Anordnung für Gleichstrommotoren Bekanntlich müssen in ihrer Drehrichtung
umzukehrende Gleichstrommotoren, deren Anker über eine einzige Gruppe von gesteuerten
Dampf- oder Gasentladungsstrecken ohne Umpolung gespeist werden sollen, in ihrem
Feld entsprechend geregelt werden. Es ist hierbei erforderlich, daß die speisende
Gruppe sich in ihrer Spannung der Motor-EMK anpaßt und der Ankerstrom während der
Feldumkehr auf einem Größtwert gehalten werden kann. Bei den ersten Anordnungen
dieser Art wurde der Ankerstrom auf einem bestimmten Wert, größtenteils auf Nennstrom,
konstant gehalten und die -Drehzahl lediglich durch Feldänderung geregelt. Hierbei
sind der schlechte Wirkungsgrad, der schlechte Leistungsfaktor und die hohe Beanspruchung
der Entladungsstrecken nachteilig.Arrangement for DC motors is known to need in their direction of rotation
reversible DC motors whose armatures are controlled by a single group of
Vapor or gas discharge paths are to be fed without polarity reversal in their
Field can be regulated accordingly. It is necessary here that the feeding
Group adjusts its voltage to the motor EMF and the armature current during the
Field reversal can be kept at a maximum value. With the first orders
In this way, the armature current was set to a certain value, mostly to the nominal current,
kept constant and the speed is only regulated by changing the field. Here
are the poor efficiency, the poor power factor and the high load
the discharge paths disadvantageous.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Ankerstrom auf einem niedrigen
Wert konstant zu halten und ihn mit wachsendem Feldstrom ebenfalls ansteigen zu
lassen.It has already been proposed to keep the armature current at a low
To keep the value constant and to increase it as the field current increases
permit.
Gemäß der Erfindung wird eine Anordnung für einen Gleichstrommotor,
der im Ankerkreis über eine Gruppe von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken
ohne Umpolung gespeist wird und bei dem der Feldstrom ebenfalls über gittergesteuerte
Dampf- oder Gasentladungsstrecken geliefert wird, zum Zweck des Reversierens umgepolt
und
drehzahlabhängig begrenzt wird, vorgeschlagen, bei der die Drehzahl des Motors über
als Gleichstromverstärker geschaltete Elektronenröhren einmal auf die Gittersteuerung
des Feld-Stromrichters derart einwirkt, daß zeitweilig mit überhöhter Feldspannung,
im Normalbetrieb mit Erregerstrombegrenzung gearbeitet wird, und zum anderen im
Normalbetrieb den Sollwert der Ankerstromregelung zusätzlich steuert.According to the invention an arrangement for a direct current motor,
that in the armature circuit via a group of grid-controlled vapor or gas discharge paths
is fed without polarity reversal and in which the field current is also grid-controlled
Vapor or gas discharge lines are supplied, for the purpose of reversing the polarity
and
speed-dependent is limited, suggested that the speed of the motor over
Electron tubes connected as a DC amplifier once to the grid control
of the field converter acts in such a way that temporarily with excessive field voltage,
excitation current limitation is used in normal operation, and on the other hand in
Normal operation also controls the setpoint of the armature current control.
