NL7915056A - Inrichting voor het sturen van het inschakelgedrag en uitschakelgedrag van zelfinducties, zoals elektro- magneten of dergelijke. - Google Patents

Description

E 5412-5 p&c *Γ Π Ö

Inrichting voor het sturen van het inschakelgedrag en uitschakelgedrag van zelfinducties, zoals elektromagneten of dergelijke.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het sturen van het inschakelgedrag en uitschakelgedrag van zelfinducties, zoals elektromagneten of dergelijke, in het bijzonder de inschakelstroom en uitschakelstroom van de met gelijkstroombekrachtigde remspoel van elektro-5 magnetische remmen bij elektromotoren.

Bij zelfinducties, in het bijzonder elektromagneten, bestaat vaak de behoefte, het inschakelgedrag en uitschakelgedrag te beïnvloeden met het oog op de wegens de exponentiele afhankelijkheid slechts langzaam stijgende en bij het uitschakelen evenzo slechts langzaam dalende stroom.

10 Bij elektromagnetische remmen van elektromotoren bestaat deze behoefte des te meer daar bij het aanlopen wegens het gewenste snel op bedrijfs-snelheid komen de rem snel moet worden gelicht en bij het uitschakelen wegens de gewenste onmiddellijke remming evenzo snel moet aangrijpen.

Uit veiligheidsoverwegingen zijn zulke elektromagnetisch.geremde 15 motoren in de uitgeschakelde toestand mechanisch geremd, opdat ook bij uitval van het lichtnet de remwerking steeds gewaarborgd is. Pas bij het inschakelen wordt de rem door de als elektromagneet werkende remspoel zodanig gelicht, dat het mechanisch werkende eigenlijke remelement, in de meeste gevallen een schijf, magnetisch wordt aangetrokken en de rem 20 daardoor wordt gelost. Bij het inschakelen wordt de motor, die sneller aanloopt dan de rem lost, overbelast, daar hij in dat stadium wordt geblokkeerd door de rem of op zijn minst wordt tegengehouden bij het vermeerderen van zijn snelheid. Een soortgelijk gedrag vertonen motoren waarvan de elektromagnetische rem bij gebrek aan een afzonderlijk gelijkstroomnet 25 wordt gevoed uit een gelijkrichter die een vrijlooptak vormt en de wisselspanning die aan de veldwikkelingen van de elektromotor wordt aangelegd gelijkricht. Verder loopt de motor hierbij na het uitschakelen korte tijd vrij uit tot het tijdstip waarop de rem aangrijpt. Dit remgedrag is zeer ongewenst en bij het gebruik van een op deze wijze geremde elektromotor 30 yoor bijvoorbeeld hefwerktuigen bovendien gevaarlijk wegens het doorzakken van de heflast.

Een elektromagnetisch geremde elektromotor van de besproken uitvoering met een inrichting van de hiervoor beschreven soort is bekend (vergelijk bijvoorbeeld de Duitse Auslegeschrift DT-AS 22 57 290). De remspoel is daar 35 verbonden met een tevens als vrijloopdiode dienende gelijkrichter en wordt inductief gevoed via een met een veldwikkeling van de motor in serie geschakelde hulpwikkeling. Daarbij vindt een transformatie van de motorstroom 7915056 - 2 - gevolgd door gelijkrichting van de getransformeerde stroomplaats, de remspoel wordt gevoed met de getransformeerde en gelijkgerichte motorstroom. Bij een uitschakeling van de motor aan de wisselspanningzijde wordt te gelijkertijd de stroom door de remspoel die de rem in gelichte stand houdt verbroken, 5 zodat de rem aangrijpt.

