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Steuersystem für Mehrphaseninduktionsmotoren Die Erfindung betrifft
ein. Steuersystem für :@Iehrphasenindulctionsmo@toren, wie es für Kräne, Bergwerks-
oder andere Aufzüge und Fahrstühle e@rfo,rderlich. ist, und. bezweckt allgemein
eine verbesserte Steuerung der Drehmomente von Aufzugsm.o@to,ren. bei abnehmender
Drehzahl oder beim Senken durchziehender Lasten mit verminderten Drehzahlen.
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Drei Verfahren der Gesc.hwindiglceitssteueIrung von Wec:hselstrammato,ren
für Aufzüge beim Senken oder bei Geschwindigkeitsverminderung sind zur Zeit bekannt:
i. weichselstro@merregte Widerstandsbremsung, a. gleichstromerregte Widerstandsbremsung,
. Ge:gens,tratnbetricb.
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Jedes dieser Verfahren hat besondere Vorteile und Nachteile gegenüber
den beiden. anderen. Keines von ihnen. arbeitet in jeder Hinsicht zufriedensteil.lend.
Die wechseil-stromerregte Wid.ersta:ndsl:,remsung erfordert zwar nur ziemlich einfache
Betätigungsmittel, hat aber ein ziemlich begrenztes Bremsmoment. zur Folge, z. B.
von: ioo% des Nenndrehmomentes bei Nenngeschwin.diglceit, und entzieht zweien der
drei Leiter eines Drehstromnetzes einen: übermäßigen Eingangsstrom von ungefähr
2ooa bis 300% des, Nennstromes.. Die gleichstroimerregte Widerstan.dabremsung verlangt
eine zusätzliche Gleichstromerregung, aber gewährleistet eine bessere Drehzahlsteuerung.
Der Eingangsstrom beträgt ungefähr 150% des, Nenn stromes, w ährenid. das Bremsmoment
auf etwa 150% des Nennd:rehmomentes begrenzt ist. Das sogenannte Gegenstram.verfa,hren,
ist insofern überlegen, als es, ein unbegrenztes Bremsmoment bis zum Stillstand
gestattet; aber es. hast den. Nachteil einer unstabilen Drehzahlsteuerung, die dadurch
hervorgerufen
wird, daß he!i einer Drehzahländerung nur eine kleine Änderung des. Bremsmomentes
eintritt, und weist ferner auch dem, Nahteil auf, da.ß der Motor seine Drehrichtung
umkehrt, wenn bei Verlangsamung seiner' Drehzahl bis, zum Stillstand keine besonderen
Mittel voirgesehen sind, um den Motor in diesem Augenblick vom Netz abzuschalten.
Der Hauptgegenstand dein Erfindung ist eine Aufzugsmotorsteuerung, die dasi gewünschte
hohe Bremsmoment des. Gegenstrornaverfahr'ens beim Senken mit hoher Geschwindigkeit,
nicht aber die diesem. Verfahren anhaftende unstaibile Drehzahlsteuexung und die,
Neigung, die Drelffichtung des. Motors umzukehren, aufweist.
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Die Erfindung b@efa,ßt sich in erster Linie mit einem Steuersysitem
für Drehs;trominduktionsmoboren, wenn sie mit untersynchroner Dreinzahl bei durchziehender
Last laufen, wie es. bei der Abwärtsbewegung des Aufzuges vorkommt, -wobei eine
einstellbare Spannungsregelvorrichtung unsymmetrisohe Leitungsspannungen den einzelnen
Motorphasen aufdrückt. Die Steuerung erfolgt in Abhängigkeit von der Motordrehzahl
in der Weise, daß, wenn diel MOitioTdrehZ.aih1 einen vorbestimmten untersynchronen
Wert überschreitet, ein Motordrehmoment als. Bremsmoment gegen die Drehrichtung
des Motors wirkt, während bei Drehzahlen unter dem gemannten. vorbestimmten Wert
das Motordrehmoment in: umgekehrter Richtung als Antriebsmoment wirkt, also in;
Drehrichtung des Motors.
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Das Steuerverfahren nach der Erfindung läßt höhere Bremsmomente bei
hdheir'er Betriebsgeschwindigkeit zu, ohne daß Belastungsschwankungen auftreten,
die zu unkontrollierbaren Geschwindigkeitsschwankungen führen.
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Bei bekannten Verfahren; kann eine untersynchrane Drehzahl dadurch
erreicht werden, da@ß man die inneren, Wicklungsverbindungen des Motors ändert.
Dies erfordert jedoch eine besondere Motorausführung. Im Gegensatz hierzu. wird
gemäß der vorliegenden Erfindung ein gleiches od er besseres Ergebnis reit gewöhnlichen
Induktions motoiren eirzielt, z. B. mit Motoren mit Schleifringankern mit in Stern
oder Dreieck verbundenen Wicklungen, deren Verbindungen nicht geändert oder während
irgendeines Steuervorganges getrennt werden.