In Fig. i sind verschiedene Schaubilder für den Verlauf des Ankerstromes
TA in Abhängigkeit vom Feldstrom IM aufgetragen. Kurve i gilt für
das reine Konstantstromsystem, bei dem der Ankerstrom bei allen Momenten seinen
Nennwert hat. Kurve 2 zeigt einen verbesserten Verlauf, und zwar wird der Ankerstrom
für Feldstromwerte unterhalb eines vorgegebenen Wertes auf einem niedrigen Wert
konstant gehalten, für Feldstromwerte oberhalb des vorgegebenen Wertes allmählich
ansteigend gehalten. Für eine Anordnung gemäß der Erfindung ergeben sich Verläufe
gemäß den Kurven 3 (n1) und 3 (n2), wobei n2 eine größere Drehzahl als aal ist;
diese Verläufe entsprechen den Verhältnissen des Konstantspannungssystems. Für die
Höhe des konstant zu haltenden Erregerstromes ist bekanntlich folgendes maßgebend:
Die Höhe der Motor-EMK ergibt sich aus Drehzahl und Fluß. Sie darf den Wert der
maximalen Stromrichterspannung nie überschreiten, weil dann eine Regelung des Ankerstromes
nicht mehr erfolgen kann. Die Begrenzung des Erregerstromes soll daher drehzahlabhängig
erfolgen. Die Linie 3 (iai) gilt daher für eine niedrige und 3 (n2) für eine höhere
Drehzahl. Während nun Fig. i den Zusammenhang zwischen Anker- und Erregerstrom bei
verschiedener Last unabhängig von der Zeit, also immer nach Beendigung eines Ausgleichsvorganges,
angibt, ist in Fig. 2 der Verlauf von Ankerstrom JA,
Erregerstrom IM, Drehzahl
n und (zur Erläuterung) Stromrichterspannung U während eines Reversiervorganges
dargestellt. Der Ankerstrom TA., geht bei Umlegen des Steuerhebels zur Zeit to auf
Null zurück. Sobald der Erregerstrom IM durch Null gegangen ist (t1), steigt der
Ankerstrom auf den überhöhten Wert JA 2 und fällt dann, wenn
die Drehzahl n ihren neuen Sollwert n2 (t4) erreicht hat, auf den durch die Last
bedingten Wert IA3 ab. Der Erregerstrom wird von t2 an begrenzt und steigt auf den
Wert IM3 -an, bis die Drehzahl n durch Null gegangen ist (t3), und wird dann mit
ansteigender Drehzahl wieder stärker bis auf den Wert Im, begrenzt. Bei einem solchen
Verlauf wird mit hoher Stromrichterspannung U sowohl während des Bremsens als auch
während der Beschleunigung gearbeitet, so daß für beide Fälle große Leistung und
somit große Reversiergeschwindigkeit vorhanden sind.Various graphs for the course of the armature current TA as a function of the field current IM are plotted in FIG. Curve i applies to the pure constant current system in which the armature current has its nominal value at all moments. Curve 2 shows an improved course, namely the armature current is kept constant at a low value for field current values below a predetermined value, and kept gradually increasing for field current values above the predetermined value. For an arrangement according to the invention, there are courses according to curves 3 (n1) and 3 (n2), where n2 is a greater speed than eel; these curves correspond to the conditions of the constant voltage system. As is well known, the following is decisive for the level of the excitation current to be kept constant: The level of the motor EMF results from the speed and the flux. It must never exceed the value of the maximum converter voltage, because then the armature current can no longer be regulated. The excitation current should therefore be limited as a function of the speed. Line 3 (iai) therefore applies to a low speed and 3 (n2) to a higher speed. While Fig. I shows the relationship between armature and excitation current at different loads regardless of the time, i.e. always after completion of a balancing process, in Fig. 2 the curve of armature current JA, excitation current IM, speed n and (for explanation) Converter voltage U shown during a reversing process. The armature current TA., Goes back to zero when the control lever is turned at time to. As soon as the excitation current IM has passed through zero (t1), the armature current rises to the excessive value JA 2 and then drops to the value IA3 caused by the load when the speed n has reached its new setpoint n2 (t4). The excitation current is limited from t2 and increases to the value IM3 -an until the speed n has passed through zero (t3), and is then limited again to the value Im, as the speed increases. With such a profile, a high converter voltage U is used both during braking and during acceleration, so that high power and thus high reversing speed are available for both cases.
Das Schaltbild eines Ausführungsbeispieles der Erfindung ist in Fig.
3 dargestellt. Die Drehzahl des zu steuernden Gleichstrommotors wird mit dem Geber
i (Drehzahlgenerator) erfaßt und mit dem von Hand veränderlichen, am Spannungsteiler
2 abgenommenen Sollwert verglichen. Die Differenz-Spannung wird dem Gitterkreis
der Elektronenröhre 3 zugeführt, die mit der zugehörigen Umkehrröhre q. schaltungsmäßig
als Gleichstromverstärker verbunden ist. Die in den Anodenkreisen dieser beiden
Röhren liegenden Widerstände 5 und 6 gehören auch den Gitterkreisen der beiden Endröhren
7 und 8 an, die auf die Steuereinrichtungen 9 und io des Feldumkehrstromrichters
mit den Gefäßen i i und i2 wirken. Auf diese Weise kann mit überhöhter Feldspannung
gearbeitet werden, um eine rasche Erregerstromumkehr zu erreichen. Zum Zweck einer
Begrenzung des Erregerstromes wird dieser mit dem Gleichstromwandler 13, Zwischenwandler
1q. und dem Gleichrichter 15 in eine proportionale Gleichspannung über Widerstand
16 nach Glättung mittels Widerstand 17 und Kondensator 18 umgewandelt. Diese
Spannung wird mit einer der Drehzahl proportionalen und von der Drehrichtung unabhängigen
Spannung, die von dem Geber i9 über Gleichrichter 2o und Spannungsteiler 21 über
Widerstand 22 erhalten wird, addiert und mit dem Erregerstromsollwert 23 verglichen.
