DE616852C - - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1935

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d² GRUPPE 39oi

A 65947 Vlllbj'2id² Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 11. Juli 1935

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Schaltung zum schnellen Stillsetzen von ständer- oder läufergespeisten Drehstromnebenschluß-Kommutatormotoren

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Mai 1932 ab

Um Arbeitsmaschinen, die von Drebstromnebenschluß-Kommutatoren angetrieben werden, möglichst schnell stillzusetzen, werden allgemein mechanische Bremsen vielfach in Verbindung mit magnetischen Bremslüftern verwendet. Derartige Einrichtungen sind nicht nur umständlich und teuer, sondern auch einem erheblichen Verschleiß unterworfen.
Es ist nun zwar bereits bekannt, daß Mehrphasen-Kommutatormotoren zu nutzbarem Bremsen veranlaßt werden können, weil bei ihnen die zeitliche Phasenverschiebung Hand in Hand mit einer räumlichen Verlegung der Felder geht. Im vorliegenden Falle handelt es sich aber nicht darum, eine Nutzbremsung zu erzielen, sondern vielmehr darum, die von einem Drehstromnebenschluß-Kommutatormotor angetriebenen Arbeitsmaschinen möglichst schnell stillzusetzen.

zo Dies ermöglicht die Erfindung unter Vermeidung der obenerwähnten Nachteile dadurch, daß mindestens ein Kurzschlußkreis gebildet wird und die Ständer- und Läuferachse der in dem Kurzschlußkreis bzw. in den Kurzschlußkreisen eingeschalteten Wicklungen einen derartigen Winkel miteinander einschließen, daß eine Selbsterregung der Maschine eintritt.

Beim ständergespeisten Motor mit einfächern Drehtransformator und Bürstenverschiebung ergibt sich erfindungsgemäß eine sehr einfache Bremsschaltung, wenn man beim Abschalten des Motors vom Netz oder kurz danach die primäre Wicklung des Drehtransformators, welche in der Regel die Lauferwicklung ist, gleichzeitig von der primären Ständerwicklung des Motors abtrennt. Diese sehr einfache Schaltung hat ihre höchste Bremswirkung zwischen 90 elektrischen Graden des Drehtransformators unterhalb und 120 elektrischen Graden oberhalb der Synchronstellung, was etwa 80 °/₀ des Drehzahlbereiches entspricht. Diese Bremswirkung kommt dadurch zustande, daß in der synchronen Bürstenstellung die Bürstenachsc senkrecht zur Ständerachse der Motorhilfswicklung steht, und muß daher in den unter- und übersynchronen Bürstenstellungen, in denen Bürstenachse und Ständerachse übereinstimmen, allmählich verschwinden.

Diese einfachste Schaltung sei an Hand der Abb. 1 erläutert. Hierin bedeuten a die Ständerhauptwicklung, c die Ständerhilfswicklung und e die Läuferwicklung des Drehstromnebenschluß-Kommutatormotors und b die Läuferwicklung des Drehtransformators, der über den Schalter g parallel zur Ständerhauptwicklung α des Motors liegt. Die Ständerwicklung c des Drehstromnebenschluß-Kommutatormotors liegt in Reihe mit der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erhnder angegeben worden:

Georg Günner in Berlin-Siemensstadt.

Ständerwicklung d des Drehtransformators an dem Läufer e des Motors. Durch gleichzeitiges öffnen des Netzschalters / und des Schalters g tritt die unter- und übersynchrone Bremswirkung auf, deren Maximum im Synchronismus liegt. Bei dieser einfachen Schaltung ist bei der kleinsten und höchsten Drehzahlstellung eine Bremswirkung nicht vorhanden.

ίο Um nun in den unter- und übersynchronen Regelstellungen ebenfalls eine Bremswirkung zu erreichen, kann man erfindungsgemäß entsprechend den unter- und übei synchronen Regelstellungen, bei denen die Stillsetzung

*5 des Motors erfolgt, eine zyklische Vertauschung der Bürstenkabel im einen oder anderen Sinne vornehmen. Die Bremswirkung liegt dann je nach zyklischer Vertauschung um 120 elektrische Grade unter- oder übersynchron. Dieselbe Wirkung kann man auch erzielen, wenn man an Stelle der Bürstenkabel die Zuleitungen zum Läufer des Drehtransformators, zyklisch miteinander vertauscht, wieder mit der Ständerhauptwicklung des Motors verbindet. Voraussetzung ist hierbei, daß der Fluß der Ständerhilfswicklung verhältnismäßig klein ist gegenüber dem Fluß der Ständerhauptwicklung. Die letztgenannte Anordnung hat den Vorteil, daß die erforderlichen Schaltapparate für den viel geringeren Läuferstrom des Drehtransformators zu bemessen sind, außerdem ergibt sich auch noch eine größere Überlappung zwischen den Bremsbereichen der einzelnen Schaltun-SS gen, wie Versuche bestätigt haben. Bei Motoren mit Sechsbürstenschaltung ergibt sich fernerhin noch der besondere Vorteil, daß die Schaltapparate nur dreipolig statt sechspolig ausgeführt zu werden brauchen.

