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Einrichtung zur Umkehr der Drehrichtung von läufergespeisten Drehstrom-Nebenschlußmotoren
mit Phasenkompensation Beim läufergespeisten Drehstrom-Nebenschlußmotor erfolgt
bekanntlich die Drehrichtungsumkehr dadurch, daß in der Zuleitung vom Netz zu den
Schleifringen zwei Phasen vertauscht werden. An der Bürstenbrücke selbst sind, falls
nicht Phasenkompensation verlangt wird, keinerlei Verstellungen erforderlich; der
Motor arbeitet in beiden Drehrichtungen mit der gleichen Bürstenstellung, vorausgesetzt,
daß sich die Bürstenbrücke in der sogenannten Symmetriestellung befindet. Hierbei
ist die durch die Lage der Bürsten gegebene Achse jeder Phase in der Kommutatorwicklung
gleichachsig mit der Lage der zugehörigen Phase der Ständerwicklung; einander entsprechende
Spannungen der Kommutatorwicklung und der Ständerwicklung sind also gleichachsig,
der Motor arbeitet mit reiner Drehzahlregelung ohne Phasenkompensation.
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Soll der Motor mit Phasenkompensation betrieben werden, so müssen
beide Bürstenbrücken im untersynchronen Bereich entgegen dem Drehsinn, im übersynchronen
Bereich im Drehsinn verschoben
werden, d. h. es sind in diesem Fall
die Stellungen der Bürstenbrücken für Rechts- und Linkslauf verschieden. Bei Umkehr
der Drehrichtung müssen also außer der Phasenvertauschung in der Netzzuleitung die
über einen gemeinsamen Steuerantrieb mechanisch gekuppelten Bürstenbrücken in eine
andere Ausgangsstellung gebracht werden.
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Nach der Erfindung wird dies in besonders einfacher Weise dadurch
ermöglicht, daß die für den Rechts- und Linkslauf erforderliche verschiedene Einstellung
der Bürstenbrücken relativ zur Ständerwicklung durch Verdrehung oder Umkehr der
Richtung der magnetischen Achse der Ständerwicklung mittels Umschaltungen an der
Ständerwicklung herbeigeführt wird. Da die genannten Mittel sämtlich ohne weiteres
durch Fernantrieb zu beherrschen sind und ein mechanischer Eingriff in den Motor
an Ort und Stelle bei der Umschaltung nicht nötig ist, eigenen sich die erfindungsgemäßen
Einrichtungen besonders für ferngesteuerte Umkehrantriebe mit läufergespeisten Drehstrom-Nebenschlußmotoren.
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In den Fig. i und 2 der Zeichnung ist zunächst die Wirkungsweise der
Umkehr der Drehrichtung des Nebenschlußmotors bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung
seiner Phasenkompensierung näher erläutert. u, x bedeuten die Bürsten einer Phase,
a ist die zugehörige Ständerwicklung mit den Anschlüssen U und X, der mit n bezeichnete
Pfeil bedeutet den jeweiligen Drehsinn des Motors. Fig. I gibt die Stellung wieder,
die die Bürsten bei untersynchronem Rechtslauf in der Ausgangslage (Bürstenstellung
für niedrigste Drehzahl) einnehmen müssen, wobei sie um den Winkel a entgegen dem
Drehsinn der Maschine gegen die Ständerwicklungsachse verschoben sind. Fig. 2 zeigt
die entsprechende, für untersynchronen Linkslauf notwendige Bürstenstellung, bei
der die Bürsten um den Winkel a ebenfalls entgegen dem Drehsinn der Maschine gegen
die Ständerwicklungsachse verschoben sind. Fig. 3 zeigt die Stellung der . Bürsten
für übersynchronen Lauf in der Ausgangsstellung (Bürstenstellung für höchste Drehzahl),
wobei entsprechend den praktischen Erfordernissen auf eine Phasenkompensation verzichtet
ist. und die Bürsten sowohl für Rechts- als auch für Linkslauf in gleicher Ausgangslage
stehen.
