Einrichtung zum Steuern von Wechselstromkommutatormotoren mit Hilfe eines Stufentransformators. Es sind Einrichtungen zum Steuern von Wechselstroinkommutatormotoren mit Hilfe eines Stufentransformators bekannt, bei denen der Betriebsstrom den Motoren über mehrere parallel geschaltete Einzelschalter zugeführt wird und bei denen der Übergang von einer Transformatorstufe zur andern sich unter Verwendung eines an eine Stramteiler- drosselspule angeschlossenen und mit dieser mittelst gemeinsamen Eisenkernes vereinig ten ruhenden Hilfstransformators vollzieht.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art lei den an dem Nachteil, dass sie zwar je nach den Umständen bald als Stromteiler, bald als Transformator arbeiten, aber nie beide Wirkungen zu-leich ausüben können, und dass infolgedessen die mit .den Wicklungen der Stro.mteilerdrosselspule hintereinanderge- schalteten Einzelschalter für den vollen Mo torstrom bemessen sein müssen..
Die Erfin dung bezweckt, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Einrichtung zu schaffen, die die Vorteile der bekannten reinen Stromteiler drosselspule mit denen des ruhenden Hilfs- transformators vereinigt und so ausgebildet ist, dass ein von der Stromteilerdrosselspule räumlich getrennter Hilfstransformator ent behrlich ist. Dieser Zweck wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der gemein same Eisenkern der Stromteilerdrosselspule und des ruhenden Hilfstransformators drei- schenklig ausgebildet ist.
Stromteilerdrosselspulen mit drei- oder mehrschenkligem Eisenkern sind an sich ebenfalls bekannt, diesen bekannten Strom teilerdrosselspulen fehlt aber die Hilfstrans- formätorwirkung.
Auf .der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an drei Ausführungsbeispie len schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. 1 .das erste, Fig. 2 das zweite, und Fig. 3 das dritte Ausführungsbeispiel.
A bezeichnet -die Sekundärwicklung eines Stufentransformators, dessen 'Primärstrom kreis nicht dargestellt ist. Von den Span- nungsstufen des Stufentransformators ist der Einfachheit wegen nur eine einzige, mit zwei Anzapfstellen und zwei Einzelschaltern ausgerüstete, dargestellt;
doch lässt sich in bekannter Weise durch vor den Einzelschal tern abzweigende, selbst je mit einem Aus schalter versehene Leitungen die Zahl der Anzapfstellen und damit der Transformator- spannungsstufen beliebig erliölieri. Jede der beiden dargestellten Anzapfstellen a1 und a' ist über einen Ausschalter a" bezw. a' mit einer Wicklung b' bezw. b" einer Strom teilerdrosselspule verbunden,
deren Eisen körper B nach Art des Kernes eines Drei phasentransformators dreischenklig ausgebil det ist. Die freien Enden der beiden ick- lungen b' und b2, von denen jede auf einen der äusseren Schenkel des Eisenkörpers B ge wickelt ist, sind miteinander und mit dem einen Ende einer dritten Wicklung, b", ve,,- bunden, die die gleiche Windungszahl und denselben Wicklungssinn wie ,jede der Wicklungen b1 und b= aufweist,
aber mit doppelt so grossem Leiterquerschnitt wie diese versehen und auf den mittleren Schen kel des Eisenkörpers B aufgewickelt ist. Die Wicklung b3 besitzt daher eine Amperewin- dungszahl gleich .der Summe der Ampere- windungszahlen der Wicklungen b' und b'. Ihr freies Ende ist mit der einen Klemme, c', eines als Einphasenserienmotor ausgebil deten Kommutatormotors C verbunden.
des sen andere Klemme, c2, ebenso wie das eine Ende, a5, der Transformatorwicklung A ge erdet ist.
Ausser der Wicklung b3 befindet sich auf dem mittleren Schenkel des Eisenkörpers B noch eine Spannungswicklung b4, die über einen mit Ausschaltstellung versehenen Stromwender D an die Sekundärspannung des Stufentransformators angeschlossen ist. Die Wicklung b4 stellt die Primärwicklung eines Hilfstransformators dar, dessen Fern durch den Eisenkörper B und dessen Sekun därwicklung durch die Stromwicklungen b1, b2,<B>63</B> gebildet wird und der dazu bestimmt ist, die dem Motor C aufgedrückte Spannung zii beeinflussen.