überschreiten die Spannungen an Widerstand 16 und 22 die an 23, so verringert sich
der Widerstand der Röhre 2q., so daß an ihremAußenwiderstand25, der im Sinne der
Erfindung in der gemeinsamen Gitterleitung der Endstufen 7 und 8 liegt, eine Spannung
entsteht, die die Spannungen an den Widerständen 5 und 6 kompensiert. Damit ist
die Höhe des Erregerstromes unabhängig von der Höhe der Differenz Drehzahl-Istwert-Sollwert.
Der Verstärkungsgrad der Regelröhre 3 ist so groß gewählt, daß sich immer der Erregerstromgrenzwert
einstellt und somit die Röhre 24 dauernd arbeitet. Der Kondensator 26 soll kapazitive
Störspannungen ableiten.The circuit diagram of an embodiment of the invention is shown in FIG. The speed of the direct current motor to be controlled is detected with the encoder i (speed generator) and compared with the manually variable setpoint taken from the voltage divider 2. The differential voltage is fed to the grid circle of the electron tube 3, which is connected to the associated inverted tube q. is connected in terms of circuitry as a DC amplifier. The resistors 5 and 6 located in the anode circuits of these two tubes also belong to the grid circles of the two end tubes 7 and 8, which act on the control devices 9 and io of the field reversing converter with the vessels ii and i2. In this way it is possible to work with excessive field voltage in order to achieve a rapid reversal of the excitation current. For the purpose of limiting the excitation current, it is connected to the direct current converter 13, intermediate converter 1q. and the rectifier 15 converted into a proportional DC voltage via resistor 16 after smoothing by means of resistor 17 and capacitor 18. This voltage is added to a voltage which is proportional to the speed and independent of the direction of rotation and which is received from the transmitter i9 via rectifier 2o and voltage divider 21 via resistor 22 and compared with the excitation current setpoint value 23. If the voltages at resistors 16 and 22 exceed those at 23, the resistance of the tube 2q. is reduced, so that a voltage arises at its external resistor 25, which in the sense of the invention lies in the common grid line of the output stages 7 and 8, which the voltages compensated at resistors 5 and 6. This means that the level of the excitation current is independent of the level of the difference between the speed and actual value setpoint. The gain of the control tube 3 is selected to be so large that the excitation current limit value is always set and the tube 24 therefore works continuously. The capacitor 26 is intended to divert capacitive interference voltages.
Zur Ankerstromregelung dient die Röhre 27. Ihr Gitter wird von dem
polarisierten Relais, das an dem Nebenwiderstand 29 im Erregerkreis liegt, entsprechend
dem Regelsinn an Widerstand 5 oder 6 gelegt. Ihr Außenwiderstand 31 liegt im Gitterkreis
der Regelröhre 32, die den Ankerstrom je nach dem vorgegebenen Sollwert einregelt.
Zu diesem Zweck wird der Ankerstrom über Gleichstromwandler 33, Zwischenwandler
34 und Gleichrichter 35 in eine proportionale Spannung an Widerstand 36 nach Glättung
mittels Widerstand 37 und Kondensator 38 umgewandelt, die sowohl mit der konstanten
Spannung 39 und der veränderlichen, 31, verglichen wird. Der Außenwiderstand 40
liegt im Gitterkreis des Steuergerätes 41 des den Anker speisenden Stromrichters
mit dem Entladungsgefäß 42.Tube 27 is used to regulate the armature current
polarized relay, which is connected to the shunt resistor 29 in the excitation circuit, accordingly
the control sense placed on resistance 5 or 6. Your external resistance 31 lies in the grid circle
the regulating tube 32, which regulates the armature current depending on the predetermined setpoint.
For this purpose, the armature current is supplied via direct current converter 33, intermediate converter
34 and rectifier 35 into a proportional voltage across resistor 36 after smoothing
converted by means of resistor 37 and capacitor 38, which both with the constant
Voltage 39 and the variable, 31, is compared. The external resistance 40
lies in the grid circle of the control unit 41 of the converter feeding the armature
with the discharge vessel 42.
Bei einer solchen Anordnung ist eine Veränderung des Ankerstromes
bei Drehzahlabweichung vorhanden, ohne daß sich bei entsprechender Verstärkung der
Röhre 2q. der Erregerstrom verändert.With such an arrangement there is a change in the armature current
present in the event of a speed deviation without the
Tube 2q. the excitation current changes.