Die Abb. 2 zeigt eine über die höchste und mittlere Regelstellung erweiterte Schaltung, die in Verbindung mit Druckknöpfen und Schützen arbeitet. Durch den Druckknopf i wird der Motor über die Schütze f und ? für den normalen Betrieb eingeschaltet. Die Bremsschaltung wird hier selbsttätig durch die Betätigung des Haitedruckknopfes k eingeleitet. Je nach der Regelstellung wird der durch Nocken oder Anschläge vom Drehtransformator oder von der Bürstenbrücke betätigte Druckknopfschalter 1 geöffnet oder geschlossen. Im -vorliegenden Falle ist dieser Schalter 1 für den übersynchronen Regelbereich geschlossen. Das Schütz h stellt daher beim Ansprechen, d. h. bei der Betätigung des Haitedruckknopfes k die zyklisch vertauschte Verbindung zwischen der Ständerhauptwicklung und dem Läufer des Drehtransformators selbsttätig her.

In gleicher Weise läßt sich auch die Bremsschaltung auf die kleinste Drehzahlstellung erweitern. Es ist zu diesem Zweck lediglich ein weiterer Schaher K und ein weiterer Druckknopfschalter V vorzusehen.

Für den untersynchronen Drehzahlbereich bei der Regelstellung um 180 elektrische Grade vom Synchronismus wird erfindungsgemäß auch dadurch eine Bremswirkung erreicht, daß zunächst nur die Ständerhauptwicklung des Motors abgeschaltet wird, während die primäre Lauf er wicklung des Drehtransformators zunächst eingeschaltet bleibt. Diese Anordnung ist besonders für Antriebe von Spinnmaschinen sehr geeignet, bei denen die Abschaltung bei kleinster Drehzahlstellung erfolgt. Für den über synchronen Drehzahlbereich ist der Läufer des Drehtransformators vom Netz abzuschalten und zyklisch vertauscht mit der Ständerhauptwicklung des Motors wieder zu verbinden. In vielen Fällen, in denen der ganz& Regelbereich nicht voll ausgenutzt wird, genügt die einfache Abschaltung des Drehtransformatorläufers von der Ständerhauptwicklung des Motors.

Eine derartige Bremsschaltung für den ganzen Regelbereich zeigt die Abb. 3. Für den normalen Betrieb des Motors sind die Schalter f und g geschlossen, der Schalter h offen. Die Bremsschaltung für die kleinste Drehzahlstellung ergibt sich dadurch, daß nur der Schalter f geöffnet wird, während der Schalter g geschlossen bleibt. Eine Brems-Vv irkung ergibt sich hierbei bis etwas oberhalb der synchronen Drehzahlstellung. Von dieser ab bis zur höchsten Drehzahlstellung ist auch der Schalter g zu öffnen und der Schalter h zu schließen; durch letzteren wird die zyklisch vertauschte Verbindung für den übersynchronen Drehzahlbereich hergestellt. Bei Spinnmaschinenantrieben, bei denen in der Regel die Abschaltung ausschließlich in der kleinsten Drehzahlstellung erfolgt, kann also der Schalter h für die zyklische Verbindung des Motorständers mit dem Drehtiansformatorläufer fortfallen.

Sinngemäß lassen sich diese Schaltungen auch bei allen übrigen Arten von ständergespeisten Drehstromnebenschluß-Kommutatormotoren, z. B. bei solchen mit Ständeranzapfungen und solchen mit Doppeldrehtransformatoren sowie bei läufergespeisten Drehstromnebenschluß - Kommutatormotoren, anwenden. Bedingung für das Eintreten der Kurzschlußspannung ist nur, daß die Ständer- und Läuferachse der im Kurzschlußkreis eingeschalteten Wicklungen einen derartigen Winkel einschließen, daß eine Selbsterregung der Maschine eintritt.