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Es sind auch Einrichtungen zur Drehzahlregelung und zum Umsteuern
von D,rehstrommotoren bekanntgeworden, bei denen in zwei Motorzulvitungen, je zwei
an verschiedene Netzphasen; angeschaltete Droisselspulen mit Gl.enchstronwormagnetisierung
eingeschaltet sind, deren Spulen je nach der gewünschten Drehrichtung erregt und
geregelt Werdern. Abgesehen davon, daß bei diesen bekannten Einrichtungen die Droeselsp.ulen
nicht in Abhängigkeit von der Moito@rdrehzaha geregelt werden, ist die dem Motor
aufgedrücktei Spannung stets symmetrisch, da die dritte Mo@to@rzuleitung ebenfalls
eine Drosselspule enthält, die in Übereinstimmung mit den anderen Drosselspulen
geregelt wird. Die Anwendung einer derartigen Einrichtung bei Aufzügen würde beim
Senkbetrieb mit durchziehender Last eine Arbeitsweise entsprechend dem oibenerwähntern
Gegenstromverfahren ergeben und die Nachteile jenes Verfahrens aufweisen, nämlich
unsitaibäle Drehzahlen. und die Neigung, die Drehrichtung des Motors, umzukehren.
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Im Gegensatz hierzu verwendet die Erfindung eine unsymmetrische Spannungsregelung'
und macht die Spannungsänderung abhängig von der Drehzahl des Motors, wobei ein
Senkbetrieb mit stabilen untersynchronen Drehzahlen erhalten. wird. und beim Durchgang
durch eine bestimmte Drehzahl eine Umkehrung des Motordrehmomentes eintritt, ohne
da,ß sich die Drehrichtung des Motors. umkehrt. Bei Verringerung der Drehzahl geht
der Betrieb daher selbsttätig von der Senkbremsung in eine Kraftsenkung über, wie
im folgenden, näher dargelegt wird.
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Die Erfindung wird klarer an Hand der folgendem Beschreibung verschiedener
bevorzugter Ausführungsformen, die in dein Zeichnungen näher dargestellt sind.
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Fig. i zeigt eine Schaltung eines. Motors.teuersystems mit einer unsymmetrischen,
Primärspannung gemäß der Erfindung; Fig.2 stellt eine vereinfachte Schaltung eines
Poitentiometers, oder Autotransformaitorkresses dar, wie er der Schaltung nach Fig.
i zugrunde liegt; Fig. 3, Fig. q. und Fig. 5 sind Vektordiagramme, die die Spannungsbedingungen
darstellen, die bei einer Schaltung nach Fig. i und Fig. 2 bei drei verschiedenen
Steuereinstellungen der Spannungsanordnung auftreiten; Fig. 6 zeigt die Grundschaltung
einer anderen Ausfiihrungsfärm, bei der die Steuerung der- primären. Motoirspannung
vom, der Drehzahl des Motors. abhängt und sich selbsttätig bei einer Drehzahländerung
des Motors einstellt; Fig. 7 ist ein: vereinfachtes Schaltbild des in der Fig. 6
dargestellten Steuerkreises; Fig. 8 zeigt ein vollständiges Steuersystem e;inschließlich
aller wichtigen: Hilfsapparate; Fig.9 stellt die verschiedenen Drehzahl-D.r'ehmoment-Kennlinienv
bei den verschiedenen Stellungen des. Hauptsteuersch.alters in dem System nach Fig.
8 dar.
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Beim Moitorsteuersystem nach Fig. i sind, die Klemmen T i,
T:2 und T 3 eines Drehstromindukt,ionsmotors HM mit den, drei Klemmern
L i, L 2
und L 3 einfies -Wechselstro@mnetzes verbunden.
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Der Moltoir ist als ein Motor dargestellt, dessen Wicklungen F i,
F.2 und F 3 in Sternschaltung verbunden sind. Es, ist jedoch aus dem Folgenden verständlich,
daß die innerem, Wicklungsverbindungen bei der .gegenwärtigen, Erfindung nicht wesentlich
sind, da sie während der Steuerung nicht verändert werden, da diese von der Polarität
und dem Verhältnis oder der Verteilung der Dreiphasenspannungen an den Motorklemmen
T i, T 2 und T 3
abhängt, ohne Rücksicht, ob eine Sternr- oder eine
Dreiecksverbindung der Feldwicklungen angewendet worden ist. Die Leitungsklemme(
L 3 ist direkt mit der Mo1toT'klemrne T 3 verbunden. Zwischen
den
Motorklemmen T i und T 2 und den Leitungsklemmen L i und L 2 liegt
ein Netzwerk aus veränderlichen Induktivitäten. Diese Induktivitäten. A i, _q2,
B i und. B2 sind Ind.uktivitä,ten. deren Sättigungsgrad, eingestellt
werden, kann:. Die Hauptinduktivitäten A i und B 2 liegen über den Leitungsklemmen
L i und, L 2 parallel zu den Induktivitä:ten B i und.
A2. Der Magnetkern, jedes Sche.inividerstandes trägt einevorzum:agne:tisierende
Wicklung i i, i2, 21 und 22. Die! vormabgnetisierbaren Steuerwicklungen, i i und,
12 der Schein= widerstände A i und A 2 sind in. Reihe: mit der Gleichstromquelle
DC geschaItet. Ein, zwischengelscha;ltei Regelwiderstand CA verändert den Varmagnetisierungsstrom
von einem niedrigen Wert oder von Null zu einer Größe, bei welcher die Magnetkerne
gesättigt sind. Wenn der durch C.1 eingestellte Steuerstrom Null oder sehr gering
ist, sind die Kernei der Scheinwideirstände, A i und A 2 nicht vormagnetisiert und,
daher ungesättigt, so daß der induktive Widerstand dieser Scheinwiderstände ein
Maximum aufweist. Wenn der Widerstand CA auf Sättigung eingestellt ist, wird der
induktive Widerstand. dieser Scheinwiderstände ein Minimum. Diel Steuerspulen 21
und 22 der Schein:widers.tände B i und B 2 sind in, Reihe mit der
Stromqu:elle DC übe:r einen Regelwiderstand. CB geschaltet und a:rbleiiten in der-
gleichen Weise wie die Scheinwiderstände A i und. A 2. Die vier Schein.-widerstände
sind, in ihren, magnetischen, und edektrischen Werten gleich.
