DE911027C - Arrangement for the synchronization of a controllable motor to an alternating current source - Google Patents

Arrangement for the synchronization of a controllable motor to an alternating current source

Info

Publication number
DE911027C
DE911027C DEL4063D DEL0004063D DE911027C DE 911027 C DE911027 C DE 911027C DE L4063 D DEL4063 D DE L4063D DE L0004063 D DEL0004063 D DE L0004063D DE 911027 C DE911027 C DE 911027C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
winding
alternating current
coil
synchronization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEL4063D
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Fritz Steiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent Deutschland AG
Original Assignee
Standard Elektrik Lorenz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Standard Elektrik Lorenz AG filed Critical Standard Elektrik Lorenz AG
Priority to DEL4063D priority Critical patent/DE911027C/en
Application granted granted Critical
Publication of DE911027C publication Critical patent/DE911027C/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H02P5/52Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another additionally providing control of relative angular displacement
    • H02P5/54Speed and position comparison between the motors by mechanical means

Description

Anordnung zur Synchronisierung eines regelfähigen Motors an eine Wechselstromquelle Die Erfindung bezieht sich auf die Synchronisierung eines regelfähigen Motors, insbesondere Gleichstrommotors, an eine Wechselstromquelle. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Erregung des Motors durch eine Hilfswicklung zu steuern, die von der Wechselstromquelle gespeist wird und durch einen Polwender, der in Abhängigkeit der Motordrehzahl gesteuert wird, periodisch umgepolt wird.Arrangement for synchronizing a controllable motor to an alternating current source The invention relates to the synchronization of a controllable motor, in particular DC motor, to an AC power source. According to the invention it is proposed control the excitation of the motor through an auxiliary winding drawn from the AC power source is fed and by a pole changer, which is controlled as a function of the engine speed is periodically reversed.

In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Gleichstrommotor M in Abb. r wird durch eine NebenschlußwicklungNW erregt. Auf dieser Nebenschlußwicklung NW ist eine Hilfswicklung HW aufgebracht, die von einer Wechselstrornquelle gespeist wird. Zu diesem Zweck ist das eine Ende der Hilfswicklung an die Mitte der Sekundärspule eines Transformators Tr angeschlossen, dessen Primärspule vom Wechselstrom durchflossen ist. Das andere Ende der Hilfswicklung ist an einen Umschalter S geführt, dessen Kontakte K1, K, an die Enden der Sekundärwicklung des Transformators Tr angeschlossen sind. Durch eine Nockenscheibe NS, die direkt oder über eine Übersetzung mit der Motorachse gekuppelt ist, wird der Umschalthebel S abwechselnd an das eine oder andere Ende der Sekundärspule des Transformators gelegt. Stimmt die Drehzahl des Motors M nicht mit der Wechselstromquelle überein, so wird in der Hilfswicklung HW je nachdem ob der Motor voreilt oder nacheilt ein negativer oder ein positiver Gleichstrom fließen, der die Magnetisierung der Nebenschlußwicklung NW verstärkt oder abschwächt, so daß der Motor seine Tourenzahl verlangsamt oder erhöht. In der Abb. 2 sind die Verhältnisse graphisch dargestellt. Abb. 2 a zeigt den Wechselstrom J des Netzes in Abhängigkeit von der Zeit. Wird der Schalter S gerade in den Stellungen Al, A2, A3 umgepolt, so fließt, wie aus Abb. 2b ersichtlich ist, in der Hilfswicklung HW kein Gleichstrom. Der \lotor behält also seine Drehzahl bei. Sowie jedoch der '.Motor schneller läuft, als der Frequenz der Wechselstromquelle entspricht, und somit die mit der Motorachse gekuppelte Nockenscheibe !'4'S nicht in den Punkten 4 A2, A3 umschaltet, wird die Umschaltung in kürzeren Zeiten erfolgen, nämlich in den Punkten Bi, B." B3; dann sieht man aus Abb. 2 b, daß in der @Hilfswicklung HW ein Gleichstrommittelwert Ig mit negativem Vorzeichen auftritt. Der Wicklungssinn der Spule HW ist so gewählt, daß dieser Gleichstrom die Magnetisierung der Nebenschlußwicklung NW verstärkt. Der Lauf des Motors wird also verlangsamt. In dem Fall, daß der Motor langsamer als der Wechselstrom läuft, der Schalter S also in den Punkten C1, C2, C3, C4, C5 umgeschaltet wird, tritt in der Hilfswicklung HW ein Gleichstrommittelwert Jg positiven Vorzeichens auf, wie Abb. 2 c zeigt. Dieser Gleichstrom wirkt der Magnetisierung entgegen, so daß der Motor seine Drehzahl erhöht. Die Drehzahl des Motors wird also in einem gewissen Mitziehbereich an die Wechselstromquelle synchronisiert.An exemplary embodiment of the invention is shown in the figures. The DC motor M in Fig. R is excited by a shunt winding NW. An auxiliary winding HW, which is fed by an alternating current source, is applied to this shunt winding NW. For this purpose, one end of the auxiliary winding is connected to the center of the secondary coil of a transformer Tr, the primary coil of which has alternating current flowing through it. The other end of the auxiliary winding is led to a changeover switch S, the contacts K1, K, of which are connected to the ends of the secondary winding of the transformer Tr. The switching lever S is alternately placed on one or the other end of the secondary coil of the transformer by means of a cam disk NS, which is coupled directly or via a transmission to the motor axis. If the speed of the motor M does not match the alternating current source, a negative or a positive direct current will flow in the auxiliary winding HW, depending on whether the motor is leading or lagging, which strengthens or weakens the magnetization of the shunt winding NW , so that the motor does its number of revolutions slowed down or increased. The relationships are shown graphically in Fig. 2. Fig. 2 a shows the alternating current J of the network as a function of time. If the polarity of the switch S is just reversed in the positions A1, A2, A3, no direct current flows in the auxiliary winding HW, as can be seen from FIG. 2b. The \ lotor thus maintains its speed. However, as soon as the motor runs faster than the frequency of the alternating current source and thus the cam disk coupled to the motor axis does not switch over in points 4 A2, A3, the switchover will take place in shorter times, namely in points Bi , B. "B3; then you can see from Fig. 2 b that a DC mean value Ig with a negative sign occurs in the auxiliary winding HW. The direction of winding of the coil HW is chosen so that this direct current strengthens the magnetization of the shunt winding NW. The run In the event that the motor is running slower than the alternating current, i.e. the switch S is switched over at points C1, C2, C3, C4, C5, an average direct current value Jg with a positive sign occurs in the auxiliary winding HW, As shown in Fig. 2 c. This direct current counteracts the magnetization, so that the motor increases its speed m source synchronized.