Bij deze bekende uitvoering is weliswaar de aantrektijd bij het lossen van de rem naar verhouding kort door de hoge beginwaarde van de stroom bij het aanlopen van de motor. Overigens is daarvoor naar verhouding veel apparatuur nodig in de vorm van de bijzondere hulpwikkeling die bovendien 10 zo moet worden uitgevoerd dat in de remspoel een spanning wordt geïnduceerd. Een nadeel is daarbij verder dat bij het aanlopen ontoelaatbaar sterke piekstromen kunnen optreden, terwijl voor een optimale werking van de rem weliswaar een steile stroomstijging wenselijk is, echter geen sterke stroompieken dienen te worden bereikt. Daarbij komt dat de stroom die 15 vloeit in de remspoel in ongewenste mate afhankelijk is van de motorstroom. Bovendien kunnen bij poolomschakelbare motoren moeilijkheden optreden, namelijk als de omschakeling tussen verschillende wikkelsystemen tot verschillende stroomopnamen leidt. Voor de opheffing van deze nadelen is bij de bekende uitvoering voorzien, dat de remspoel verder via een gelijkrichter 20 wordt gevoed uit het net dat de motor voedt, dat wil zeggen in bepaalde mate ook door de gelijkgerichte wisselspanning die de veldwikkeling voedt.

Dit veroorzaakt echter verdere complicaties.

De uitvinding beoogt een eenvoudige, bedrijfszekere en in constructief opzicht van de motor onafhankelijke elektrische inrichting te verschaffen 25 waarmee de stijgsnelheid en daalsnelheid van de stroom door een spoel, in het bijzonder de stroom in de remspoel van een elektromotor, kunnen worden verbeterd.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat voor de zelf-inductie een als spanningverdubbelaar werkende dubbele enkelfasige gelijk-30 richterschakeling - ook aangeduid als "Delonschakeling" - is geschakeld, waarbij parallel aan de zelfinductie twee condensatoren in serie zijn geschakeld, waarvan de middenaftakking rechtstreeks is verbonden met de ene fase en de buitenste aansluitingen elk via een diode zijn verbonden met de andere fase van een wisselspanningbron en waarbij onderling verschil-35 lende elektroden van elke diode - de anode van de ene diode en de kathode van de andere diode en omgekeerd - met elkaar zijn verbonden.

Bij het inschakelen heeft dit tot gevolg dat de inschakelstroom door de zelfinductie wegens de grote tijdkonstante in deze stroomkring allereerst slechts op de gebruikelijke wijze exponentieel stijgt. De door deze 40 stroomkring vloeiende zwakke stroom heeft echter tot gevolg dat de conden- 7915056 - 3 - satoren zich aan het begin van het inschakelstadium tot een zeer hoge spanning kunnen opladen. Dit op zijn beurt versnelt de stroomstijging volgens de uitvinding op gewenste wijze sterk, zodat de gewoonlijk exponentiele stijging van de stroom door de zelfinductie wordt gesuperponeerd op 5 de ontladingsstroom van de inmiddels geladen condensatoren.

Bij het uitschakelen vormen de beide dioden zoals op zich zelf bekend een vrijlooptak voor de belastingsstroom.

Met de uitvinding wordt het voordeel bereikt dat een eenvoudige en afzonderlijke elektrische inrichting voor het beïnvloeden van de inschakel-10 stroom door de zelfinductie wordt verkregen, die bovendien constructief onafhankelijk is, wat het nevenvoordeel met zich brengt dat bekende inrichtingen, bijvoorbeeld motoren, snel en eenvoudig kunnen worden voorzien van een inrichting volgens de uitvinding, zodat bijvoorbeeld bij het inschakelen van de elektromotor de rem daarvan op de hierboven beschreven 15 wijze snel wordt gelost. Verder vertoont de inrichting volgens de uitvinding een eenvoudige opbouw en grote bedrijfszekerheid, aangezien hij kortsluit-vast is. Mocht de zelfinductie kortgesloten zijn, dan liggen de beide condensatoren rechtstreekt aan de ingangsspanning en daardoor ontstaat een door de capacitieve impedantie van de beide condensatoren begrenste 20 stroom. Verder is de stroom door de zelfinductie, in tegenstelling tot de bekende uitvoering onafhankelijk van de mechanische belasting van de motor en daardoor van de motorstroom en hij hangt veeleer uitsluitend af van de voedingsspanning en de weerstand van de remspoel. In dat opzicht bestaat een verder belangrijk voordeel van de inrichting volgens de uitvinding 25 uit de geringe afhankelijkheid van veranderingen van de weerstand van de remspoel, die bijvoorbeeld kunnen worden veroorzaakt door temperatuurveranderingen. Als de remspoel bijvoorbeeld warmer wordt en de bijbehorende weerstandstijging vertoont, leidt dit ten gevolge van de afnemende stroombelasting tot een verhoging van de remspanning, zodat de door het toenemen 30 van de weerstand veroorzaakte afname van de remstroom gedeeltelijk wordt gekompenseerd.