Bei läufergespeisten Motoren beispielsweise, die bekanntlich immer in Sechsbürstenschaltung ausgeführt werden, ist für die Bremsschaltung in Synchronismusnähe nur

ein zweipoliger Schalter erforderlich, womit ein Sternpunkt je nach der Drehrichtung für die Standerwicklung hergestellt wird. Für den erweiterten unter- und übersynchronen Regelbereich ist in entsprechender Weise wie beim ständergespeisten Motor eine zyklische Vertauschung der drei anderen Läuferkabel erforderlich. Besonders bei den läufergespeisten Motoren ist es vorteilhaft, die Bremsschaltung in einer bestimmten Reihenfolge herzustellen, z. B. zuerst das Schließen des Sternpunktes und dann die Abschaltung des Motors vom Netz vorzunehmen. Hiermit wird vor allem das schnelle Abklingen der Remanenz bei Wechselstrommotoren vermieden und eine sichere Selbsterregung gewährleistet.

Ein Beispiel der Bremsschaltung für den läufergespeisten Motor zeigt die Abb. 4.

α ist die primäre Läuferwicklung; b ist die auf dem Läufer vorgesehene Gleichstromwicklung, und c ist die im Ständer angeordnete Sekundärwicklung. Der Schalter f ist bei Betrieb ausgeschaltet, und der Umschalter g liegt in der Betriebsstellung. Bei der Bremsstellung wird in der synchronen Bürstenstellung praktisch einen Augenblick vor Abschaltung des Motors vom Netz der Schalter f eingelegt. In den übersynchronen Bürstenstellungen ist außerdem der Umschalter g auf Bremsung umzuschalten.

In der Abb. 4 ist lediglich die Bremsschaltung für Synchronismusnähe und übersynchronen Bereich dargestellt. Für den untersynchronen Bereich müßten weitere Bremskontakte vorgesehen werden, durch die eine zyklische Vertauschung der Läuferkabel X₀, Y₀ und Z₀ im entgegengesetzten Sinne wie beim übersynchronen Geschwindigkeitsbereich erzielt werden kann.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltung zum schnellen Stillsetzen von ständer- oder läufergespeisten Dreh-Stromnebenschluß - Kommutatormotoren, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kurzschlußkreis gebildet wird und die Ständer- und Läuferachse der in dem Kurzschlußkreis bzw. in den Kurzschlußkreisen eingeschalteten Wicklungen miteinander einen derartigen Winkel einschließen, daß eine Selbsterregung der Maschine eintritt.

2. Schaltung nach Anspruch 1 zum

schnellen Stillsetzen von ständergespeisten Drehstromnebenschluß-Kommutatormotoren mit Drehtransformator, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwicklung des Drehtransformators gleichzeitig oder kurz nach dem Abschalten des Motors vom Netz in der Gegend der Stellung für die synchrone Drehzahl vom Ständer des Motors und Netz abgeschaltet wird.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Stillsetzen in der kleinsten untersynchronen Drehzahl die Läuferkabel des Motors in dem einen Sinne zyklisch vertauscht, zum Stillsetzen in der äußersten übersynchronen Drehzahl in entgegengesetztem Sinne zyklisch vertauscht werden.

4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Stillsetzen in der kleinsten untersynchronen Drehzahl der Läufer (Primärteil) des Drehtransformators in dem einen Sinne zyklisch vertauscht mit der Ständerhauptwicklung (Primärteil) des Motors verbunden, zum Stillsetzen in der größten übersynchronen Drehzahl im entgegengesetzten Sinne zyklisch vertauscht mit der Ständerhauptwicklung des Motors verbunden wird.

5. Schaltung nach Anspruch 1 zum schnellen Stillsetzen von läufergespeisten Drehs tromnebenschluß-Kommutatormotoren, dadurch gekennzeichnet, daß für die sekundäre Ständerwicklung kurz vor dem Abschalten oder gleichzeitig mit dem Abschalten des Motors ein Sternpunkt je nach der Drehrichtung hergestellt wird.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbereich durch zyklische Vertauschungen der Sekundärleitungen je nach der Bürstenstellung erweitert wird.

7. Schaltung zum schnellen Stillsetzen von ständer- oder läufergespeisten Drehstromnebenschluß-Kommutatormotoren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußschaltung durch einen Haitedruckknopf in Verbindung mit Schützen selbsttätig eingeleitet und entsprechend den Drehzahlstellungen durch kleine Hilfsschalter, welche durch Nocken oder Anschläge vom Drehtransformator oder der Bürstenbrücke betätigt werden, selbsttätig endgültig hergestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen