive Klemme des Gleichrichters R3 ist über den Punkt gi mit dem Punkt 81 verbunden. In diesem Fall dient das positive Potential des Gleichrichters R3 der Wiederherstellung des positiven Spannungszustandes am Punkt 81. Der Widerstand TBB bildet in diesem Fall eine Belastung für den Gleichrichter R3. Wegen seines Ohmwertes stellt er am Punkt gi ein relativ hohes positives Potential her und hilft es aufrechterhalten. Der Widerstand TBB hat den halben Ohmwert des Widerstandes BB. Der Grund ist, daß der Widerstand TBB einen genügend negativen Spannungszustand über dem Punkt 51 am Punkt 8,1 und den Punkten 114 und gi zulassen rnuß, so daß das Steuermittel arbeiten kann. Der Widerstand TBB gestattet auch das Auftreten positiven Potentials vom Gleichrichter R3 am Punkt 81 über den Punkt gi trotz der Belastung von TBB für den Gleichrichter R3. Wenn also der Strom in der Speiseleitung Ls auf einen solchen Wert steigt, daß er eine positive Spannung im Gleichrichter R3 hervorruft, so wird am Punkt 81 das Potential für Nichtzünden wiederhergestellt, gleichgültig ob die Kontakte des Steuermittels GTl geöffnet oder geschlossen sind, unddieRöhren werden nicht zünden. Somit wird die Steuerung der Geschwindigkeit durch das Steuermittel außer Wirkung gesetzt durch die Steuerung für die Drehmomentvorspannung. Auf diese Weise kann der Kreis 3 für die Steuerung des Drehmomentes ein Arbeiten der Röhren verhindern, wenn der Motorstrom durch Überbelastung überschritten wird.
Der Steuerkreis sieht nicht nur Mittel für die Begrenzung des Drehmomentes des Motors vor, sondern ist auch eine Sicherheit dafür, daß der Motor 3 nicht festfahren kann, weil vielleicht das Steuermittel GTl auf eine hohe Geschwindigkeit gebracht worden ist und in dieser Geschwindigkeit sorglos durch die Bedienungsperson gelassen wird, die möglicherweise alle Kreise auf einmal einschalten kann, ohne sich zu vergewissern, ob das Steuermittel auf Null zurückgebracht worden ist.
Bei großen, mit Wirbelstromkupplungen gekuppelten Motoren können die Trägheitsmomente des Rotors und der Kupplungsteile groß sein. Bei Anlegung der vollen Erregung, wie es der Fall ist, wenn das Steuermittel in Ruhe ist und eine hohe Ausgangsgeschwindigkeit in Betracht kommt, könnte der Motor 3 festfahren, weil er nicht genug Drehmoment entwickeln kann, um die Massen so schnell zu beschleunigen, wie dies das Kuppeln der Wirbelstromkupplung fordert. Der Steuerkreis III bietet einen Schutz für solch ein Festfahren.
Als Schutz für die Gleichrichterröhren kann ein Zeitverzögerungsrelais in die Speiseleitung des Transformators AT eingeschaltet sein, so daß die Kontakte SW &eöffnet bleiben, bis die Spule C anspricht. Dadurch wird die Zeit verzögert, zu welcher die Anodenspannungen angelegt werden, auch wenn alle Kathodentransformatoren bereits unmittelbar aus den Leitungen L' und L2 Strom erhalten haben. Somit werden zuerst die Transformatoren KT erregt, und i Minute später werden erst die Kontakte SW geschlossen.
Es kann noch ein anderer Kontakt SWl in die eine Leitung des Stromtransformators z3 zum Schutz des Gleichrichters R3 bei einer zu raschen Stromaufnahme durch den Motor 3, wenn der Schalter LSW geschlossen wird, eingeschaltet sein. Bekanntlich nehmen Induktionsmotoren einen siebenmal größeren Vollbelastungsstrom auf als normalerweise, wenn sie parallel zur Leitung geschaltet sind. Dadurch kann möglicherweise der Gleichrichter R3 infolge der ihm zugeführten übernormal hohen Spannungen durchbrennen. Aus diesem Grunde liegt im Kreis des Transformators 23 der Kontakt SW1 eines Zeitverzögerungsrelais, der eine Minute später schließt als die Kontakte des Schalters I_SW im Speisekreis, so daß der Gleichrichter R3 nicht beschädigt werden kann. Der Kontakt SWi schließt zur selben Zeit wie die Kontakte SW eines Zeitverzögerungsrelais. Sie bilden also Teile ein und desselben Zeitverzögerungsrelais.
Das 7eitverzögerungsrelais mit seinen Kontakten SW und SWi ist nur schematisch gezeigt, da -es sich um eine an sich bekannte Einrichtung handelt.