Statt des mechanischen Polwenders können selbstverständlich auch gittergesteuerte Dampfentladungsröhren verwendet werden, deren Gitter abwechselnd durch die Drehzahl des Motors gesperrt und geöffnet werden. In den Zuführungsleitungen zur Hilfswicklung HW können noch Glättungsmittel für den Gleichstrom vorgesehen werden. Die Anordnung geht auch mit einem einfachen Zerhacker, jedoch ist der Mitziehbereich dann nicht so groß.Instead of the mechanical pole changer, grid-controlled ones can of course also be used Vapor discharge tubes are used, the grid of which alternates with the speed of rotation of the motor can be locked and opened. In the supply lines to the auxiliary winding HW, smoothing means can also be provided for the direct current. The order also works with a simple chopper, but then the pull-along area is not so big.

Zum Betrieb des Motors wird man also den Motor zunächst ungefähr auf die Drehzahl des Netzes bringen. Man schaltet dann die Wechselstromquelle ein, und der Motor synchronisiert sich selbst. Nun kann es vorkommen, daß im ersten Augenblick zwar die Drehzahl des Motors synchron mit der Wechselstromquelle ist, jedoch die Phase der Umschaltung nicht mit der Phase der Wechselstromquelle übereinstimmt. In diesem Falle wird ebenfalls ein Gleichstrom in der Hilfswicklung HW erzeugt. Der Motor verringert oder beschleunigt dann seine Drehzahl, und zwar so lange, bis die Phasen genau übereinstimmen, worauf die Drehzahl sich selbständig synchron einregelt.In order to operate the engine, the engine is initially approximately open bring the speed of the network. The alternating current source is then switched on, and the motor synchronizes itself. Now it can happen that in the first moment the speed of the motor is synchronous with the AC power source, but the The phase of switching does not match the phase of the AC power source. In this case, a direct current is also generated in the auxiliary winding HW. The motor then reduces or accelerates its speed until the phases match exactly, whereupon the speed automatically adjusts itself synchronously.

