DE971341C

DE971341C - Anordnung zur selbsttaetigen Regelung eines ueber gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Gleichrichterschaltung gespeisten Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE971341C
Application number: DEA12342D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Johannes Foerster
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-05-31
Filing date: 1941-05-31
Publication date: 1959-01-15

Description

Anordnung zur selbsttätigen Regelung eines über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Gleichrichterschaltung gespeisten Gleichstrommotors Es sind bereits zahlreiche Anordnungen zur selbsttätigen Regelung von Gleichstrommotoren mittels gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Gleichrichterschaltung bekanntgeworden. Die Anordnungen sind dabei derart ausgebildet, daß die Gittersteuerung in Abhängigkeit von der zu regelnden Betriebsgröße (z. B. Drehzahl des Motors oder Zugspannung des Drahtes bei Drahtziehmaschinen) beeinfiußt wird und diese eine Änderung der Spannung an mindestens einer Wicklung des Gleichstrommotors veranlaßt. Derartige Anordnungen sind vorteilhaft, weil die Gittersteuerung nur kleine Leistungen erfordert und doch eine stetige Regelung ermöglicht. In vielen Fällen ergibt sich außerdem der Vorteil, daß der Regelvorgang trägheitslos verläuft, wenn beispielsweise bewegte Teile in der gesamten Anordnung vermieden werden. Insbesondere bei Verwendung von Elektronenröhren lassen sich sehr schnell verlaufende Regelvorgänge bei kleinstem Regelfehler erreichen.
Nachteilig ist jedoch, daß man die dem Normalbetrieb entsprechende Gittersteuerung so einstellen muß, daß der Gleichrichter finit starker Zündyerzögerung arbeiten muß, da sonst keine ausreichend großen Spannungswerte für Regelzwecke zur Verfügung stehen; dieser Normalbetrieb bedeutet aber starke Sperrung des Gefäßes und damit auch ungünstige Beanspruchung des Gefäßes, außerdem schlechten Leistungsfaktor, was insbesondere bei großen Leistungen unerwünscht ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur selbsttätigen Regelung eines über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Gleich richterschaltung gespeisten Gleichstrommotors mit stetiger Beeinflussung der Gittersteuerung und zusätzlicher Beeinflussung der dem Motor zugeführten Spannung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Stellgröße eines einzigen Reglers sowohl die Gittersteuerung in regelndem Sinne stetig einstellt als auch direkt oder über eine abgeleitete, der Stellgröße entsprechende Größe nach Über- oder Unterschreitung bestimmterWerte, die vorbestimmten Sperrzuständen der Gefäße entsprechen, über richtungsabhängig arbeitende unstetige Schaltmittel, wie Thyratrons, Relais, Stufenschalter od. dgl., die dem Gleichrichter zugeführte Transformatorwechselspannung verstellt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Anker i des zu regelnden Gleichstrommotors wird von einer Gleichrichteranordnung, bestehend aus einem Leistungstransformator 2', einem Saugtransformator 2" und einem mehranodigen, gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäß 2"', gespeist. Um den Gleichstrommotor auf konstante Drehzahl zu regeln, wird von der mit dem Motoranker gekuppelten Tachometermaschine 3 eine der Motordrehzahl proportionale Spannung abgegriffen und zusammen mit einer Sollwertspannung q. als Differenzspannung dem Gitterkreis einer Elektronenröhre 5 zugeführt. Der Anodenkreis dieser Röhre enthält einen Widerstand 6 und wird von der Gleichspannung 7 gespeist. Der der Elektronenröhre 5 entnommene Strom steuert die Sättigung von Drosselspulen 8, von denen je eine jedem Gitterkreis des Dampf- oder Gasentladungsgefäßes 2"' zugeordnet ist. Die Wechselstromwicklung der Drossel 8 und ein Widerstand g bilden jeweils einen Spannungsteiler für die Phasendrehung der dem Gitter des Dampf- oder Gasentladungsgefäßes 2"' zugeführten Steuerwechselspannung wenigstens angenähert spitzer Wellenform. Bei Abfall der Drehzahl steigt die Vermagnetisierung der hochgesättigten Drosseln 8 an, und der sich über den Widerstand g ausbildende Gitterspannungsimpuls wird in der Phase vorverschoben; die vom Gleichrichter 2"' gelieferte Gleichspannung wird also erhöht und der Drehzahlabfall ausgeglichen. Mit entgegengesetzter Richtung ändert sich die Gittersteuerung, wenn eine Erhöhung der Drehzahl eintritt.
