DE933940C - Einrichtung zur Umkehr der Drehrichtung von laeufergespeisten Drehstrom-Nebenschlussmotoren mit Phasenkompensation - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Umkehr der Drehrichtung von läufergespeisten Drehstrom-Nebenschlußmotoren mit Phasenkompensation Beim läufergespeisten Drehstrom-Nebenschlußmotor erfolgt bekanntlich die Drehrichtungsumkehr dadurch, daß in der Zuleitung vom Netz zu den Schleifringen zwei Phasen vertauscht werden. An der Bürstenbrücke selbst sind, falls nicht Phasenkompensation verlangt wird, keinerlei Verstellungen erforderlich; der Motor arbeitet in beiden Drehrichtungen mit der gleichen Bürstenstellung, vorausgesetzt, daß sich die Bürstenbrücke in der sogenannten Symmetriestellung befindet. Hierbei ist die durch die Lage der Bürsten gegebene Achse jeder Phase in der Kommutatorwicklung gleichachsig mit der Lage der zugehörigen Phase der Ständerwicklung; einander entsprechende Spannungen der Kommutatorwicklung und der Ständerwicklung sind also gleichachsig, der Motor arbeitet mit reiner Drehzahlregelung ohne Phasenkompensation.
• Soll der Motor mit Phasenkompensation betrieben werden, so müssen beide Bürstenbrücken im untersynchronen Bereich entgegen dem Drehsinn, im übersynchronen Bereich im Drehsinn verschoben werden, d. h. es sind in diesem Fall die Stellungen der Bürstenbrücken für Rechts- und Linkslauf verschieden. Bei Umkehr der Drehrichtung müssen also außer der Phasenvertauschung in der Netzzuleitung die über einen gemeinsamen Steuerantrieb mechanisch gekuppelten Bürstenbrücken in eine andere Ausgangsstellung gebracht werden.
• Nach der Erfindung wird dies in besonders einfacher Weise dadurch ermöglicht, daß die für den Rechts- und Linkslauf erforderliche verschiedene Einstellung der Bürstenbrücken relativ zur Ständerwicklung durch Verdrehung oder Umkehr der Richtung der magnetischen Achse der Ständerwicklung mittels Umschaltungen an der Ständerwicklung herbeigeführt wird. Da die genannten Mittel sämtlich ohne weiteres durch Fernantrieb zu beherrschen sind und ein mechanischer Eingriff in den Motor an Ort und Stelle bei der Umschaltung nicht nötig ist, eigenen sich die erfindungsgemäßen Einrichtungen besonders für ferngesteuerte Umkehrantriebe mit läufergespeisten Drehstrom-Nebenschlußmotoren.
• In den Fig. i und 2 der Zeichnung ist zunächst die Wirkungsweise der Umkehr der Drehrichtung des Nebenschlußmotors bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung seiner Phasenkompensierung näher erläutert. u, x bedeuten die Bürsten einer Phase, a ist die zugehörige Ständerwicklung mit den Anschlüssen U und X, der mit n bezeichnete Pfeil bedeutet den jeweiligen Drehsinn des Motors. Fig. I gibt die Stellung wieder, die die Bürsten bei untersynchronem Rechtslauf in der Ausgangslage (Bürstenstellung für niedrigste Drehzahl) einnehmen müssen, wobei sie um den Winkel a entgegen dem Drehsinn der Maschine gegen die Ständerwicklungsachse verschoben sind. Fig. 2 zeigt die entsprechende, für untersynchronen Linkslauf notwendige Bürstenstellung, bei der die Bürsten um den Winkel a ebenfalls entgegen dem Drehsinn der Maschine gegen die Ständerwicklungsachse verschoben sind. Fig. 3 zeigt die Stellung der . Bürsten für übersynchronen Lauf in der Ausgangsstellung (Bürstenstellung für höchste Drehzahl), wobei entsprechend den praktischen Erfordernissen auf eine Phasenkompensation verzichtet ist. und die Bürsten sowohl für Rechts- als auch für Linkslauf in gleicher Ausgangslage stehen.
• Bei ungleicher Geschwindigkeit der Bürsten u, x kann man - wie bekannt - die Umstellung der Bürsten von Rechts- (Fig. i) auf Linkslauf (Fig. 2) und umgekehrt durch Verschieben der Bürsten über die für- Rechts- und Linkslauf gemeinsame übersynchrone Einstellung (Fig. 3) hinaus erhalten, wobei die Bürstenbrücken mit ihrem Antrieb unverändert gekuppelt bleiben und ihre Bewegung durch die gleichen Mittel erfolgt wie bei der Drehzahlregelung innerhalb gleichbleibender Drehrichtung: Die Steuereinrichtung des Motors muß nur so eingerichtet werden, daß bei Drehrichtungsumkehr der Verstellmotor für die Bürstenbrücken jeweils so weit durchläuft, bis die Bürstenbrücken aus der Einstellung für die eine Drehrichtung über die übersynchrone Bürstenstellung hinaus in die Ausgangsstellung für die andere Drehrichtung gelangt sind. Erst dann kann die Einschaltung des Motors wieder vorgenommen werden.
• Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine örtliche Verstellung der Bürsten selbst bei der Drehrichtungsumkehr des Motors nicht erforderlich ist. Die jeweils für Rechts- und Linkslauf verschiedene Relativlage zwischen Bürsten- und Ständerwicklungsachse wird hier durch Verstellen der letzteren im wesentlichen auf elektrischem Weg herbeigeführt. Zu diesem Zweck wird jede Phase der Ständerwicklung mit zwei abwechselnd einschaltbaren Wicklungen oder Wicklungsteilen versehen, durch deren Einschalten jeweils eine in dem einen oder anderen Sinn gegenüber der Bürstenachse verdrehte Ständerwicklungsachse erhalten wird. Nach Fig. 4 ist das eine Ende der Ständerwicklungsphase a an zwei in V-Schaltung geschaltete . Hilfswicklungsteile m, n angeschlossen, die mit ihren freien Enden zu zwei abwechselnd zu betätigenden Schaltern l und r geführt sind. Durch diese Schalter kann die Ständerwicklung a jeweils über die eine oder andere Hilfswicklung m bzw. n eingeschaltet werden. Dem geschlossenen Schalter l entspricht dann eine Ständerwicklungsachse gemäß der strichpunktierten Geraden U1-X, dem geschlossenen Schalter r eine Ständerwicklungsachse U2 X. Die Ausgangsstellung der Bürsten selbst ist für beide Drehrichtungen gleich. Die für die Phasenkompensation notwendige Winkelabweichung zwischen Bürstenachse und Ständerwicklungsachse wird also hier durch die Verschiebung letzterer allein erreicht. Eine Bürstenbewegung ist hierbei bei der Umsteuerung nur so weit nötig, als die Bürsten in die untersynchrone Ausgangsstellung (Stellung niedrigster Drehzahl) zu bringen sind.
• Bei dieser erfindungsgemäßen Verschiebung der Ständerwicklungsachse durch Wicklungsumschaltung ist es auch möglich, Bürsten, die mit gleicher Geschwindigkeit bewegt werden, bei umkehrbaren Motoren zu verwenden. Diese Anordnung deckt sich sonst im wesentlichen mit der eben beschriebenen, und es erfolgt auch hier die Phasenkompensation bei Links- und Rechtslauf ebenfalls nur durch die jeweils indem einen oder anderen Sinn verschobene Ständerwicklungsachse.
• Eine weitere Anordnung gemäß der Erfindung, bei der eine Phasenkompensation sowohl im unterals auch im übersynchronen Bereich in gleicher Weise möglich ist, soll an Hand der Fig. 5 und 6 erläutert werden. Wie ersichtlich, ist die in Fig. 6 gezeigte übersynchrone Bürstenstellung (höchste Geschwindigkeit für Linkslauf) bis auf die Polarität der Bürsten gleich der in Fig. 5 gezeigten untersynchronen Bürstenstellung (niedrigste Geschwindigkeit) für Rechtslauf. Dasselbe gilt für die übersynchrone Bürstenstellung für Rechtslauf und die untersynchrone Bürstenstellung für Linkslauf. Auf Grund dieser Verhältnisse ist es also nur nötig, bei den in die eine Endstellung übergeführten Bürsten durch einfaches Vertauschen der Anschlüsse der Bürsten an die Ständerwicklung die richtige Bürstenausgangslage für die entgegengesetzte Drehrichtung zu erhalten. Um z. B. im untersynchronen Bereich von Linkslauf auf Rechtslauf überzugehen, braucht man also nur die Bürste in die dem Linkslauf entsprechende übersynchrone Stellung (Fig. 6) überzuführen und die Ständeranschlüsse der Bürsten umzukehren (Fig. 5), um die richtige Ausgangsstellung für Rechtslauf im untersynchronen Bereich zu erhalten. Gleichzeitig wirkt diese Einrichtung sowohl im unter-, als auch übersynchronen Bereich gleicherweise phasenkompensierend.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zur Umkehr der Drehrichtung von läufergespeisten Drehstrom-Nebenschlußmotoren mit Phasenkompensation mittels Vertauschung zweier Phasenanschlüsse an das Netz, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Rechts- und Linkslauf erforderliche verschiedene Einstellung der Bürstenbrücken relativ zur Ständerwicklung durch Verdrehung oder Umkehr der Richtung der magnetischen Achse der Ständerwicklung mittels Umschaltungen an der Ständerwicklung herbeigeführt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung der magnetischen Achse der Ständerwicklung mittels zu- und abschaltbarer Wicklungsteile an der Ständerwicklung herbeigeführt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Phase der Ständerwicklung zwei abwechselnd einschaltbare Wicklungen oder Wicklungsteile enthält, durch deren Einschalten je eine in dem einen oder anderen Sinne verdrehbare Ständerwicklungsachse erhalten wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende jeder Ständerwicklungsphase an zwei in V-Schaltung geschaltete Hilfswicklungsteile angeschlossen ist, die mit ihren freien Enden zu zwei abwechselnd zu betätigenden Schaltern geführt sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch I, bei der die Richtung der magnetischen Achse der Ständerwicklung durch Umschalten der Ständerwicklung umgekehrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten dabei in die Stellung gebracht werden, in der sie vor dem Umschalten der Ständerwicklung und vor der Vertauschung der Anschlüsse zweier Ständerwicklungsphasen an das Netz die auf der anderen Seite des Synchronismus liegende und vom Synchronismus gleich stark abweichende Drehzahl des Motors herbeiführen.
6. 6. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei ferngesteuerten Umkehrantrieben die Bürstenbrücken mittels Verstellmotor angetrieben werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 262 321, 255 57i-