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.Arrangement for controlling or regulating the speed of a direct current shunt motor
The invention relates to an arrangement for controlling or regulating the speed
a direct current shunt motor, whose armature circuit is via uncontrolled rectifier
from a single- or multi-phase alternating current network with one for the required speed
necessary armature voltage via a variable transformer and a flow-controlled,
voltage-controlling, magnetic amplifier in a self-saturation bridge circuit
is fed with direct current output. Leave DC shunt motors. themselves
as is well known in the speed by changing the excitation current and by changing it
influence the armature voltage. Since the power in the excitation circuit mostly only
is a few percent of the motor power, prepares the change in the excitation current
generally few difficulties. But it is common, for example when compensating
the load-related drop in speed, unfavorable because it is due to the inertia of the field
easily leads to instabilities. In many cases there is therefore an influence on the speed
more advantageous by changing the armature voltage. Circuits are known for this,
that work with controllable or non-controllable rectifier elements.
In the latter case, dry rectifiers are preferably used as rectifier elements
used in conjunction with step-up transformers or magnetic amplifiers.
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.The advantage of variable transformers lies in their inexpensive design
and the favorable power factor. A disadvantage. is the high speed drop in
Transition from idling to full load. Another disadvantage is the requirement that
the speed control element have a mechanical connection with the step-up transformer
got to. Follow-up regulations for the adjustment of the variable transformer have been used so far
little introduced for drives because they are generally not able to handle the
Compensate for speed fluctuations quickly enough.
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.Most of the disadvantages just mentioned are avoided if one
the armature voltage to a magnetic amplifier, preferably a flow-controlled,
voltage-controlling, magnetic amplifier in a self-saturation bridge circuit
with direct current output. A magnetic amplifier can easily be left out
control remotely, and in general, the compensation of the speed drop does not
greater difficulty. One disadvantage is the unfavorable power factor. Further
In order to get by with small tax payments, high-nickel alloy sheets are required.
When using normal dynamo sheets, large control outputs are necessary, see above
that in many cases, because of this large control power, magnetic amplifiers are out
are not operational for economic reasons.
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.There are already arrangements for controlling or regulating the speed
of DC shunt motors, whose armature circuits are made via rectifiers
an alternating or three-phase network are known, in which the size
the armature voltage required for the required nominal speed by means of a step-up transformer
is set and only deviations from this nominal speed by changing the
Flooding of choke coils connected in series with the rectifier elements
be balanced, with the choke coils in connection in a limited area
with the rectifiers as a magnetic amplifier in a self-saturation circuit
works. However, this requires a very large increase in the effort, which in many
Cases is not responsible.
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.The invention is now based on the object, the advantages of both
Unite possibilities while largely avoiding the disadvantages. This leaves
in an arrangement for controlling or regulating the speed of a direct current shunt motor,
its armature circuit via uncontrolled rectifier from a single or multi-phase
AC network with an armature voltage necessary for the required speed
via a step-up transformer and a flow-controlled, voltage-controlling,
magnetic amplifier in self-saturation bridge circuit mg DC output
is fed, achieve according to the invention in that the magnetic amplifier
per line phase
only
with a rectifier containing the rectifier circuit.
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.The use of such arrangements according to the invention is particular
intended for those cases in which the size of the harmonics in the load current has no effect
exercising on your prayers. Albeit with such an arrangement the magnetic amplifiers
must be designed for twice as much power, but still occurs
a saving, because the costs of the magnetic amplifier with larger type outputs
get smaller.
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.So that the control current at "the modulation of the magnetic amplifier
only has to act in one direction during the control cycle is a corresponding one
Pre-magnetization required. This requires a direct current source, which is good
must be throttled. In a further development of the inventive concept, premagnetization can be used for this
the excitation current of the DC motor .be used. The excitation winding
of the DC meter, in this case with the pre-magnetization windings
of the magnetic amplifier connected in series. This saves an additional one
Voltage source and a choke coil, as the excitation winding of the direct current shunt motor
has a large inductance and takes over the action of the choke coil. Particularly
This measure is advantageous if the excitation current is used to increase the constant speed
kept constant regardless of the voltage, frequency and heating of the winding
will. With such. However, arrangements have primary controlled dry rectifiers
Switching on has the disadvantage that it can either be approved for large power surges
have to. or starting resistors necessary säd. This disadvantage can be further
Avoid refinement of the inventive concept by switching the choke coils
of the magnotic amplifier from the direct current paths. the synchronous circuit
into the associated alternating current paths when the engine is started. You thereby decrease
the AC voltage effective at the dry rectifiers. This effect can be
still thereby vembesseTn that in continuous operation parallel-connected choke coils of the
ni agnetisehen amplifier when starting the engine initially parallel to each other
and then connected in series to one another in the alternating current paths as starting stages
will.