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Die Arbeitsweise- des Systems wird, durch die Schaltung nach Fig.
2 leicht verständlich, die die Widerstände A i, A2, B i und. B2 als veränderliche
Widerstände zeigt. Die Verbindung der Widerstände mit den Leitungsklemmen
L i und. L2 mit den Motorklemmen, T i und T 2 stellen. einen
Potentiometerkreis in Gestalt einer Wheaits,tonesch:en Brücke dar. Wenn, die Induktivität
aller vier Schaltelemente A i, A2, B i und B2 gleich, sind,
wenn. z. B. in dem System nach Fig. i die Steuerspulen 1i, 12, 2i und 22 nicht angeschlossen
sind und daher die: Scheinwiderstände ungesättigt sind, ist die Brücke im Gleichgewicht,
so daß die auftretenden Spannungen, in, irgendeinem Augenb dick an den Klemmen
T i und T:2 gleich sind. In diesem Fall besteht kein Spannungsunterschied
zwischen. den, Matorklemmen T i und T 2, so daß der Motor nur durch
eine einzige Phase erregt isst, mit, dem Ergebnis, da:ß sein Drehmoment gleich Null
ist. Wenn die induktiven Schein.widers:tän.de in der gleichen Richtung und um denselben
Betrag abnehmen, kämmt die Brücke aus dem. Gleichgewicht, so d:aß die Spannung an
der Klemme T i sich der der Leitungsklemme L:2 nähert, während die Spannung der
MoitorklemmeT2 sich der der Klemme L i nähert. In gleicher Weise:, wie über A i
und A-ol :en ausgeführt wurde, kommt die, Brücke, wenn die Induktivitäten.von
B i und L'2 abnehmen, aber in der entgegengesetzten. Richtung aus dem Gleichgewicht,
so daß die Spannung an der 1lotarklemme T i sich der der LeitungsklemmeL i nähert,
während, die Spannung von, T 2 sich der der Leitungsklemme von, L2 nähet. In beeiden.
Fällen; der nicht ausgeglichenen, Brücke ist der Motor durch eine Dreiph asenspannung
erregt und, erzeugt ein Dreiphasendrehmomen.t. Dieses Drehmoiment ist in dem einen
Fa,11 entgegengesetzt dem Drehmoment in dem anderen Fall.
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Dais eben, er-,vähnte Arbeiten. des Patent ome:ternetzwerkes wird
weiterhin durch die Vektoi gramme nach. den.Fig.3, .I und. 5 nähe:rerläutert. Die
in Fig. 3 mit E i, E 2 und: E 3 bezeichneten. Vektoren stellen die Phasenspannungen
über den Spulen Fi, F2 und F3 des Motors HM nach, Fig. i dar. Die Vektorei
und VA2 zeigen die, Spannungen. an den Scheinwiderständen, A i und A 2, die von
derselben Richtung und; Größe sind, wie die Spannungen, TB i und VB 2 an
den. Scheinwiderständen B i und B 2. Das Diagramm nach Fig. 3 zeigt
eine Steuerbedingung, in der alle vier Scheinwiderstände ungesättigt sind., so,
d,aß sie eine maximale Induktivität; aufweisen,. Wenn die, Scheinwiderstände
B i und. B:2 bis zur Sättigung durch entsprechende: Einstellung des Regelwid,erstandes
CB gemäß Fig. i vormagnetisiert, sind, entsprechen die Spannungsbedingungen denen,
die im Vektordiagranim nach, Fig.4 dargestellt sind. Die Bezugszeichen in; dieser
Fig.4 haben. dieselbe Bedeutung wie- die in Fig. 3. Es, folgt. aus diesem Diagramm,
daß bei gesättigten Sche@inwiderständen B i und B 2 und. bei ungesättigten
A i und. A 2
der Motor durch eine D.reiph;asenspannun:g erregt wird
und ein Drehmoment erzeugt, dessen Richtung mit der Folge E i, E2 und E3 Übereinstimmt.
Wenn die Scheinwiders ände A i und. A:2 durch entsprechende Einstellung ihres
Regelwiderstandes CA gesättigt werden, werden. die Sehe n.widerstän:deBi und B2
ungesättigt bleiben,, es treten die- in. Fig. 5 dargestellten Spannungsbedingungen
auf. In: Übereinstimmung mit diesem. Diagramm ist die Folge der Phasenspannungen,
Ei, E2 und E 3 umgekehrt, so, daß der Motor mit einer Dreip-ha:senspannung,
aber mit entgegengesetztem Drehmoment, wie es unter dein, in. Fig.4 dargestellten
Bedingungen auftritt, erregt wird.
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Wie nunmehr gezeigt wird, kann. die .Einstellung der Regelvorrichtung
CB und. CA von Hand., z. B. durch einen Hauptsteuersch:alt!er, wie er in, Aufzugsisteuersys.tem-en.
übilich. ist, erfolgen. Es ist indessen gemäß der Erfindung auch möglich, eine selbsttätige
Steuerung der S.pannungsanordn.ung oder eine Verbindung von Hand- und selhsttätiger
Steuerung anzuwenden. Ein derartig mögliches Beispiel ist in Fig.6 dargestellt.
