DE911988C - Einrichtung zur Drehzahlregelung eines Elektromotors - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Drehzahlregelung eines Elektromotors Zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Drehzahl ist es bei Elektromotoren bekannt, diesen einen Fliehkraftregler zuzuordnen, dessen Kontakte auf einer mit der Maschinenwelle mitumlaufenden sogenannten Reglerscheibe angeordnet sind. Die Kontakte des Fliehkraftreglers sind hierbei üblicherweise so eingestellt, daß diese beim Überschreiten der gewünschten Drehzahl sich schließen und hierbei meist einen Teil eines Feldvorwiderstandes überbrücken. Die dadurch verursachte Feldstärkung bedingt ein Absinken der Motordrehzahl, so daß sich die Kontakte nachfolgend wieder öffnen. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend, so daß die Motordrehzahl, von anderen Einflüssen abgesehen, gleichbleibt. Der Fliehkraftregler findet auch Anwendung bei Motoren mit zwei getrennten Feldwicklungen, wie sie z. B. für den Antrieb von Umformern für die induktive Zugbeeinflussung benutzt werden. Die Kontakte des Fliehkraftreglers schalten in diesem Falle jedoch nicht einen Teil des Feldvorwiderstandes, sondern sie schließen den Stromkreis der zweiten Feldwicklung, durch deren zusätzlich stärkenden Einfluß die Drehzahlabsenkung veranlaßt wird, bis sich die Kontakte wieder öffnen und der Vorgang sich von neuem wiederholt.
• Eine genaue Einhaltung der geforderten Drehzahl ist oft für bestimmte Antriebe, z. B. für die Generatoren des Resonanzsvstems einer induktiven Zugbeeinflussung, von entscheidender Bedeutung. Die Abnutzung der Reglerkontakte durch Schaltfunken und Kontaktwanderung ist erfahrungsgemäß weitaus größer, wenn der über die Kontakte fließende Strom oder die Stromimpulse immer die gleiche Richtung haben. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bereits bekannt, die Reglerkontakte mit Wechselstrom zu speisen.
• Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß trotz einer besonderen, zur Speisung des Reglers vorgesehenen Wechselspannung dadurch Schwierigkeiten entstehen können, daß die Kontakte im ungünstigsten Falle immer nur eine halbe Welle schalten, und zwar entweder die positive oder die negative, was darauf zurückzuführen ist, daß der gleichbleibende Schaltbereich der Reglerkontakte räumlich stets mit dem gleichen Teil der im Anker des Motors erzeugten Wechselspannung in Phase bleibt. Auch selbst bei einer geringen Verschiebung zwischen dem Schaltbereich und der Wechselstromphase kann immer noch ein in gleicher Richtung über die Kontakte fließender Stromanteil überwiegen, wodurch schon nach kurzer Betriebszeit eine Kontaktwanderung eintritt, die die Zerstörung der Kontaktflächen und damit ein Versagen der Einrichtung zur Folge hat.
• Nach der Erfindung wird den Fliehkraftkontakten zur Vermeidung dieses Nachteils ein Wechselstrom zugeführt, dessen Frequenz von der Schaltfrequenz des Fliehkraftreglers abweicht, und zwar derart, daß diese kein ganzzahliges Vielfaches der ersteren beträgt.
• In Fig. i ist mit 8 ein Wechselstromnetz bezeichnet, aus dem über den gemeinsamen Motorschalter 2 und den Feldvorwiderstand 3 einem Gleichrichtersatz 4 der Wechselstrom zugeführt wird. Die Gleichstromseite des Gleichrichtersatzes speist die Feldwicklung 5 des Motors i, der seinerseits an das Gleichstromnetz 7 angeschlossen ist. Der parallel zu einem Teil des Feldvorwiderstandes 3 liegende Fliehkraftregler 6 arbeitet, wie aus dem Schaltbild ersichtlich, mit einem Wechselstrom, dessen Schaltfrequenz nie fortlaufend mit der Schaltfrequenz des Motorreglers übereinstimmt.
