DE1145706B - Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Gleichstromneben-schlussmotors - Google Patents

Description

• Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Gleichstromnebenschlußmotors Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Gleichstromnebenschlußmotors, dessen Ankerstromkreis über ungesteuerte Gleichrichter aus einem ein-oder mehrphasigen Wechselstromnetz mit einer für die geforderte Drehzahl notwendigen Ankerspannung über einen Stelltransformator und einen durchflutungsgesteuerten, spannungssteuernden, magnetischen Verstärker in Selbstsättigungsbrückenschaltung mit Gleichstromausgang gespeist wird. Gleichstromnebenschlußmotoren lassen. sich bekanntlich in der Drehzahl durch Veränderung des Erregerstromes und durch Veränderung der Ankerspannung beeinflussen. Da die Leistung in Erregerstromkreis meistens nur wenige Prozent der Motorleistung beträgt, bereitet die Änderung des Erregerstromes im allgemeinen wenig Schwierigkeiten. Sie ist aber häufig, beispielsweise beim Ausgleich des lastbedingten Drehzahlabfalls, ungünstig, da sie wegen der Trägheit des Feldes leicht zu Unstabilitäten führt. Für viele Fälle ist daher eine Drehzahlbeeinflussung durch Änderung der Ankerspannung vorteilhafter. Dafür sind Schaltungen bekannt, die mit steuerbaren oder mit nicht steuerbaren Gleichrichterelementen arbeiten. Im letztgenannten Fall werden als Gleichrichterelemente vorzugsweise Trockengleichrichter benutzt in Verbindung mit Steiltransformatoren oder magnetischen Verstärkern.
• Der Vorteil der Stelltransformatoren liegt in der wohlfeilen Ausführung und dem günstigen Leistungsfaktor. Ein Nachteil. ist der hohe Drehzahlabfall beim Übergang von Leerlauf auf Vollast. Ein weiterer Nachteil ist die Forderung, daß das Drehzahlstellglied eine mechanische Verbindung mit dem Steiltransformator haben muß. Nachlaufregelungen für die Verstellung des Stelltransformators haben sich bisher für Antriebe wenig eingeführt, da sie im allgemeinen nicht in der Lage sind, die Drehzahlschwankungen genügend schnell auszugleichen.
• Die meisten der eben erwähnten Nachteile werden vermieden, wenn man die Ankerspannung einem magnetischen Verstärker, vorzugsweise einem durchflutungsgesteuerten, spannungssteuernden, magnetischen Verstärker in Selbstsättigungsbrückenschaltung mit Gleichstromausgang, entnimmt. Ein magnetischer Verstärker läßt sich leicht aus der Ferne steuern, auch macht im allgemeinen der Ausgleich des Drehzahlabfalls keine größeren Schwierigkeiten. Ein Nachteil ist der ungünstige Leistungsfaktor. Ferner sind, um mit kleinen Steuerleistungen auszukommen, hochnickellegierte Bleche erforderlich. Bei Verwendung von normalen Dynamoblechen sind große Steuerleistungen nötig, so daß in vielen Fällen wegen dieser großen Steuerleistung magnetische Verstärker aus wirtschaftlichen Gründen nicht einsatzfähig sind.
• Es sind bereits Anordnungen zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl von Gleichstromnebenschlußmotoren, deren Ankerstromkreise über Gleichrichter aus einem Wechsel- oder Drehstromnetz gespeist werden, bekannt, bei denen die Größe der für die geforderte Nenndrehzahl notwendigen Ankerspannung mittels eines Steiltransformators eingestellt wird und nur Abweichungen von dieser Nenndrehzahl durch Änderung der Durehflutung von in Reihe zu den Gleichrichterelementen geschalteten Drosselspulen ausgeglichen werden, wobei in einem beschränkten Bereich die Drosselspulen in Verbindung mit den Gleichrichtern als magnetischer Verstärker in Selbstsättigungsschaltung wirken. Dies erfordert jedoch eine sehr große Erhöhung des Aufwandes, der in vielen Fällen nicht zu vertreten ist.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Vorteile beider Möglichkeiten zu vereinigen unter weitgehender Vermeidung der Nachteile. Dies läßt sich bei einer Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Gleichstromnebenschlußmotors, dessen Ankerstromkreis über ungesteuerte Gleichrichter aus einem ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetz mit einer für die geforderte Drehzahl notwendigen Ankerspannung über einen Steiltransformator und einen durchflutungsgeseuerten, spannungssteuernden, magnetischen Verstärker in Selbstsättigungsbrückenschaltung mg Gleichstromausgang gespeist wird, nach der Erfindung dadurch erreichen, daß der magnetische Verstärker je Netzphase nur .erzne vormagnetisierbate Dtossalspule in Reihe mit einem Gleichrichter der Gleichrichferschaltung enthält.
• Die Anwendung derartiger Anordnungen nach der Erfindung ist besonders für die Fälle gedacht, bei denen die Größe der Oberwellen im Laststrom keinen Einfluß auf dein Betneb ausübt. Wenn auch bei einer solchen Anordnung die magnetischen Verstärker für eine doppelt so große Leistung ausgelegt werden müssen, so tritt aber dennoch eine Ersparnis ein, weil die Kosten der magnetischen Verstärker bei größeren Typenleistungen kleiner werden.
• Damit der Steuerstrom bei" der Aussteuerung des magnetischen Verstärkers während des Steuervchrganges nur in einer Richtung wirken muß, ist eine entsprechende Vormagnetisierung erforderlich. Hierzu ist eine Gleichstromquelle nötig, die gut abgedrosselt sein muß. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann für diese Vormagnetisierung der Erregerstrom des Gleichstrommotors .herangezogen werden. Die Erregerwicklung des Gleichstrommeters wird .in diesem Fall mit den Vormagmetisierungswicklungen des magnetischen Verstärkers in Reihe geschaltet. Dadurch spart man eine zusätzliche Spannungsquelle und eine Drosselspule, da die Erregerwicklung des Gleichstromnebenschlußmotors eine große Induktivität hat und die Wirkung der Drosselspule übernimmt. Besonders vorteilhaft wird diese Maßnahme, wenn zur Erhöhung der Drehzahlkonstanz der Erregerstrom unabhängig von der Spannung, Frequenz und Erviärmung der Wicklung konstant gehalten wird. Bei derartige. Anordnungen haben aber urgesteuerte Trokkengleichrichter beim Einschalten den Nachteil, daß sie entweder für große Stromstöße zugelassen sein müssen. oder Anlaßwiderstände nötig säd. Dieser Nachteil läßt sich aber in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vermeiden durch die Umschaltung der Drosselspulen des magnotischen Verstärkers aus den Gleichstrompfade. der Gle chriehrterschaltung in die zugehörigen Wechselstrompfade beim Anlassen des Motors. Sie vermindern dadurch die an den Trokkengleichrichtern wirksame Wechselspannung. Diese Wirkung läßt sich noch dadurch vembesseTn, daß im Dauerbetrieb parallelgeschaltete Drosselspulen des ni agnetisehen Verbeärkers beim Anlassen des Motors zunächst parallel zueinander und dann als Anlaßstufen in Reihe zueinander in die Wechselstaompfade geschaltet werde.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Gleichstromnebenschlußmotors, dessen Ankerstromkreis über urgesteuerte Gleichrichter aus einem ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetz mit einer für die geforderte Drehzahl notwendigen Ankerspannung über wen Stelltransformator und einen durchflutungsgesteuerten, spannnungssteuernden, magnetischen Verstärker in Selbstsättigungsbrückenschaltung mit Gleichstromausgang gespeist wird, . dadurch, ,.gekennzeichnet, daß der magnetische Verstä*ei;n,jwe Netzphase nur eine vormagnetisierbare Drosee& spule in Reihe mit einem Gleichrichter der Gleich,,,-richterschaltung enthält.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ne 7 kennzeichnet, daß der Magnetverstärker dusch den Erregerstrom des Gleichstrommotors vormagnetisiert wird..,
3. 3. Anordnung nach denn Ansprüchen 1 und.; 7; gekennzeichnet durch die UmscrhgIuug, ; ' der Drosselspulen des magnetischen Verstärkers au# den Gleichstrompfaden der Gleichrichtersahaltung in die zugehörigen Wechselstrompfade beim Ans lassen des Motors.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Dauerbetrieb pagllel schaltete Drosselspulen des magnetischen,; ;V',;, stärkers beim Anlassen des Motors zunächst gab allel zueinander und dann als Anlaßstufen in. Reihe zueinander in die Wechselstrompfade, g schaltet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 265 642; USA.-Patentschriften Nr. 2 482101, 2100,7,;5;-AEG-Mitteilungen 1951, S. 229; Electrical Engineering, Juni 1950, S. 542.