Ter verbetering van het uitschakelgedrag kan verder volgens de uitvinding in de stroomkring die de beide buitenste aansluitingen van de condensatoren via de dioden verbindt een schakelaar zijn opgenomen, die bij voorkeur tussen 35 de beide dioden is aangebracht en met zijn ene aansluiting is verbonden met de fase van een spanningbron. Met deze schakelaar, die bij voorkeur op het tijdstip van uitschakelen van de motor aan de wisselstroomzijde wordt bediend, kan de uitschakelstroom verder nog aan de gelijkstroomzijde worden beinvloed, doordat de vrijloopstroomketen wordt onderbroken. Daarbij ontlaadt de 7915056 - 4 - uitschakelstroom de condensatoren respektievelijk hij laadt deze met omgekeerde polariteit, waarbij hij ten gevolge van de tegenspanning snel afneemt.

Daar de beide condensatoren met de zelfinductie een trillingkring 5 vormen die door de ohmse weerstand sterk wordt gedempt, ontstaat het verdere voordeel dat de sterk gedempte uitschakelschommelingen de remanentie in de ijzerkem van de zelfinductie verminderen.

Ter verbetering van het hierboven beschreven uitschakelgedrag van de in de vorm van een gedempte uitschakeltrilling uitstervende uitschakel-10 stroom kan verder volgens de uitvinding elke diode via een schakelaar zijn aangesloten op de ene fase van de spanningbron, waarbij de met de dioden verbonden aansluitingen van de beide schakelaars door middel van een weerstand zijn overbrugd. Deze uitvoering heeft het voordeel dat de kwaliteits-faktor van de trillingkring wordt verlaagd en daardoor ontoelaatbaar hoge 15 spanningen over de condensatoren worden voorkomen. Ook voert de sterkere demping met voordeel tot geringere amplituden van de uitschakelslingeringen van de uitschakelstroom.

Daarbij is essentieel dat de beide schakelaars tezamen voor een gelijke wisselstroomzijdige uitschakeling van de remspoel dienen. De 20 schakelaars zijn bij voorkeur uitgevoerd als elektromagnetische schakelaars en mechanisch en/of elektromechanisch met elkaar gekoppeld.

Verdere facetten, details en voordelen van de uitvinding blijken uit de volgende beschrijving van enige uitvoeringsvormen.

Fig. 1 toont een voor de zelfinductie geschakelde elektrische inrichting.

25 Fig. 2 toont de van een schakelaar voorziene uitvoering volgens fig. 1.

Fig. 3 toont de van twee schakelaars en een verdere weerstand voorziene inrichting volgens fig. 1.

Voor de met 2 /aangeduide remspoel uit fig. 1 is een elektrisch circuit 1 geschakeld. Zijn ingangsaansluitingen 3 worden verbonden met een niet 30 afgebeelde wisselspanningbron, die bijvoorbeeld ook de veldwikkeling van een elektromotor voedt. Dé uitgangen 4 van de inrichting 1 zijn verbonden met de beide aansluitingen van de als totaal met 2 aangeduide remspoel. Deze is als zuivere zelfinductie met ijzerkem en een daarmee in serie geschakelde weerstand 6 afgebeeld. De remspoel 2 trekt bij het inschakelen van de motor 35 een niet afgebeeld remelement, in de meeste gevallen een schijf, aan met een magnetische kracht, waardoor de zuiver mechanisch werkende rem wordt gelost of gelicht.