Es ist nicht notwendig, eine besondere Hilfswicklung gemäß der Erfindung vorzusehen, sondern man kann, wie es in Abb. 3 dargestellt ist, in den Kreis für die Nebenschlußwicklung NYTl des Motors M einen Widerstand W einschalten, dem der gleichgerichtete Wechselstrom über die Klemtuen i, 2, entsprechend. Abb. i, zugeführt wird. Selbstverständlich kann statt des Gleichstrommotors auch ein Benzinmotor oder eine Turbine od. dgl. gesteuert werden, wobei dann nicht die Erregung, sondern die Benzin- bzw. Dampfzufuhr mechanisch gesteuert wird. Das Verfahren kann auch so durchgeführt werden, daß der Wechselstrom vom Gleichstrommotor selbst erzeugt wird, indem man einen Generator vom Motor antreiben läßt. In der Abb. ¢ ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. M zeigt den Gleichstrommotor, der selbstverständlich auch ein Benzinmotor bzw. eine Dampfmaschine oder -turbine sein kann. NW ist die Nebenschlußwicklung bzw. bei der Dampfturbine ein Ventil zur Regelung der Dampfzufuhr. Auf der Achse des Gleichstrommotors sitzt der Wechselstromgenerator WJI. Dieser kann ein-, zwei- oder dreiphasig ausgebildet sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen Einankerumformer zu verwenden. In der Abbildung ist ein Zweiphasengenerator dargestellt. In den Phasenleitungen liegen Schwingungskreise SK; bei hohem innerem Widerstand des Motors wird man Parallelschwingungskreise verwenden, bei niedrigem innerem Widerstand Reihenschwingungskreise, wie dargestellt. An die Spulen dieser Sch-,vingungskreise ist eine Spule E angekoppelt. Die Enden dieser Spule E sind mit den Kontakten K, und K2 eines Polwenders verbunden, der durch die Nockenscheibe NS vom Motor synchron angetrieben wird und einen Schaltstift L abwechselnd an die Kontakte K1 und K2 legt. Die Mittelanzapfung der Spule E ist an die Kathode einer Verstärkerröhre R und der Schaltstift L an das Gitter der Verstärkerröhre R geführt. Im Anodenkreis der Röhre liegt die Hilfswicklung HW, die die Erregung des Gleichstrommotors steuert bzw. das Benzin- oder Dampfzuführungsventil eines Benzinmotors oder einer Dampfturbine. Ändert jetzt der Motor durch irgendwelche äußeren Einflüsse seine Drehzahl, so wird in den Schwingungskreisen SK eine Phasenverschiebung von Strom und Spannung auftreten, dadurch wird die Wechselstromkurve nicht mehr in den Maximumstellen unterbrochen wie in Abb. 2 a, sondern die Unterbrechungspunkte verschieben sich längs der Wechselstromkurve. Dadurch wird ein negativer bzw. positiver Gleichstrom entstehen, der das Gitter der Röhre entsprechend steuert, so daß der Strom in der Hilfswicklung verstärkt bzw. geschwächt wird. Dadurch wird die Drehzahl des Motors stets auf eine konstante, vorher bestimmte Drehzahl eingestellt.It is not necessary to provide a special auxiliary winding according to the invention, but, as shown in Fig. 3, a resistor W can be switched on in the circuit for the shunt winding NYTl of the motor M , to which the rectified alternating current via the terminals i, 2, accordingly. Fig. I, is fed. Of course, instead of the direct current motor, a gasoline engine or a turbine or the like can also be controlled, in which case it is not the excitation but the gasoline or steam supply that is controlled mechanically. The method can also be carried out so that the alternating current is generated by the direct current motor itself by having a generator driven by the motor. An exemplary embodiment is shown in FIG. M shows the direct current motor, which of course can also be a gasoline engine or a steam engine or turbine. NW is the shunt winding or, in the case of the steam turbine, a valve for regulating the steam supply. The AC generator WJI sits on the axis of the DC motor. This can be one-, two- or three-phase. It is of course also possible to use a single armature converter. A two-phase generator is shown in the figure. In the phase lines there are oscillation circuits SK; If the internal resistance of the motor is high, parallel oscillation circuits will be used; if the internal resistance is low, series oscillation circuits will be used, as shown. A coil E is coupled to the coils of these circuits. The ends of this coil E are connected to the contacts K and K2 of a pole changer which is driven synchronously by the motor through the cam NS and alternately places a switching pin L on the contacts K1 and K2. The center tap of the coil E is led to the cathode of an amplifier tube R and the switching pin L to the grid of the amplifier tube R. The auxiliary winding HW, which controls the excitation of the direct current motor or the gasoline or steam supply valve of a gasoline engine or a steam turbine, is located in the anode circuit of the tube. If the motor now changes its speed due to any external influences, a phase shift of current and voltage will occur in the oscillation circuits SK, which means that the alternating current curve is no longer interrupted at the maximum points as in Fig. 2a, but the interruption points shift along the alternating current curve . This creates a negative or positive direct current, which controls the grid of the tube accordingly, so that the current in the auxiliary winding is amplified or weakened. As a result, the speed of the motor is always set to a constant, previously determined speed.