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Das Motorsteuer-system nach Fig. 6 besitzt einen Mo)to,r H I1 mit
Sch:leifringanker und mit steuerbi seku:n:d,äre!m Widerstandskreis SRC, Die Motorklemmen
T i, T 2 und. T 3 sind mit den Leitungsklemmen L i, L2 und L3 in der
gleichen Weise wie nasch Fi,g. i verbunden, so, daß die die Spannung regelnden Scheinwiderstände
A i, B i und B2 auch mit der Darstellung nach Fig. 2 übereinstimmen:. Während nun
die durch die Spannungsungleichheit auftretende Wirkung in den Sc.heiinwidierständen,
gleich mit der vorher beschriebeenen
ist, sind die vormagnetisierenden
Wicklungen, 11, 12, 21 und 22. in anderer Weisse verbunden, und erregt. Die Erregung
dieser Steuerspulen erfolgt durch eine konstante Spannungsquelle und durch einen
Gleichstromstenergenerator P G, dessen. Anker 3 i auf der gleichen. Achse
30 des Motors HM sich befindet, so daß seine Spannung proportional
der Motorgeschwindigkeit ist. Die Feldwicklung 32 deis Steuergenerators wird von
der Spannungsquelle über einen gewöhnlich geschlossenen. Schalter S2 erregt. Ein
weiterer Schalter S i liegt in Reihe mit einem Entladungswiderstand R 6, der gewöhnlich
offen ist. Ein Potentiometerwiderstand R4 ist mit der konstanten Spannungsquelle
verbunden und hat eine Anzahl Anzapfpunkte P i, P2, P 3 und P.4. Die in Reihe
liegenden, Steuerspulen i i und 12, die zu den Scheinwiderständen A i und A 2 gehören,
sind beim Punkt P 6- mit dem positiven: Pol, des Steuergener ators und beim Punkt
P 5 mit dem einstellbaren Kontakt des Potentionieterwiderstandes R 4 verbunden.
Ein Ventil V i, das z. B. ein X upfero:xydulgleichrichter oder einanderer- Trockengleichrichter
isst, isst auch zwischen denn Punkten P 5 und P 6 eingeschaltet, so daß die Spulen
i i und 12 nur erregt werden, wenn der Spannungsabfall zwischen den Punkten P 5
und P 6. eine gegebene Richtung hat. In gleicher Weise sind die Spulen 21 und 22
der Scheinwiderstände B i und B2 in Reihe mit einem Ventil V2, zwischen
denselben Punkteng P 5 und P 6 verbunden,. Das. Ventil h2 isst von entgegengesetzter
Polarität wie das Ventil hi. Infolgedessen; ist nur eines. der Spulenpaare entweder
11, 12 Oden' 2r, 22 zur selben, Zeit erregt, was, von der Richtung des. Stromes
zwischen. den Punkten P 5 und P 6 abhängt.
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Die Arbeitsweise des eben beschriebenen Systems. wird; durch die Betrachtung
der Grundschaltung nach Fig.7 leichter verständlich. Die Spannungsquelle liefert
einen Strom durch den Widerstand R4, der entgegengesetzt zu dem Strom fließt, der
von dem SteuergeneratorPG durch den Widerstand geschickt wird. Wenn die von diesen
Strömen erzeugten, Spannungsabfälle einander gleich, aber entgegengesetzt sind,
so wird, zwischen den Punkten P 5 und P 6 kein Strom fließen, so daß die Steuerspulen
i i, 1:2,:2 1 und 22 nicht erregt werden und die Schein"viderstände ungesätbigt
bleiben. Wenn der bewegliche Kontakt des Widers.tande,s. R 4 von Punkt 3, wo das
Netzwerk ausgeglichen ist, auf den Punkt P 2 geschaltet wird, so kommt das Potentioirneternetzwerk
aus dem Gleichgewicht, so daß eint Sbromfluß vom. Punkt P 5 nach Punkt P6 erfolgt.
Dieser Strom fließt nur durch die Wicklungen 21 und 22 der Scheinwiderstände B i
und B 2, weil das. Ventil V i einen Stramfluß durch die Spulen ii und 12
der Scsheinwiderstände A i und A 2 verhindert. Wenn der bewegkche Kontakt auf .den
Punkt 4 dies Widerstandes R 4 geschaltet wird, fließt der Strom in die entgegengesetzte
Richtung, so daß nur die Spulen i i und 12 der Scheinwiderstände A i und
A:2 erregt werden. Angenommen, der bewegliche Kontakt steht auf Punkt P 3
und das Netzwerk ist ausgeglichen, dann wird eine Drehzahlzunahme des Steuergenerators
PG eine entsprechende Zunahme der Ausgangsspannung hervorrufen, und es wird das
Netzwerk aus, dem GleiclgewWicht kommen. Ein Strom wird von P 6 nach. P 5 durch
die Spulen i i und 12 fließen, während eine Drehzahlverminderung des Generators.
einem. Stromfluß in entgegengesetzter Richtung durch die Spulen 21 und 22 hervorrufen.
wird. Auf. diese Weise ist die Steuerung der Scheinwiderstände sowohl von der Einstellung
des. Widerstandes R4 z. B. von Hand als auch von; der Drehzahl des, Aufzugmotors(
abhängig.