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Bei ungleicher Geschwindigkeit der Bürsten u, x
kann man - wie
bekannt - die Umstellung der Bürsten von Rechts- (Fig. i) auf Linkslauf (Fig. 2)
und umgekehrt durch Verschieben der Bürsten über die für- Rechts- und Linkslauf
gemeinsame übersynchrone Einstellung (Fig. 3) hinaus erhalten, wobei die Bürstenbrücken
mit ihrem Antrieb unverändert gekuppelt bleiben und ihre Bewegung durch die gleichen
Mittel erfolgt wie bei der Drehzahlregelung innerhalb gleichbleibender Drehrichtung:
Die Steuereinrichtung des Motors muß nur so eingerichtet werden, daß bei Drehrichtungsumkehr
der Verstellmotor für die Bürstenbrücken jeweils so weit durchläuft, bis die Bürstenbrücken
aus der Einstellung für die eine Drehrichtung über die übersynchrone Bürstenstellung
hinaus in die Ausgangsstellung für die andere Drehrichtung gelangt sind. Erst dann
kann die Einschaltung des Motors wieder vorgenommen werden.
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Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine örtliche
Verstellung der Bürsten selbst bei der Drehrichtungsumkehr des Motors nicht erforderlich
ist. Die jeweils für Rechts- und Linkslauf verschiedene Relativlage zwischen Bürsten-
und Ständerwicklungsachse wird hier durch Verstellen der letzteren im wesentlichen
auf elektrischem Weg herbeigeführt. Zu diesem Zweck wird jede Phase der Ständerwicklung
mit zwei abwechselnd einschaltbaren Wicklungen oder Wicklungsteilen versehen, durch
deren Einschalten jeweils eine in dem einen oder anderen Sinn gegenüber der Bürstenachse
verdrehte Ständerwicklungsachse erhalten wird. Nach Fig. 4 ist das eine Ende der
Ständerwicklungsphase a an zwei in V-Schaltung geschaltete . Hilfswicklungsteile
m, n angeschlossen, die mit ihren freien Enden zu zwei abwechselnd zu betätigenden
Schaltern l und r geführt sind. Durch diese Schalter kann die Ständerwicklung a
jeweils über die eine oder andere Hilfswicklung m bzw. n eingeschaltet werden. Dem
geschlossenen Schalter l entspricht dann eine Ständerwicklungsachse gemäß der strichpunktierten
Geraden U1-X, dem geschlossenen Schalter r eine Ständerwicklungsachse U2 X. Die
Ausgangsstellung der Bürsten selbst ist für beide Drehrichtungen gleich. Die für
die Phasenkompensation notwendige Winkelabweichung zwischen Bürstenachse und Ständerwicklungsachse
wird also hier durch die Verschiebung letzterer allein erreicht. Eine Bürstenbewegung
ist hierbei bei der Umsteuerung nur so weit nötig, als die Bürsten in die untersynchrone
Ausgangsstellung (Stellung niedrigster Drehzahl) zu bringen sind.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Verschiebung der Ständerwicklungsachse
durch Wicklungsumschaltung ist es auch möglich, Bürsten, die mit gleicher Geschwindigkeit
bewegt werden, bei umkehrbaren Motoren zu verwenden. Diese Anordnung deckt sich
sonst im wesentlichen mit der eben beschriebenen, und es erfolgt auch hier die Phasenkompensation
bei Links- und Rechtslauf ebenfalls nur durch die jeweils indem einen oder anderen
Sinn verschobene Ständerwicklungsachse.
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Eine weitere Anordnung gemäß der Erfindung, bei der eine Phasenkompensation
sowohl im unterals auch im übersynchronen Bereich in gleicher Weise möglich ist,
soll an Hand der Fig. 5 und 6 erläutert werden. Wie ersichtlich, ist die in Fig.
6 gezeigte übersynchrone Bürstenstellung (höchste Geschwindigkeit für Linkslauf)
bis auf die Polarität der Bürsten gleich der in Fig. 5 gezeigten untersynchronen
Bürstenstellung (niedrigste Geschwindigkeit) für Rechtslauf. Dasselbe gilt für die
übersynchrone Bürstenstellung für Rechtslauf und die untersynchrone Bürstenstellung
für Linkslauf. Auf Grund dieser Verhältnisse ist es also nur nötig, bei den in die
eine Endstellung übergeführten Bürsten durch einfaches Vertauschen der Anschlüsse
der Bürsten an die Ständerwicklung die richtige
Bürstenausgangslage
für die entgegengesetzte Drehrichtung zu erhalten. Um z. B. im untersynchronen Bereich
von Linkslauf auf Rechtslauf überzugehen, braucht man also nur die Bürste in die
dem Linkslauf entsprechende übersynchrone Stellung (Fig. 6) überzuführen und die
Ständeranschlüsse der Bürsten umzukehren (Fig. 5), um die richtige Ausgangsstellung
für Rechtslauf im untersynchronen Bereich zu erhalten. Gleichzeitig wirkt diese
Einrichtung sowohl im unter-, als auch übersynchronen Bereich gleicherweise phasenkompensierend.