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Synchronisierung eines regelfähigen Motors, insbesondere Gleichstrommotors, an eine Wechselstromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung von der Wechselstromquelle gesteuert wird, indem der Wechselstrom durch einen Polwender, der in Abhängigkeit der Motordrehzahl gesteuert wird, periodisch umgepolt wird und der hierdurch eventuell entstehende Gleichstrom die Magnetisierung der Nebenschlußwicklung im Sinne einer Synchronisierung des Motors schwächt oder verstärkt. z. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Polwender ein mechanischer Vollweggleichrichter ist. 3. Anordnung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Motorachse eine Nockenscheibe gekuppelt ist, die das eine Wicklungsende einer Motorhilfserregerwicklung, die die Magnetisierung der Nebenschlußwicklung schwächt oder verstärkt, über einen Schaltkontakthebel periodisch abwechselnd an das eine oder andere Ende der Sekundärspule eines Transformators schaltet, dessen Primärseite an der Wechselstromquelle liegt, und daß das andere Ende der Hilfserregerwicklung an die Mitte der Sekundärspule des Transformators geführt ist. q.. Anordnung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nebenschlußkreis ein Widerstand eingeschaltet ist, dessen eine Seite an die Mitte der Sekundärspule des Transformators, dessen Primärseite an der Wechselstromquelle liegt, geführt ist und dessen andere Seite über einen Schaltkontakthebel, der durch eine von der Motorachse direkt oder über eine Übersetzung angetriebene Nockenscheibe betätigt wird, periodisch abwechselnd an das eine oder andere Ende der Sekundärspule des Transformators gelegt wird. 5. Anordnung zur Synchronisierung eines regelfähigen Motors an eine Wechselstromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit einem Wechselstromgenerator gekuppelt ist, in dessen Phasenleitungen auf die Sollfrequenz abgestimmte Schwingungskreise liegen, daß an die Spulen der Schwingungskreise eine Spule (E) angekoppelt ist und die Enden der Spule (E) an zwei Kontakte (K1, K2) geführt sind, die durch einen Schaltkontakthebel (L), der von einer auf der Motorwelle angebrachten Nockenscheibe (NS) betätigt wird, periodisch abwechselnd an das Gitter einer Verstärkerröhre (R) gelegt werden und der Mittelpunkt der Spule (E) an die Kathode dieser Röhre geführt ist, und daß im Anodenkreis der Röhre eine Hilfswicklung (HW) liegt, die die Magnetisierung des Motors entsprechend der Abweichung von der Solldrehzahl schwächt oder stärkt.PATENT CLAIMS: i. Arrangement for the synchronization of a controllable Motor, in particular direct current motor, to an alternating current source, characterized in that that the excitation of the AC power source is controlled by the AC current periodically by a pole changer that is controlled as a function of the engine speed the polarity is reversed and the resulting direct current the magnetization the Shunt winding in the sense of a synchronization of the motor weakens or reinforced. z. Arrangement according to claim i, characterized in that the pole changer is a mechanical one Full wave rectifier is. 3. Arrangement according to claim i and a, characterized in that that a cam disk is coupled to the motor axis, which is one end of the winding a motor auxiliary excitation winding that magnetizes the shunt winding weakens or intensifies, periodically alternating via a switch contact lever one or the other end of the secondary coil of a transformer switches whose The primary side is connected to the AC power source, and that the other end of the auxiliary excitation winding is led to the middle of the secondary coil of the transformer. q .. arrangement according to Claims i and a, characterized in that there is a resistor in the shunt circuit is switched on, one side of which to the middle of the secondary coil of the transformer, the primary side of which is connected to the alternating current source, is guided and the other Side via a switch contact lever, which is controlled by one of the motor axis directly or is actuated via a translation driven cam disk, periodically alternating is placed on one end or the other of the transformer's secondary coil. 5. Arrangement for the synchronization of a controllable motor to an alternating current source, characterized in that the engine is coupled to an alternator is, in whose phase lines tuned to the target frequency oscillation circuits lie that a coil (E) is coupled to the coils of the oscillating circuits and the ends of the coil (E) are led to two contacts (K1, K2), which are through a Switching contact lever (L) controlled by a cam disk attached to the motor shaft (NS) is actuated, periodically alternating on the grid of an amplifier tube (R) and the center point of the coil (E) is brought to the cathode of this tube is, and that in the anode circuit of the tube there is an auxiliary winding (HW) which is responsible for the magnetization of the motor weakens or strengthens according to the deviation from the target speed.
DEL4063D 1940-07-31 1940-07-31 Arrangement for the synchronization of a controllable motor to an alternating current source Expired DE911027C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL4063D DE911027C (en) 1940-07-31 1940-07-31 Arrangement for the synchronization of a controllable motor to an alternating current source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL4063D DE911027C (en) 1940-07-31 1940-07-31 Arrangement for the synchronization of a controllable motor to an alternating current source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE911027C true DE911027C (en) 1954-05-10