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Keiliren, wir zur .Schaltung nach Fig. 6 zurück und nehmen. an, daß
dass. Potentiometernetzwerk sich im Gleichgewicht befindet. Es wird dann kein Strom
durch die Spulen 11, 12, 21 und 22 fließen, so daß alle vier Sebeinwiderstände ungesättigt
sind und ihres Maximale Induktivität aufweisen. Dieses entspricht den. Bedingungen
nach Fig 3, d. h., das Motordrehmoment ist in diesem Augenblick gleich Null. Wenn,
der Motor zu schnell läuft, wird infolgei der an- dem Steuergenerator' auftretenden
Spannung ein Strom von. denn. positivem; Pol des Generators P G über den Punkt P
6 und durch die Spulen 12 und i i un;d! das, Ventil Vz zu den Punkten P 5
und P 7 fließen. Hierdurch werden. die Scheinwiderstände A i und A:2 in, eineue
solchen Grad vormagnetisiert, der der Drehzahlzunahme des Motors. proportional ist.
Die Spannungsverteilung nähert sich der in Fig. 5 angenommenen Bedingung und erzeugt
ein ansteigendes das der durchziehenden Last entgegenwirkt. Die entsprechenden Drehzahl-Drehmoment-Bedingungen
sind durch die Kennlinien D i, D 2, D 3 und D 4 im, der Fig. g dargestellt,
in der die Punkte P i, P 2, P 3 und P 4 des Widerstandes. R 4 in der Fig. 6 den
Kennlinien entsprechen. Die in Fig. g z. B. gezeichnete Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie
D 3 wird erreicht, wenn der Punkt P 5 in Fig. 4, der mit dem Punkt P 3 des Widerstandes
R 4 verbundeng isst, eine entsprechend positive Spannung erhält. Infolge dieser
Einstellung werden, die Scheinwider.stände B i und B 2 entsprechend
vormagnetisiert, während der Aufzugsmotor stillsteht, so, daß ein Drehmoment in.
ahnehmend.er' Richtung entsteht. Wenn die Drehzahl wächst, wird der Steuergenf-ato.rPG
die Vormagnetisierung der 'Scheinwiderstände B i und B 2 vermindern. Wenn nun, die
Geier atorspannung gleich, dem durch. die-Gleichstromquelle erzeugten, Spannungsabfall
ist, werden die Scheinwiderstände ungesättigt, so, daß das. Motordrehmoment bei
entsprechender Drehzahl auf Null sinkt. Wenn. die Last durchziehend ist, so daß
die Drehzahl weiter ansteigt, wird der Steuergenerator eine zunehmende Magnetisäerung
der Scheinwiderstände A i und A 2 hervorrufen und daibei ein ansteigendes, Gegendrehmoment
erzeugen, dass der Drehzahlzunahme entgegenwirkt. Die Kennlinien, D 2; und
D 4 zeigen; die Verhältnisse, die, bei niedrigerer oder höherer Anfangsmagnetisierung
der Scheinwiderstände auftreten.
Ein. vollständiges Steuersystem,
dessen.. Arbeitsweise mit der Grundschaltung nach Fig.6 übereinstimmt, ist in Fig.
8 dargestellt. In dieser Schaltung sind die Leitungsklemmen des Drehstromnetzes
I. i, L 2 und L 3 mit den entsprechenden primären Motorklemmen 7i,
T2 und T3 verbunden. L 3 und. T 3 sind direkt miteinander verbunden,
während die vier Scheinwiderstände A i, A:2, B i und B2 zwischen: den beiden
anderen Leitungsklemmen und, den, zugehörigen Motorklemmen in der bereits vorher
beschriebenen, Art liegen. Der Anker des Aufzugsmotors-HM ist durch seineAchse
30 mit der Aufzugstrommel HD und auch mit dem Anker 31 des Steuergenerators
PG in üblicher Weise mechanisch gekoppelt. Eine mechanische Reibungsbremse MB ist
zum. Anhalten oder zum Bremsen des Aufzugsantriebes vorgesehen. Diese Bremse weist
eine Spule 33 auf, die, wenn, sie erregt wird, die, Bremse, löst, indem sie einer
Fede;rlizraft entgegenwirkt. Die Bremsspule, ist mit einem Gleichrichter 34 verbunden;,
der wiederum über einen Tran:s.fo;rmator 35 erregt wird', dessen primäre Anschlüsse
über die Kontakte 36 und 37 eines Relais BR, dessen Spule 38 ebenfalls gesteuert
wird, kaufen;. Die. beiden Hauptleitungsschalter HC i und HC 2 dienen, zur
Steuerung der primären Motoranschlüsse!. Der Ha:uptleitungsschalter HC i hat zwei
Kontakte 39 und 40, die durch die Spule, 41 gesteuert werden, welche nach Einschaltung
die Leitungsklemmen. Li und: L2 direkt mit den Motorklemmen T i und
T 2 verbinden. Der Hauptschalteir HC 2 weist die drei Kontakte 42,
43 und 44 auf, die nach Erregung der Spule 45 die Leitungsklemmen L i und L2 mit
der obenerwähnten, Sche@inwiiderstandsschaltung verbinden.
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Ein Steuerrelais i CR, des;scn. Kontakt 46 durch die Spule 47 betätigt
wird, dient als Niederspannungsrelais. Ein zweites Steuerrelais 2 CR weist
die Kontakte 5o und 51 auf, die in dem Erregerkreis der vorzumagnetisierenden
Scheinwiderstände liegen und durch die Spule 52 betätigt werden. Ein weiteres Steuerrelais
3 CR mit seinem Kontakt 53 und seiner Spule 54 steuert die Feldverbindung des S.teuergenerato;rs
und, arbeitet diesbezüglich wie der Schalter S2 nach Fig. 4.