Solange der Motor C stromlos ist, solange sich also die zugehörige (nicht dargestellte) Schaltwalze in ihrer Ausschaltstellung be findet, wirken bei geschlossenen Ausschal tern a' und ä' und in der Ausschalt stellung befindlichem Stromwender D die Stromwicklungen b' und b2 als hintereinan- dergeschaltete Drosselspulwicklungen. Wird aber der lllotor C angelassen, so fliesst in der Stromwicklung b@ ein Strom, der doppelt so stark ist wie jeder der die Wicklungen b1 und;
M durchfliessenden, annähernd gleich grossen Ströme. Infolgedessen heben sich die vom Betriebsstrome des Motors erzeugten Am perewindungen in den, drei 8lromwieh- lungen b1, b@ und b auf. so dass der Betriebs strom keine Drosscliulg erleidet.
Nimmt der Stromwender D die aus Fig. 1 ersichtliche Stellung ein, so wirkt die Spannungsspule b' der Stufenspannung entgegen und ver mindert die dem Motor C aufgedrückte, dem Mittelwert zweier Spannungsstufen entspre chende Spannung um einen bestimmten, nur von der Windun,.;sz;ilil der Spule b' abhän gigen Betrag;
legt inan dagegen .den Strom wender D in die andere Endlage um, so er höht sich die Motorspannung um einen gleiehhoheii Betrag.
Das Anlassen des Mo tors C vollzieht sich nun in der Weise, dass nach Schliessung des llotarstromkreises durch die (sieht. dar;5estellte) Schaltwalze der Stromwender D naelieinander in die ge zeichnete Endlage, in die Ausschaltstellun,1r und in die andere Endlage gebracht wird.
Die bei jeder der drei Stellungen des Stromwen ders D erreichbare Drehzahl des Motors ent spricht dabei der Reibe nach erstens ein.@r Spannung. die um einen bestimmten Betrag kleiner als die mittlere Stufenspannung ist.
zweitens der mittleren Stufenspannung selbst und drittens einer um .den erwähnten Betrad, höheren <B>Sp</B>annung als die mittlere Stufen spannung. Diese3 Spiel kann nun so oft wie derholt werden. als der Transformator A Spannungsstufen besitzt;
man hat dazu nur nötig, erst den einen Ausschalter. a'. dann dc@n andern Ausschalter, a4, zu öffnen, nach dem m.an die zugehörige Anzapfstelle a1 bezw. a@ :der .Sekundärwicklung A des Stufen transformators durch eine parallelgeschaltete andere Anzapfstelle ersetzt hat und auf je der Schaltstufe des Stufentransformators die drei Schaltungsweisen des Stromwenders D in der angegebenen Reihenfolge zu wieder holen.
Zweckmässig werden alle diese Schalt vorgänge durch die entsprechend eingerich tete (nicht dargestellte) Schaltwalze ausge führt.
Mit der beschriebenen Einrichtung ist es also möglich, ohne einen besonderen. von der Stromteilerdrosselspule räumlich ge trennten drehbaren oder ruhenden Hilfstrans formator, lediglich mit. einer einzigen, zu gleich die Drosselspule und den Hilfstrans formator verkörpernden Einrichtung dreimal so viele Motorschaltstufen herzustellen, als der Stufentransformator Spannungsstufen hat.
Ohne an der Erfindung etwas zu än dern, könnte man die Zahl der Spannungs stufen auch dadurch erhöhen, dass man auch auf den beiden äussern Schenkeln des Eisen körpers B Spa.ilnungswicklungen anbrächte und diese jede für sich mit einer Vorrichtung zum Kurzschliessen versähe.
Da bekanntlich eine kurzgeschlossene Wicklung auf einem Transformatorschenkel die Eigenschaft hat, dem Kraftfluss den Weg durch den betref fenden Schenkel zu versperren, so bleibt in diesem Falle die auf demselben Schenkel sit zende Stromspule unwirksam, und die dem Motor C aufgedrückte Spannung ist gleich der Spannung derjenigen Anzapfstelle des Stufentransformators, der die kurzgeschlos sene Wicklung zugeordnet ist.
Von der bisher beschriebenen Einrichtung unterscheidet sich die in Fig. 2 abgebildete Einrichtung nur daduch, dass der mittlere Schenkel .des Eisenkörpers B keine Strom spule besitzt und dass der Stromwender D ,Iurch einen der Spannungswicklung b' zu geordneten, mit .dem Stromwender verbun denen Kurzschliesser d\ ergänzt ist.