Family

ID=7256402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEL4063D Expired DE911027C (en) 1940-07-31 1940-07-31 Arrangement for the synchronization of a controllable motor to an alternating current source

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE911027C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9615482B2 (en) 2009-12-11 2017-04-04 General Electric Company Shaped heat sinks to optimize flow

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9615482B2 (en) 2009-12-11 2017-04-04 General Electric Company Shaped heat sinks to optimize flow

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2504894A1 (en) EXCITER SYSTEM FOR A DYNAMOELECTRIC MACHINE THAT CAN BE OPERATED AS A BRUSHLESS DC MOTOR AND AS A SYNCHRONOUS GENERATOR
DE911027C (en) Arrangement for the synchronization of a controllable motor to an alternating current source
DE1138171B (en) Arrangement for regulating the movement of nuclear reactor control rods when starting a nuclear reactor
DE610124C (en) Device for synchronizing two DC motors
DE632562C (en) Arrangement for valve-controlled motors with variable speed fed from an alternating current network
DE968096C (en) Brushless converter motor with direct current excitation
DE541707C (en) Automatic starting device for induction motors
DE661087C (en) Arrangement for commutation in converting devices with controlled discharge paths
DE631172C (en) Valve-controlled multiphase motor
DE932974C (en) Contact converter for heavy current
DE493809C (en) Circuit for converting direct current into alternating current by means of controlled discharge vessels
DE610061C (en) Device for reversing the direction of rotation of a single-phase induction motor with a main and an auxiliary phase winding
DE392453C (en) Device for converting direct current into multi-phase current by means of automatically controlled electron tubes
DE686459C (en) Device for the continuous regulation of the direct voltage of direct current motors, in particular locomotive motors, fed by a rectifier from an alternating current network
DE669817C (en) Arrangement for limiting short-circuit currents in converting devices operating with controlled discharge sections, in particular grid-controlled vapor or gas discharge sections
DE759852C (en) Contact converter
DE643407C (en) Arrangement for the direct conversion of alternating current to such a different frequency by means of two alternately current-carrying groups of controlled discharge paths
DE450349C (en) Synchronization of multi-phase asynchronous-synchronous cascades, whose individual machine pole numbers have the same number of poles and which are started with resistance in the runner, especially AC-DC cascade converters
DE646008C (en) Method for starting AC motors using grid-controlled discharge sections
DE913318C (en) Arrangement for converting devices working as rectifiers or inverters
DE585400C (en) Method for starting cascades from an asynchronous machine, which is connected to the mains via a starting transformer, and a three-phase collector machine
DE477036C (en) Device for supplying the two excitation coils of electromagnetic hammers and similar tools
AT81917B (en) Device for starting synchronous machines. Device for starting synchronous machines.
DE320437C (en) Method for starting and automatic synchronization of a single armature converter by means of a mechanically coupled synchronous AC auxiliary machine
DE621930C (en) Device for step-by-step start-up of direct current networks fed by a single armature converter