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Der sekundäre Widerstandskreis- SRC des, Aufzugsmotors. HM wird durch
die drei Relais. i A, 2 A und 3 A gesteuert. Relais i A steuert seine vier Kont.a,lcte
55, 56, 57 und 58 durch die Spule 59, in gleicher Weise hat das Relais. 2 A vier
Kontakte 65, 66, 67 und 68, die durch die, Spule 69 betätigt werden:, während dass
Relais 3A seine zwei Kontakte 75 und 76 durch sein- Spule 74 steuern läßt. Drei
Zeiitrelais i T, 2 T und. 3 T arbeiten; mit den sekundären Steuerrelais zusammen,
um sehr geringe Zeiträume zwischen dem aufeinan.derfolgenden. Ansprechen dieser
Relais vorzusehen. Jedes Zeitrelais hat je einen Kontakt 77, 79 oder 81 und je eine
Spule 78, 8o oder 82.
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Die genannten Relais sind, mit einem Hauptsteuersch.alter 37C verbunden,
der ein;- Ausstellung, sechs Stellungen: für den Aufzugsbetrieb, dies, Motors und
fünf Stellungen für das: Senken mit besonderer Regeltätigkeit besitzt. Mehrere miteinander
verbundene Segmen@tgruppen, die durch, die Zahlen 8; bis 86 bezeichnet sind., arbeiten
mit entsprechenden Kontaktfingern zusammen. Mehrere Zuleitungen vexbdnd:en die Relais,
mit de-in, Hauptsteue:rschalter und stellen auch eine Verbindung zwischen denn Hauptsteuerschadte@r
und, dien, Leitungsklemmen L i und L 2 her. Verschiedene dieser Leitungen führen
die Bezugszeichen i go bis 95.
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Das in; Fig. 8 dargestellte System arbeitet folgendermaßen: Angenommen,
das. Leitungsnetz L r, L 2 und L 3 ist durch einen nicht dargestellten
Hauptschalter an Spannung gelegt. Der Aufzugsantrieb ist in Ruhe;, und das Steuersy
stein ist nicht erregt, da der HauptsteuersahalterMCausgeschaltet ist. Unter dieser
Betriebsbedingung empfängt. der Transfo,rrnator 48 Strom über den Kreis L i, go,
48, 9i, 85, 92, L2, so, daß der Gleichrich,telr 49 wirksam ist, obwohl sein, Sekundärkreis
unterbrochen ist. Die Spule 38 des Rel.aiis. BR ist nicht ,erregt, so; daß die Kontakte,
36 und. 37 offen sind. Die Bremsspule 33 isst unierregt, und die Re.ibungsbTem,s.e@
ist in Betrieb;. Unmi:ttelbar, nach Schließen des Hauptschalters spricht das Niederspannun
gsrelais i CR an, weil seine, Spule: über L i, 90, 93, 47, 85, 92,L2 erregt ist.
Das Relais. i CR schließt seinen Kontakt 46 und schafft für sich selbst einen Haltekreis.
Wenn später der Hauptschalter MC eingeschaltet wird, bleibt der Kontakt 46 eingeschaltet
und die Spule 47 und der Transformator 48 so lange erregt, als. die Spannung nicht
aussetzt. Wenn; dies, eintritt, wird das Relais i CR abfallen, das Steuersystem
ab,eirreigt und die Bremse betätigt. Um das Relais wieder einzuschalten., muß der
Hauptschalter WC zuerst wieder ausgeschaltet werden.
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Wenn das Niederspannungsrelais i CR geschlo-ssen. bleibt, kann ein
Senkbetrieb durch Betätigung des Hauptschalters iNC folgendermaßen. erfolgen: Der
HauptschaJ:ter wird auf die erste Schaltstellung »Senken« eingestellt. Das Relais
BR wird von. L i über go, 93, 38, 85, 46, 92 nach L 2 betätigt und
schließt seine Kontakte 36 und 37. Hierdurch worden, der Transformator 35 und der
Gleichrichter 34 erregt. Die Reibungsbremse WB wird gelöst, und ein: Gleichstrom
fließt über das Po;tentiometer'R4. Der Haup:tleitu.nigsschalte;rHC2 spricht über
93, 45, 85, 46, 92 und L2 an und. verbindeit die Leitungsklemmen. L i und.
L 2 über die Kontakte 42, 43 und 44 mit diene Motorklemmen T i und
T 2 über die Scheinwiderstände A i, A 2, B t und B2. Die Verbindung
des Punktes P i des Widerstandes R4 mit dem Punkt P5 der vormagnetisierenden Steuerwicklung
der Schaltwiderstände wird über das Segment 84 des Hauptschalters MC hergestellt,
und somit tritt am Punkt P 5 das negative Potential des Punktes P i auf. Es fließt
daher ein Strom von P6 über das Ventil 1i, die Wicklungen ii und 12, dem Kontakt
15 zu dem Punkt P 5 und magnetisiert die Scheinwiderstände A i und A 2 vor,
während von P 6 zu den Spulen 22 und 21 wegen der Sperrwirkung des
Ventils
Va kein Strom fließt. Da.die Scheinwiderstände B i und B 2 ungesättigt bd#eibien
und die Pri.märspainnung sich nicht im Gleichgewicht befindet, werden; die in der
Fig. 5 dargestellten[ Bedingungen, auftreten. Es wird somit eine nicht im Gleichgewicht
befindliche Drehstromerregung des Motors HM
stattfinden und eine Drehmomentverminderung
erfolgen. Wenn die Drehzahl des Motors steigt, wird auch die vom Steuergenerator
erzeugte Gegenwirkung steigen, bis .der Spannungsabfall zwischenP6 und P 5 Null
wird, wie vorher erläutert worden ist. Bei durchziehender Last werden die Widerstände
B i und B-- in zunehmendem Maß vormagnetisiert, während die Widerstände A
i und: A 2 jetzt ungesättigt sind, so daß ein entgegengesetzt wirkendes Drehmoment
auftritt, das dem Lastmoment entgegenwirkt. Auf diese Weise erfolgt eine Selbststeuerung,
so daß eine niedriger liegende Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie in Übereinstimmung
mit der Stellung .des Hauptschalters erreicht wird, wie sie z. B. durch die Kennlinie
D i in der Fig. 9 eingetragen ist.