Man erkennt, daß jedem Wert des durch die Röhre 5 fließenden Stromes ein bestimmter Gitterspannungswert und damit auch ein bestimmter Sperrzustand des Gefäßes 2"' eindeutig zugeordnet ist. Infolgedessen kann man den durch die Röhre 5 fließenden Strom als ein Maß für den Sperrzustand betrachten und ihn gemäß der Erfindung auf Relais od. dgl. einwirken lassen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der Anodenkreis der Röhre 5 über einen aus dem Widerstand io und dem Kondensator ii bestehenden Zeitkonstantenkreis auf die Gitterkreise zweier als Relais dienender, dampf- oder gasgefüllter Glühkathodenröhren 12 und 16 ein. Dieser Zeitkonstantenkreis ist so bemessen, daß bei den schnell ablaufenden Regelvorgängen, die sich im allgemeinen nicht völlig aperiodisch vollziehen, die Röhren 12 und 16 nicht sofort ansprechen. Beispielsweise hat der Widerstand io den zehnfachen Wert desjenigen von Widerstand 6.
Im Bereich mittlerer Werte der Spannung am Kondensator ii werden die Röhren 12 und 16 gesperrt sein. Unterschreitet der Betrag der Kondensatorspannung einen vorbestimmten Wert, so zündet die von einem Transformator 1q. gespeiste Röhre 12. Das Relais 15 spricht an und veranlaßt im vorliegenden Falle, daß der Stufenschalter des Transformators 2' im Sinne einer Herabregelung der Spannung verstellt wird. Sobald die Umschaltung vollzogen ist, wird die Röhre 5 sich den veränderten Verhältnissen anpassen und eine neue Einstellung der Gittersteuerung der Dampf- oder Gasentladungsstrecken herbeiführen. Entsprechend zündet die von einem Transformator 18 gespeiste Röhre 16, sobald der Betrag der Kondensatorspannung einen anderen vorbestimmten Wert überschreitet, da die Kondensatorspannung mit entgegengesetztem Vorzeichen in den Gitterkreis der Röhre 16 geschaltet und unterhalb ihres Ansprechwertes durch die Spannung 7 unwirksam gemacht ist. Das Relais ig spricht an und veranlaßt, daß der Stufenschalter des Transformators 2' im Sinne einer Heraufregelung der Spannung verstellt wird. Sobald die Umschaltung vollzogen ist, wird die Röhre 5 wiederum sich den veränderten Verhältnissen anpassen und eine neue Einstellung der Gittersteuerung der Dampf- oder Gasentladungsstrecken herbeiführen. Falls es erforderlich ist, können noch weitere Gleich-oder Wechselspannungen 13 bzw. 17 zwecks Anpassung der Arbeitsbedingungen der Röhren 12 und 16 an die Relais 15 und =g vorgesehen sein.
Verwendet man genügend empfindliche Relais 15 und ig und/oder liefert die Röhre 5 genügend Steuerleistung, so kann man auf die Hilfsröhren i2 und 16 verzichten und die Relais 15 und ig unmittelbar an die Klemmen des Kondensators ii anschließen. Man muß nur dann die Steuerung mittels der Relais derart durchführen, daß bei Unterschreiten des einen Wertes der Kondensatorspannung das Abfallen des Relais 15 den einen Umschaltvorgang und bei Überschreiten des anderen Wertes der Kondensatorspannung das Anziehen des Relais ig den anderen Umschaltvorgang bewirkt. Es bereitet auch keine grundsätzlichen Schwierigkeiten, den durch die Gleichstromwicklungen der Drosseln 8 fließenden Strom durch die Relais 15 und ig zu leiten, wenn man dafür Sorge trägt, daß die Relais mit Zeitverzögerung ansprechen.
In den Fällen, wo eine ausschließlich selbsttätige Regelung nicht erforderlich ist, genügt es, daß ein Signal (Lichtsignal, Hupensignal) gegeben wird, damit von Hand eine Verstellung des Stufenschalters vorgenommen werden kann.
Bezüglich der Gittersteuerung ist noch zu bemerken, daß die der Röhre 3 entnommene Steuerspannung auch unmittelbar als veränderliche Steuergleichspannung zusammen mit einer Steuerwechselspannung konstanter Amplitude und Phase in die Gitterkreise der Dampf- oder Gasentladungsstrecken eingefügt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: x. Anordnung zur selbsttätigen Regelung eines über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Gleichrichterschaltung gespeisten Gleichstrommotors mit stetiger Beeinflussung der Gittersteuerung und zusätzlicher Beeinflussung der dem Motor zugeführten Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße eines einzigen Reglers sowohl die Gittersteuerung in regelndem Sinne stetig einstellt als auch direkt oder über eine abgeleitete, der Stellgröße entsprechende Größe nach Über- oder Unterschreitung bestimmter Werte, die vorbestimmten Sperrzuständen der Gefäße entsprechen, über richtungsabhängig arbeitende unstetige Schaltmittel, wie Thyratrons, Relais, Stufenschalter od. dgl., die dem Gleichrichter zugeführte Transformatorwechselspannung verstellt.
2. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für die Sperrzustände eine veränderliche Gleichspannung dient, die entweder unmittelbar in die Gitterkreise der Dampf-oder Gasentladungsstrecken eingefügt ist oder die Sättigung von die Phasenlage der Gitterwechselspannung ändernden Drosselspulen steuert, und die gleichzeitig die richtungsabhängig arbeitenden unstetigen Schaltmittel steuert.
3. Anordnung nach Anspruch z oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die richtungsabhängig arbeitenden unstetigen Schaltmittel mit Zeitverzögerung ansprechen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 641 003; Siemens-Zeitschrift, 1935, S. 22r.