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Schaltung für Drehstrom-Asynchronmotoren mit Gegenstrombremsung. Vorliegende
Erfindung betrifft eine Schaltung für Drehstrom-Asynchronmotoren mit Gegenstrombremsung,
bei der die Enden des Anlaßwiderstandes beim Einschalten zum Anlassen und beim Ausschalten
zum Bremsen so umgeschaltet werden, daß sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten
der Vorschaltwiderstand verkleinert wird, wobei gleichzeitig beim Ausschalten das
Drehfeld des Motors umgekehrt wird.
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Anwendungsgebiete für die Erfindung sind insbesondere elektrische
Bremsungen, z. B. für Hub- und Fahrwerke, Rollgänge u. dgl.
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Für Hubwerke, .die einen nicht selbst hemmenden Antrieb haben und
von Drehstrom-Asynchronmotoren angetrieben werden, hat man zur Bremsung im allgemeinen
zwei elektrische Schaltungen: die Schaltung für übersynchrones Senken und die Gegenstrombremsschaltung.
Die beiden Schaltungen sind durch folgende wesentliche Eigenschaften gekennzeichnet:
Bei
der Schaltung für übersynchrones Senken wird der Motor im Senksinne eingeschaltet
und von der Last durchgezogen. Er arbeitet hierbei als asynchroner Generator, liefert
also Energie ins Netz zurück, was als eine günstige Eigenschaft dieser Schaltung
bezeichnet werden muß. Dagegen ist die Regelfähigkeit nur begrenzt; sie hat ihre
untere Grenze dicht tiber der synchronen Drehzahl, ihre obere Grenze ist durch die
Drehkraft bestimmt, die die sinkende Last auf den Motor ausübt, und durch die Größe
der Widerstände iin Läuferstromkreis. Eine Regelung von der Synchrondrehzahl abwärts
tlis Null ist nicht möglich.
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Bei der Gegenstrombremsschaltung dagegen wird der Motor zum Senken
der Last im Hubsinne eingeschaltet und seine Drehkraft wird durch Widerstände im
Läuferstromkreis so weit geschwächt, daß er von der Last entgegen seinem. Drehfeld
durchgezogen wird. Hlierdurch ist es möglich, die Drehzahl zwischen 'Null und den
praktisch zulässigen höchsten Drehzahlen zu regeln. Der 'Nachteil dieser Schaltung
liegt darin, daß der Motor während der ganzen Senkzeit Arbeitsstrom aus dein Netz
nimmt, also unwirtschaftlich arbeitet.
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In folgendem wird als Beispiel eine Senkbremsschaltung l:eschriehen,
die die Vorteile der beiden bisher üblichen Schaltungen dadurch vereinigt, daß der
Motor während des größten Teiles des Senkweges als Asynchrongenerator auf das Netz
i, 2, 3 arbeitet, wobei also Energie zurückgewonnen wird, und nur auf dem letzten
Teil des Senkweges, wo gute Regelfähigkeit zum sanften Absetzen der Last erforderlich
ist, mit Gegenstrom gebremst wird. Das besondere Kennzeichen dieser Schaltung liegt
darin, daß jede Stellung auf der Senkseite des Steuerapparates beim Einschalten
Anlaßstellung, beim Zurückschalten jedoch Bremsstellung ist. Die Anordnung ist so
getroffen, daß beim Schalten in beiden Richtungen Widerstand abgeschaltet wird.
Die Schaltung selbst ist in der Abb. r dargestellt; sie wirkt so: Der Ständer des
Votors wird von den entsprechenden Kontakten des Steuerapparates io, 2o mit Hilfe
des Schützes i r ;in der Hubrichtung, des Schützes 2i in der Senkrichtung eingeschaltet.
Die Hubseite weicht nicht von den bekannten Schaltungen ab; der im Steuerapparat
befindliche Schleppschalter 4 ist ohne Wirkung, da er keine Spannung erhält. Der
Kippumschalter 5 wird durch die Spule 17, die vorübergehend beim Einschalten durch
das Kontaktstück g Strom erhält, nach links gelegt und schaltet den Anlaßwiderstand
5o so in den Läuferstromkreis, daß er beim Einschalten des Steuerapparates auf den
Stellungen I bis VI Heben io allmählich kurzgeschlossen wird. Beim Zurückschalten
bleibt diese Schaltung bestehen und der Widerstand wird stufenweise wieder vorgeschaltet.
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Beim Einschalten -in der Senkrichtung 2o erhält der Schleppschalter
4 über die Kontakthämmer 2, 3 Strom und ül:er 24, 25 auch die Spule 17 des Kippumschalters,
der wiederum nach links gelegt wird, falls er nicht schon diese Stellung einnimmt.