• In Fig.2 ist eine Schaltanordnung dargestellt, die insbesondere für Umformersätze zur induktiven Zugbeeinflussung von elektrischen Lokomotiven, Oberleitungstriebwagen oder anderen mit Wechselstrom betriebenen Fahrzeugen Verwendung finden könnte. Der Motor 2o wird aus der Fahrzeugbatterie 15 gespeist und kann durch den gemeinsamen Motorschalter 16 eingeschaltet werden. Er treibt den Mittelfrequenzgenerator 14 an. In vorliegendem Falle ist es vorteilhaft, die Kontakte des Reglers i i mit der in dem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Wechselspannung von 162/s Hz zu speisen. In der Zugleitung des Wechselstromnetzes 24 liegt ein Hilfsrelais 17, das bei geschlossenen Kontakten 20, 21 dem Fliehkraftregler i i somit einen Wechselstrom zuführt, dessen Frequenz von der des Fliehkraftreglers abweicht. Über den Gleichrichtersatz 22 erhält die zweite Feldwicklung 23 des Motors 2o Strom. Für den Fall des Ausbleibens der Fahrdrahtspannung fällt das dann stromlos gewordene Relais 17 ab und schließt die Kontakte 18, 19, wodurch die Feldwicklung 23 über den Gleichrichtersatz 22 von der in dem Maschinenanker 12 erzeugten Wechselspannung gespeist wird. Statt der Spannung des Hilfsgenerators 12 könnte selbstverständlich zur Aufrechterhaltung des Betriebes nach Ausbleiben der Fahrdrahtspannung auch eine andere vorhandene Hilfswechselspannung oder -gleichspannung vorübergehend Anwendung finden. Handelt es sich bei der zu regelnden Maschine um eine solche mit hoher Drehzahl und damit einer hohen Schaltzahl der Fliehkraftkontakte, so ist es zweckmäßig, von der Grundfrequenz von 162/s Hz ausgehend mittels ruhender Frequenzwandler eine höhere Frequenz für die Speisung des Fliehkraftreglers zu erzeugen.
• Bei Beachtung der durch die Erfindung gegebenen Lehre wird erreicht, daß über die Kontakte des Fliehkraftreglers nicht fortlaufend Stromimpulse gleicher Richtung gehen, die eine Kontaktwanderung herbeiführen oder fördern könnten, sondern der Bereich, in dem die Reglerkontakte nunmehr schalten, liegt dauernd in einem anderen Abschnitt der Wechselstromperiode, so daß die Richtung des über die Kontakte fließenden Stromes wechselweise positiv und negativ sein wird.
• Bei Motoren, denen ein Wechselstrom über Schleifringe entnommen wird, oder aber auch bei solchen, die selbst mit Wechselstrom gespeist sind, z. B. Universalmotoren od. dgl., kann eine Abweichung der Schaltfrequenz des Reglers von der speisenden Frequenz nach der Erfindung auch durch ein vorgeschaltetes mechanisches Getriebe erzeugt werden, durch das eine Differenz zwischen der Drehzahl der Reglerscheibe und der Drehzahl des Motors erzeugt wird.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Drehzahlregelung eines Elektromotors -mit Hilfe eines wechselstromgespeisten Fliehkraftreglers, dadurch gekennzeichnet, daß den Fliehkraftkontakten ein Wechselstrom zugeführt ist, dessen Frequenz von der Schaltfrequenz des Fliehkraftreglers abweicht.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der den Kontakten des Fliehkraftreglers zugeführten Wechselspannung größer oder kleiner ist als ein ganzzahliges Vielfaches der Schaltfrequenz der Reglerkontakte.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Motor mit einem auf seiner Welle direkt angeordneten Fliehkraftregler den Reglerkontakten ein aus einer Fremdstromquelle entnommener Wechselstrom zugeführt ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, insbesondere für den Antrieb von Umformern für das Resonanzsystem einer induktiven Zugbeeinflussung, dadurch gekennzeichnet, daß als Wechselstrom für die Speisung der Reglerkontakte der Bahnwechselstrom von i6E/s Hz dient.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsrelais im angezogenen Zustand die Netzwechselspannung, im abgefallenen Zustand, also bei Ausfall der Netzspannung, die Maschinenspannung oder eine andere vorhandene Wechsel- oder Gleichspannung auf den Regler schaltet.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Wechselstromes mit Netzfrequenz ein anderer geeigneter, durch Frequenzumwandlung erzeugter Wechselstrom die Reglerkontakte speist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch i und 2, insbesondere für Elektromotoren, denen ein Wechselstrom entnommen wird oder die von einem solchen gespeist sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Zwischengetriebe eine Differenz zwischen der Drehzahl der Reglerscheibe und der Motorwelle erzeugt ist.