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Wird der Hauptschalter zur zweiten Schaltstellung »Senken« bewegt,
so bleibt hierdurch die Erregung des Relais BR und HC2 gemäß der obengenannten Steuerbedingung
.erhalten. Es wird jedoch der wirksame Widerstand des Steuerwiderstandes R 4 durch
Kurzschluß des Teiles des Widerstandes zwischen den Punkten P i und P:2 über das
Segment 84 vermindert. Infolgedessen ist .die wirksame Primärspannung an den Motorklemmen
in höherem Maß als vorher nicht im Gleichgewicht, so daß ein wirksames Gegendrehmoment
erst bei jeweils 'höheren Drehzahlen auftritt, wie z. B. die Ken.nihnie D 2 in,
F;ig. 9 zeigt.
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Bei der dritten Schaltstellung »Senken« ist der wirksame Widerstand
R 4 weiter durch Kurzschließen der Widerstandsteile zwischen den Punkten P i und
P 3 über das Segment 84 des Hauptschalters verkleinert. Dieses entspricht einem
noch höheren Grad von Unausgeglichenheit und infolgedessen eine noch größere Drehzahlabnahme,
wie sie z. B. in der Kennlinie D 3 .der Fig. 9 veranschaulicht wird.
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Bei der vierten Schaltstellung »Senken« ist der Teil des WiderstandesR4
zwischen denPunktenP i und P4 kurzgeschlossen, so daß dais Maximum der Unbalanz
bezüglich .der Primärspannung erreicht wird, wie es durch die Kennlinie D 4 der
Fig:9 dargestellt ist. Aus der Drehzahl-Dreh-Moment-Kennlinie ist ersichtlich, daß
je höher die Schaltstellung des Hauptschalters ist, eine desto höhere Drehzahl des
Motors und Steuergenerators erforderlich ist, um die wirksame konstante Spannungsquelle
des Vormagnetisierungskreises zu kompensieren.
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Bei der fünften Schaltstellung »Senken« des Hauptschalters 111C bleibt
.die vorherige Steuereinstellung der Scheinwiderstandsschaltung erhalten, es wird
aber die Spule 54 des Relais 3 CR erregt, und durch das Öffnen seines Kontaktes
53 die Feld--wicklung 32 des Steuergenerators abgeschaltet. Hierdurch wird eine
maximal-, Senkdrehzahl erreicht, weil die Gegenspannung des Steuergenerators zu
einem Minimum bzw. zu Null vermindert wird. DieDrehzahl-Drehmoment-KennlinieD5 in
Fig. 9 veranschaulicht diesen Vorgang.
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Aus den Kurven D 2 bis D 5 in Fig. 9 läßt sich entnehmen,
daß die Steuerung nach der vorliegenden Erfindung stabile untersynchrone Drehzahlen
des Motors beim Senken mit durchziehender Last ergibt. So schneidet z. B. Kurve
D 3 die Ordinatenachse an einer Stelle, die einer gewissen untersynchronen Drehzahl
entspricht. Bei dieser Geschwindigkeit ist das Drehmoment des Motors gleich Null.
Steigt die Geschwindigkeit an, so entsteht ein Drehmoment, das der Drehrichtung
des Motors entgegengesetzt ist, als Bremsmoment wirkt und mit zunehmender Geschwindigkeit
weiterhin ansteigt, so daß eine wirksame Bremsung eintritt. Sinkt andererseits die
Drehzahl unter den Wert, bei dem die Kurve D 3 die Ordinatenachse schneidet, so
wirkt das Drehmoment in der Drehrichtung des Motors und sucht die Motordrehzahl
bis zum Schnittpunkt mit der Ordinatenachse zu steigern. Der Motor bewirkt daher
selbsttätig bei hohen Lasten eine Bremsung und bei niedrigen Lasten eine Beschleunigung,
ohne bei niedrigen Lasten zu einem Wechsel seiner Drehrichtung zu neigen und ohne
eine Regelung von Hand zu benötigen, sofern er ini der beschriebenen Weise durch
Verbindung von P 5 mit der entsprechenden Klemme des; Potentio, meW-sR4 auf eine
der KennlinienD12 Ms, D'5 eingestellt wird.
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Ein Aufwärtsfahren kann in folgender Weise erfolgen: Wenn der Hauptschalter
auf die erste Stellung »Heben« geschaltet wird, wird .derHauptleitungsschalter HC2
durch die Erregung seiner Spule 45 über L 1, 90, 45, 85, 46, 92 und L2 eingeschaltet.