Über 2, 3 erhalten auch die Abhängigkeitskontakte 36, 37 und 38, 39 am Umschalter
5 Spannung; hei Linkslage dieses Umschalters 5 sind 36, 37 geschlossen und schalten
über 22, 23 das Schütz 21 ein, das den :Motor im Senksinne an das Netz legt. Dadurch
kommt eine übersynchrone Senkschaltung zustande, deren Widerstände auf den Senkstellungen
I bis VI stufenweise kurzgeschlossen werden, bis in der Stellung VI der Motor nahezu
synchron läuft. Beim Ausschalten bewegt sich zunächst der Schleppschalter .4 rückwärts
und schließt die Kontakte 14 und 15, während 24 und 25 unterbrochen sind.
Dadurch erhält die Spule 16 Strom und legt den Schalter sofort nach rechts. Hierdurch
werden die Widerstände 5o und 51 hintereinander :in den Läuferstromkreis gelegt;
der Sternpunkt des Widerstandes 50 wird jetzt von den Kontaktstücken VI gebildet.
Die Kontakte 36 und 37 werden geöffnet; dadurch wird der Stromweg für das Schützet
unterbrochen; die Kontakte 38 und 39 Zierden dagegen geschlossen und bereiten
den Stromkreis für das Schütz i i vor, das den Motor ;im Hubsinne einschaltet, sobald
das Schütz 21 abgefallen ist und seine Abhängigkeitskontakte 12, 13 geschlossen
sind. In der so hergestellten Schaltung tritt eine Bremsung mit Gegenstrom ein,
die beim Zurückschalten in die Stellung l immer stärker wird, da durch die Kontaktstücke
VI bis I wiederum Widerstand kurzgeschlossen wird. Der Widerstand 51 soll eine zu
scharfe Bremsung verhindern; seine Größe richtet sich nach dem Wirkungsgrad des
Getriebes und der gewünschten Verzögerung.
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Die Schaltung kann auch in der Weise ausgebildet werden, daß die Bremsschaltung
beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl durch einen Fliehkraftschalter selbsttätig
hergestellt wird; durch allmähliches Zurückschalten auf Null läßt sich dann wiederum
die Drehzahl feinstufig regeln.
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Aus der beschriebenen Schaltung läßt sich eine Bremsschaltung für
Fahrwerke entwickeln, die in ähnlicher Weise gestattet, auf jeder Fahrtstellung
@in beiden Fahrtrichtungen eine Gegenstrombremsung zu erzielen. In dem Ausführungsbeispiel
nach der Abb.2 ist zunächst eine gewöhnliche Fahrschaltung gezeichnet, bei der die
Stufen des Anlaßwiderstandes 5o ein der üblichen Weise beim Ein-und Ausschalten
ab- oder zugeschaltet werden.
Außerdem ist links eine Umschaltwalze
35 angeordnet, die zwei Stellungen hat: Fahren A und Bremsen B. In der Stellung
»Fahren« erhält die Hauptwalze über 3i und 32 der Umschaltwalze Strom nach 3 oder
7; bei der Vorwärtsfahrt geht der Strom von 7 über 8, 13, 12 zur Spule des Schützes
für Vorwärtsfahrt i i ; dieses schaltet den Motor im Vorwärtsdrehsinne ein. Je nach
der Stellung der Schaltwalze ist ,im Läufer mehr oder weniger Widerstand eingeschaltet.
Um nun zu bremsen, stellt man die Umschaltwalze 35 auf B. Hierdurch wird zunächst
wiederum der Läufer unter Zwischenschaltung des Zusatzwiderstandes 51 an das andere
Ende des Anlaßwiderstandes gelegt, gleichzeitig wird bei 31, 32 unterbrochen, und
31 wird mit 32 verbunden. Das Schütz i i wird stromlos, fällt ab und schließt seinen
Abhängigkeitskontakt 22, 23. Über 31, 32, 41, 42, 44, 45, 22, 23 erhält das Schütz
21 Strom, zieht an und schaltet den Motor im entgegengesetzten Drehsinne ein, so
daß er gebremst wird. 4o ist ein von der Umdrehung der Motorwelle abhängiger Fliehkraftschalter,
der das Schütz 21 abschaltet, wenn die Drehzahl weit genug gesunken ist; eine Gegenbewegung
kann nicht eintreten.
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Diese Fahrbremseinschaltung kann auch so ausgebildet werden, daß ein
am Steuerapparat angebrachter Schleppschalter die Bremsschaltung beim Zurückschalten
herstellt, ähnlich wie dies bei der Hubschaltung beschrieben wurde. Ferner kann
die Bewegung der Umschaltwalze von der Hauptwalze abhängig gemacht werden, so daB
man beispielsweise beim Umschalten auf »Bremsen« eine Kraft aufspeichert, z. B.
eine Rückstellfeder spannt, die die Umschaltwalze beim ,Zurückschalten der Hauptwalze
auf Null selbsttätig wieder auf »Fahren« stellt. Außerdem kann die Bremswirkung
auf einen bestimmten Teil des Schaltweges der Hauptwalze beschränkt werden. Bei
Fahrwerken, die geneigte Strecken zu durchlaufen haben, kann das Einsetzen der Bremswirkung
ebenfalls von einem FLiehkraftschalter abhängig gemacht werden.