Zusätzliche Vorteile der an Hand der Fig. 3 beschriebenen Gleichstromkreise sind, daß keine Phasen für die Drossel i i i und für die anderen Kreiselemente zu beachten sind. Es wurde auch gefunden, daß die Vakuumröhren bei Benutzung von Gleichstrom stabiler sind. An Stelle der Gleichrichter R1, R2 oder R3 können auch Gleichrichtervakuumröhren benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Steuerung des Drehmomentes eines wechselstromgespeisten Motors, .dadurch gekennzeichnet, daß der Wert eines einer Arbeitsmaschine durch einen Wechselstrommotor erteilten Drehmomentes durch Verwendung einer elektromagnetischen Wirbelstromkupplung zwischen Motor und Arbeitsmaschine gesteuert wird, -deren Feld durch Gleichstrom aus Gleichrichtern erregt wird, welche durch Gleichrichtung eines Teiles des Motorspeisestromes gezündet werden und das Feld .der Wirbelstromkupplung erregen, während eine Steuerspannung aus einem anderen Teil des Motorkreises den Gittern der Gleichrichter abwechselnd und genau festgesetzt zugeführt wird, um ihr Zünden und infolgedessen die Felderregung der Wirbelstromkupplung zu unterbrechen, -wenn der Stromwert im Wechselstromspeisekreis des Motors auf einen bestimmten Wert steigt. a. Einrichtung nach Anspruch r, gekennzeichnet durch aus dem einen Teil des Wechselstromkreises gespeiste Potentiälsteuerelemente für die Gleichrichter, und ferner gekennzeichnet durch eine zweite Art von auf den ,Stromfluß im. anderen Teil des Wechselstromkreises ansprechenden Potentialsteuerelementen für den Ausgleich des ersten Potentials bei bestimmten Stromwerten, bei welchen dann die Gleichrichtung und die tStromlieferung zur Wicklung der Wirbelstromkupplung unterbrochen wird. 3. Einrichtung nach Anspruch?" gekennzeichnet -durch ein einstellbares Potentiometer für- die iSteuerung des zweiten Potentials zum Ausgleich des verhältnismäßig höheren Potentials in Übereinstimmung mit dem geringeren Strom und umgekehrt. 4. Einrichtung nach den -Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet,. -daß die Elemente zur Verhinderung des Stromdurchflusses durch die Gleichrichter außer Phase sind mit denen zur Stromzuführung für die Gleichrichter. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus .dem ersten Teil .des Motorkreises gespeisten Elemente ein Gitterpotential an die Gleichrichter zur Steuerung ihres Stromflusses legen. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der einen iGleichstrom zur Kupplungswicklung führende Gleichrichter ein Vakuumröhrengleichrichter ist, dem durch- die aus dem ersten Teil des Motorkreises gespeisten Elemente für .die ,Steuerung .des Stromflusses ein Vorspannun@gspotential angelegt wird, und die aus dem zweiten Teil des Motorkreises gespeisten Elemente den Stromfluß durch den Röhrengleichrichter unterbrechen, wenn der Stromwert im Wechselstromkreis einen bestimmten Wert überschreitet, wobei letztere Elemente in entgegengesetzter Phase zu dem Vorspannungspotential sind und mit einem einstellbaren Potentiometer zwecks Änderung des Potentials verbunden sind, welches zu dem Vorspannungspotential geführt wird. 7. Einrichtung nach Anspruch 6 für einen aus einem Dreiphasennetz gespeisten Motorgekennzeichnet durch ein Paar parallel geschalteter dreielektrodiger Vakuumröhrengleichrichter für die iSpeisung der Feldwicklung der Wirbelstromkupplung mit Gleichstrom, ferner gekennzeichnet durch aus dem Dreiphasennetz gespeiste Mittel für die Wechselstromzuführung zu den Röhren, weiter gelirennzeichnet durch auf den Wechselstrom des einen Teiles des Motorkreises ansprechende Mittel für das abwechselnde Anlegen von Vorspannungspotentialen an den Röhrengittern, damit abwechselnd Gleichstrom von den Röhren zur Feldwicklung der Wirbelstromkupplung fließen kann, und gekennzeichnet durch auf den Strom im anderen Teil des Wechselstrommotorkreises ansprechende Mittel zum Anlegen eines Potentials in entgegengesetzter Phase zum Vorspannungspotential zwecks Unterbrechung des ,Stromflusses der beiden Röhren bei einem zu hohen Strom im Wechselstromkreis. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einstellbare Mittel für die Festlegung des zu hohen Stromwertes im Wechselstromkreis, bei welchem der Stromfluß der beiden Gleichrichter unterbrochen wird, und gekennzeichnet durch einen Potentiometer für die Einstellung .des in entgegengesetzter Phase zum Vor spannungspotential anzulegenden Potentials, wodurch die Röhren zwecks ;Speisung der Wicklung der Wirbelstromkupplung mit Gleichstrom in Übereinstimmung mit einem größeren oder kleineren Motorstromwer t einstellbar gezündet werden. g. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Röhrengleichrichter eine Anode, Kathode und ein Gitter aufweist, mit den Anoden und Kathoden aus dem Motorkreis gespeiste Anoden- und,Kathodentransformnatoren verbunden sind, ein Gittervorspannungstransformator im Kreis der Wicklung i der Wirbelstromkupplung zum abwechselnden Anlegen von Gitterpotential zur Zündung der Röhren vorgesehen ist, dieser Transformator mit dem einen Teil des Dreiphasenstromkreises verbunden ist, und ein vierter, aus dem anderen Teil des Dreiphasenstromkreises gespeister Transformator ein dem Potential des Gittervorspannungstransformators entgegenwirkendes Potential liefert. io. Einrichtung nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß ein Potentiometer für die Einstellung des vom Gittervorspannungstransformator gelieferten Potentials vorgesehen ist, so daß ein größerer oder kleinerer Motorstromwert für die Zündung der Röhren in Frage kommen kann. ii. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis io, gekennzeichnet durch ein auf die Geschwindigkeit ansprechendes, durch das angetriebene Element der Wirbelstromkupplung betätigtes Steuermittel zur Unterbrechung des Kreises der Gleichrichter bei einer bestimmten Geschwindigkeit. 12. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch mit der Feldwicklung der Wirbelstromkupplung verbundene und aus dem Wechselstrommotorkreis gesp.eiste,Gleichrichterröhren, ferner gekennzeichnet durch Mittel für die Aufrechterhaltung einer negativen Vorspannung der Röhren, welche aus einem Gleichstromkreis für die negative Vorspannung, der mit den Gittern der Röhren verbunden ist, und einem Gleichrichter bestehen, weiter gekennzeichnet durch Mittel für die Stromzuführung aus dem Wechselstromkreis zum @Gleichstromvorspannungskreis über den zuletzt genannten Gleichrichter, wobei die Vorspannung die Röhren an der Erregung .der Feldwicklung der Wirbelstromkupplung hindert, gekennzeicfinet durch ein von der Wirbelstromkupplung angetriebenes Steuermittel und durch einen aus dem Wechselstromkreis gespeisten Steuermittelkreis, einen Gleichrichter im Steuermittelkreis und einen Gleichstromteil im Steuermittelkreiis, welcher vom Gleichrichter gespeist wird, wobei bei Übergeschwindigkeit das Steuermittel seine Kontakte zur Abschaltung des Steuermittelkreise,s öffnet, in welchem Fall die Vorspannungsmittel unbeeinflußt bleiben und die Röhren keine Erregung der Feldwicklung der Wrbelstromkupplung bewirken, während bei geschlossenen Kontakten des Steuermittels bei Untergeschwindigkeit der Steuermittelkreis geschlossen wird, die Vorspannungsmittel beeinflußt werden und die Röhren die Feldwicklung der Wirbelstromkupplung speisen. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen aus dem Wechselstromkreis über einen Gleichrichter gespeisten Drehmomentvorspannungskreis, um die Steuerung durch die Vorspannungskreise außer Wirkung setzen zu können, so daß die Gleichrichterröhren nur dann die Feldwicklung der Wirbelstromkupplung speisen können, wenn bestimmte niedrige Ströme im Wechselstromkreis fließen. 1q.. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, mit mindestens vier Gleichrichterröhren zur Speisung der Feldwicklung der Wirbelstromkupplung, gekennzeichnet durch einen für die iSteuerung der Vorspannung mit den Gittern der Röhren verbundenen Vorspannungskreis, welcher mit dem Wechselstromkreis verbunden ist und ein vom Gleichrichter gespeistes Potentiometer aufweist, mit welchem der Vorspannungskreis mit einer Verbindung zur Speisung von zwei Röhren mit einer Reihe von Potentialen und über eine zweite Verbindung zur Speisung der anderen beiden Röhren reit einer abweichenden Reihe von Potentialen verbunden ist, ferner gekennzeichnet durch einen Steuermittelvorspannungskreis, welcher ein elektrisch mit dem Wechselstromkreis verbundenes .Steuermittel und einen dadurch gespeisten Gleichrichter aufweist, wobei der Steuermittelvorspannungskreis einen mit dem zuerst genannten Vorspannungskreis verbundenen Gleichstromteil für eine zusätzliche Steuerung der Röhrenvorspannung enthält. 15. Einrichtung nach Anspruch 1.4, gekennzeichnet durch einen Drehmomentvorspannungskreis, welcher aus einem vom Wechselstromkreis gespeisten GleichstromtEl,einem Gleichrichter und einem vom Gleichrichter gespeisten Gleichstromteil besteht und mit den beiden anderen Vorspannungskreisen verbunden ist, wobei der Drehmomentvorspannungskreis auf das Ansteigen des Stromes im Wechselstromkreis zur Aufrechterhaltung eines Potentialzustandes an den Gittern zwecks Verhinderung der Zündung der Röhren unabhängig von der Wirkung des Steuermittelvorspannungskreises anspricht.