De inrichting 1 vormt een zogenaamde spanningverdubbelaar, ook wel aangeduid als dubbele enkelfasige gelijkrichter of zogenaamde "Delon-schakeling". 40 Hij bestaat uit twee met elkaar in serie en tezamen parallel aan de uitgang 7915056 - 5 - 4 geschakelde condensatoren 7, waarvan de middenaftakking 8 is verbonden met de ene fase 3a van een wisselspanningbron. De beide buitenste aansluitingen 9 van de condensatoren 7 zijn elk via een diode 10, 11 verbonden met de andere fase 3b van de wisselspanningbron, waarbij de diode 5 10 met zijn kathode en de diode 11 met zijn anode is verbonden met de fase 3b.

Fig. 2 komt overeen met de uitvoering 1 volgens fig. 1, echter met het verschil dat in de door de dioden 10, 11 gevormde vrijloop-stroomketen een schakelwar 12 is opgenomen die is aangebracht tussen de beide dioden 10 10, 11.

Ter verdere verbetering van het uitschakelgedrag ten opzichte van de inrichting volgens fig. 2 toont fig. 3 een verdere inrichting waarbij naast de schakelaar 12 een verdere schakelaar 13 is opgenomen in de vrijloop-stroomketen. Daarbij is elke diode 10, 11 via een schakelaar 12 respektieve-15 lijk 13 verbonden met de ene fase 3b van de wisselspanningbron. Verder zijn de beide aansluitingen aan de diodezijde van de schakelaars 12, 13 overbrugd door middel van een weerstand 14.

7915056

Claims (7)

1. Inrichting voor het sturen van het inschakelgedrag en uitschakel-gedrag van zelfinducties, zoals elektromagneten of dergelijke, in het bijzonder de inschakelstroom en uitschakelstroom van de met gelijkstroom 5 bekrachtigde remspoel van elektromagnetische remmen bij elektromotoren, met het kenmerk dat voor de zelfinductie (5,6) een als spanningverdubbelaar werkende dubbele enkelfasige gelijkrichterschakeling (1) is geschakeld.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat parallel aan de selfinductie (5,6) twee condensatoren (7) in serie zijn geschakeld, waarvan 10 de middenaftakking (8) rechtstreeks is verbonden met de ene fase (3a) en de buitenste aansluitingen (9) elk via een diode (10,11) zijn verbonden met de andere fase (3b) van een wisselspanningbron (3) , waarbij onderling verschillende elektroden van elke diode (10,11) met elkaar zijn verbonden.

3. Inrichting volgens conclusie 1, in het bijzonder conclusie 2, met het 15 kenmerk dat in de stroomkring (9,10,11) die de beide buitenste aansluitingen (9) van de condensatoren (7) via de dioden (10,11) met elkaar verbindt een schakelaar (12) is opgenomen.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de schakelaar (12) is opgenomen tussen de beide dioden (10,11) en met zijn ene aanslui- 20 ting is verbonden met de ene fase (3b) van de spanningbron.

5. inrichting volgens conclusie 1, in het bijzonder conclusie 2, met het kenmerk dat elke diode (10,11) via een eigen schakelaar (12,13) is aangesloten op de ene fase (3b) van de spanningbron, waarbij de met de dioden (10,11) verbonden aansluitingen van de beide schakelaars (12,13) 25 door middel van een weerstand (14) zijn overbrugd.

6. Inrichting volgens een der conclusies 3 tot en met 5, met het kenmerk dat de schakelaars (12,13) zijn uitgevoerd als elekromagnetische schakelaars.

7. Inrichting volgens een der conclusies 3 tot en met 6, met het kenmerk dat de schakelaar (12,13 mechanisch en/of elektromechanisch zijn gekoppeld. 7915056