Es sinddaher dieScheinwiderstände A i, A2, B i und B2 zwischen den Leitungsklemmen
und dem Motor durch Schließen der Kontakte 42, 43 und 44 eingeschaltet. Im Gegensatz
zu dem vorher beschriebenen Abwärtsfahren bzw. Senken wird das Relais 2 CR über
L 1, 90, 52 und 85 erregt und bleibt bei allen Schaltstufen »Heben« des Hauptschalters
erregt. Infolgedessen ist das Ventil T12 des vormagnetisierenden Steuerkreises überbrückt,
während die Verbindung zwischen dem Punkt P 5 und den Steuerwicklungen i i und 12
der Scheinwiderstände A i und A:2 bei 51 unterbrochen sind. Es sind daher nur die
Scheinwiderstände B i und B2 während aller Schaltstufen »Heben« wirksam. Dieses
führt zu einer Ungleichheit der primären Motorspannung, die ein Drehmoment in Aufzugsrichtung
des Motors erzeugt. Bei der ersten Schaltstellung »Heben« wird der Punkt P 5 des
Steuerkreises über das Segment 83 mit dem Punkt P2 des Widerstandes R4 verbunden.
Dies entspricht einer relativ geringen Vormagnetisierung der Scheinwiderstände
B i und B 2, so daß der Motor für geringe Aufzugsgeschwindigkeit erregt
wird.
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Bei der zweiten Schaltstellung »Heben« ist der Widerstandsteil zwischen
den Punkten P:2 und P 3 des Widerstandes R 4 kurzgeschlossen,, und infolgedessen
steigt
die Vormagnetisierung und entsprechend die Motordrehzahl. Bei der dritten Schaltstellung
»Heben« ist der Widerstandteil zwischen den Punkten. P 2 und P 4 kurzgeschlossen,
wodurch der Motor auf einer anderen Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie für höhere Geschwindigkeit
arbeitet. Während der ersten, zweiten und dritten Schaltstellung »Heben« ist der
Steuergenerator PG, wie vorher beschrieben, in Betrieb, so daß die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie
des Motors den verschiedenen Brückenausgleichszuständen, die sich durch verschiedene
Einstellungen des Hauptschalters ergeben, entsprechen. Die Kennlinie in irgendeinem
Augenblick liegt bei dieser selbsttätigen Steuerung innerhalb der in der Fig. 9
schraffierten Fläche H 3.
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Bei der vierten Schaltstellung »Heben« des Hauptschalters öffnet sich
der Leitungsschalter HC 2, und der Leitungsschalter HC i wird statt dessen
geschlossen. Infolgedessen sind die Scheinwiderstände A i, A2, B i und
B 2 nicht angeschlossen, und die Leitungsklemmen L i und L 2 sind direkt
mit den primären Motorklemmen T i und T 2 über die Kontakte 40 und 39 verbunden.
Die Verbindung des Potentiometers R4 mit dem PunktP5 des Steuerkreises wird bei
83 unterbrochen und bleibt auch während der folgenden. Schaltstellungen offen. Es
sind daher die Induktiv itäten bei höheren Aufzugsgeschwindigkeiten ohne Einwirkung.
Der Motor wird nunmehr durch eine ausgeglichene Dreiphasenspannungerregt und entwickelt
ein übliches Dreip'hasendrehmoment, was in der Fig.9 der Kennlinie H4 entspricht.
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Bei einer fünften Schaltstellung »Heben« ist der Gleichrichter 49
über das Segment 86 mit der Spule 78 des Zeitrelais i T verbunden, .dessen Kontakt
77 somit geschlossen wird. Ferner ist das Relais i A über L i,
90, 59, 77, 85, 46, 92 und L2 erregt und schließt einen Teil der sekundären
Widerstände SRC über die Kontakte 55 und 56 kurz. Diese Schaltung entspricht z.
B. der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie H 5 der Fig. 9.
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Bei einer sechsten Schaltstellung »Heben« wird das Relais 3 T erregt
und öffnet seinen Kontakt 81. Zu gleicher Zeit fließt durch die Spule 69 des Relais2A
über L i, 9o, 57, 69, 79, 1ITC Strom und schließt einen weiteren Teil der sekundären
Widerstände SRC durch die Kontakte 55 und 66 kurz. Es ergibt sich hierdurch eine
Drelizahl-Drehmoment-Kennlinie H6 in Fig. g. Durch die Betätigung des Relais 2.-3
wird auch bei 67 ein Stromkreis für die Spule 74 des Relais 3 A vorbereitet und
die Spule 82 des Relais 3 T bei 68 ausgeschaltet. Nach Verstreichen einer Zeit spricht
das Relais 3 T an und schließt seinen Kontakt 81. Es wird so der Kreis für die Spule
74 geschlossen, das Relais 3 A zieht an und schließt seine Kontakte 75 und 76. So
erreicht der Motor seine höchste Drehzahl beim Heben, was der Kennlinie H6, der
Fig.9 entspricht.
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In den Zeichnungen ist zwar ein Brückennetzwerk mit zu sättigenden
Scheinwiderständen erläutert, um den Ausgleich der primären Motorspannung in verschieden
hohem Maße und auch in verschiedener Richtung zu beeinflussen, doch können die oben
angeführten Grundsätze und ihre Vorteile auch bei einem System verwendet werden,
das Abarten oder Abänderungen von dem hier beispielsiveise beschriebenen System
aufweist. Zum Beispiel kann jedes Paar der oben beschriebenen Scheimviderstände
eine Einheit bilden.. Sie: können einen einzigen Magnetkern mit einer einzigen Vormagnetisierungs@wicklung
aufweisen. Es. ist. weiterhin auch möglich, daß das Potentiometer oder der Autotransformator,
wie sie sehr einfach in Fig. 2 dargestellt sind, auch durch andere Induktivitäten
und Widerstandsanordnungen ersetzt werden können, welche gestatten, zwei Phasenspannungen
in bezug zur dritten zu verändern, um die gewünschte steuerbare Ungleichheit der
primären Mehrphasenspannung zu erreichen.