Die drei aufeinanderfolgenden Schaltstellungen des Stromwenders D sind also hierbei 1. Endlage des Stromwenders D gemäss Fig. 2 und geöffneter Kurzschliesser d', 2. Mittellage des Stromwenders D und geschlossener Kurzschliesser dl, 3. andere Endlage des Stromwenders D und geöffneter Kurzschliesser dl.
In der ersten der drei genannten Schalt stellungen erhält der Motor C eine dem Mit telwert der Spannungen der beiden Anzapf- stellen entsprechende, um die Gegenwirkung der Spannungsspule b' verminderte Spannung aufgedrückt; in der zweiten Schaltstellung wirkt lediglich der Mittelwert der beiden Stufenspannungen, während der mittlere Schenkel des Eisenkörpers B infolge des Kurzschlusses der Wicklung b4 keine Kraft linien führt; in der dritten Schaltstellung er höht sich .der Mittelwert der Stufenspannun gen um den der Zusatzwirkung der Spule b' entsprechenden Betrag.
Die zuletzt beschriebene Anordnung, die in der Wirkungsweise der zuerst erläuterten sehr ähnlich ist, hat gegenüber .dieser den Vorteil, dass sie erheblich weniger Wick lungskupfer erfordert, da die den grössten Kupferquerschnitt aufweisende Stromspule b3 fortgefallen ist.
Bei der Einrichtung nach Fig. 3 ist im Gegensatze zu den bisher erläuterten Ein richtungen der mittlere Schenkel des Eisen- hörpers B überhaupt nicht bewickelt; da gegen sind die beiden äussern Schenkel ausser mit den Stromwicklungen b' und b' mit je einer Spannungswicklung b' bezw. b6 . ver sehen. Diese Spannungsspulen b' und b' sind mit den zugehörigen .Stromspulen b' und b2 möglichst streuungsfrei zusammengewickelt.
Sie sind derart miteinander verbunden (ge schaltet), dass die in ihnen durch den Dros selstrom, .d. h. den unter dem Einfluss der Stufenspannung in den Wicklungen b' und b2 fliessenden Strom, transformatorisch er zeugten elektromotorischen Kräfte sich auf heben, während sich die .durch den in den Wieklungen b' und b2 fliessenden Motorstrom erzeugten elektromotorischen Kräfte addie ren.
Die in der angegebenen Weise hinter einandergesehalteten Spulen b' und b6 sind in der aus Fig. 3 ersichtlicltenWeise an einen mit einem Kurzschliesser d' versehenen Stromwender D angeschlossen.
Bei Erregung von aussen her (Sel@undä.rwichlung A des Stufentransformators) erzeugen daher die Wicklungen b" und b' je nach der Stellung des Stromwenders D einen zum Feld des Mo torstromes bleich- oder entgegengerirhteten zusätzlichen Kra.ftfluss. In kurzgeschlosse nem Zustande dagegen sind die Wicklungen b' und b<B>'</B> bei stromlosem Motor C, wenn also nur das von der Stufenspannung herrührende Feld des Drosselstromes vorhanden ist.
ge(reneinandergeschaltet, so .Sass sie keinen zusätzlichen Kraftfluss erzeugen können, während sie bei stromdurchflossenem -,vf.ot,)r C von den Stromspulen b' und b2 transfor- matoriselt beeinflusst werden und als hinter einandergeschaltete kurz-eschlossene Spulen eine das 31otorstromfeld kompensierende Wirkung ausüben.
Die Einrichtung arbeitet demnach im Betriebe des Motors völlig streu- tinssfrei. Hierin liegt ein Vorteil gegenüber den Einrichtungen nach Fig. 1 und 2, bei denen dir- vom Motorstrome .durchflossenen Wicklungen bl, <I>b</I>2 sowohl gegeneinander, als auch gegen die Spannungswicklung V Streu- ting besitzen, die sich in einem häufig uner wünschten.
der Motorstromstärke proportio nalen induktiven Spannungsabfall äussert.
Je nachdem, in welcher der drei Schalt- stellun--en sich der Stromwender D befindet, bat die dem Motor C a.ufgedrüekte Spannung einen Wert, der kleiner, gleich oder grösser als die zu-ehörige mittlere Stufenspannung ist. Infolgedessen werden auch bei dieser Ausfülirung:sform dreimal so viele Span- nungssfiifen am Motor erzielt, als der Trans formator _1 Stufen hat.