DE297777C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Flüssigkeitswiderstände werden bisher so gebaut, daß durch die Bewegung von Elektroden gegen den Flüssigkeitsspiegel oder umgekehrt eine Veränderung des Querschnittes der zwisehen den Elektroden befindlichen Flüssigkeit entsteht, durch welche dann die Veränderung des Widerstandes hervorgerufen wird. Durch die Einfügung kürzerer Elektroden zwischen längeren wird hierbei noch außerdem in beschränktem Maße eine zunehmende Abnahme des Widerstandes bei der Bewegung der Elektroden gegen den Flüssigkeitsspiegel bewirkt. Die mit diesen Anordnungen erzielbaren Widerstandsveränderungen eines Flüssig- keitswiderstandes genügen in vielen Fällen nicht, um den Bedürfnissen zu entsprechen, die hinsichtlich des Regelumfanges des Widerstandes gestellt werden. So z. B. ist es beim Anlassen von Motoren wünschenswert, je nach der Belastung des Motors sehr hohe oder sehr niedrige Widerstände zu verwenden, wobei dann jeweils die Regulierung entweder innerhalb des verwendeten Höchstwertes und eines Bruchteiles desselben, oder innerhalb desselben Höchstwertes von dem Nullwert des Widerstandes ab erfolgen soll. Es wird z. B. bei der Verwendung von Flüssigkeitswiderständen im Förderbetrieb häufig die Forderung gestellt, daß bei wenig belastetem Motor, wie z. B. bei Seilprüfungsfahrten, die Geschwindigkeit des Motors im Bereiche sehr niedriger Werte derselben geregelt werden soll. Dies gelingt nun mit den gebräuchlichen Flüssigkeitswiderständen nicht, da deren Anfangswiderstand nicht hoch genug ist oder sich innerhalb sehr geringer Steuerhebelbewegungen so stark verringert, daß er praktisch für die Regelung bei kleiner Geschwindigkeit und kleiner Belastung keine Verwendung finden kann.

Selbst wenn es jedoch gelingen würde, Flüssigkeitswiderstände zu bauen, welche genügend hohen Anfangswiderstand besitzen, und dennoch vor dem Übergang auf den Kurzschluß, der gewöhnlich durch besondere Kurzschlußkontakte bewirkt wird, einen so niedrigen Widerstand zwischen den Elektroden zu erhalten, daß der vollständige Kurzschluß ohne beträchtlichen Stromstoß vor sich gehen könnte, würde mit einem derartigen Flüssigkeitswiderstand den Bedürfnissen insbesondere des Förderbetriebes nicht entsprochen werden, da dann bei Betriebsarten, welche einen geringeren Anfangswiderstand erfordern, ein großer Teil des Regelbereiches des Widerstandes nicht ausgenutzt werden könnte.

Außer dem Bedürfnis, ein und denselben Flüssigkeitswiderstand mit bedeutend verändertem Anfangs- und Endwiderstand ohne Änderung der Zusammensetzung der als Elektrolyt benutzten Flüssigkeit verwenden zu können, ist es häufig auch erwünscht, mit der Änderung des Widerstandes, welche bei gleicher Stellung der Elektroden vorhanden ist, auch den Abstand zwischen den Elektroden annähernd proportional der hervorgerufenen Widerstandsänderung verändern zu können, da gewöhnlich die höheren Widerstände auch für höhere Spannung Verwendung finden

sollen. Dies ist z. B. der Fall, wenn Motoren j

■ mit Gegenstrom gebremst· werden sollen, wobei eben mit Rücksicht auf die verdoppelte Spannung, die dabei gegenüber dem Anlassen entsteht, der Widerstand zwischen den Elektroden bei jeder Stellung derselben doppelt so ; groß sein soll wie bei der Benutzung des ; Widerstandes zum Anlassen.

Der Gegenstand der Erfindung ist eine ίο solche Anordnung von Flüssigkeitsanlassern, welche sowohl dem einen wie dem andern Bedürfnis genügt.

In Fig. ι ist eine Anordnung dargestellt,

■ bei welcher der Widerstand z. B. eines Anlassers wahlweise auf den ein-, zwei- oder dreifachen Wert für jede Stellung der Elektroden gegen den Flüssigkeitsspiegel gebracht werden kann. Erfindungsgemäß werden die für den geringsten Widerstand erforderlichen Elektrodenplatten oder Stäbe in drei Teile geteilt, die gleich oder verschieden groß sein können und untereinander durch besondere Schalter phasengleich verbunden werden können. Dies erfolgt in der einfachsten Weise durch magnetisch betätigte Schalter 10, 12, die durch die Einschaltung der Magnete 11, 13 mittels des Steuerschalters 14 geschlossen werden. Dadurch werden die Zuleitungen der drei Phasen 6, 7, 8, welche mit den Elektrodenplatten 1, 2, 3 dauernd verbunden sind, je nach Einstellung des Schalters 14, dessen Zeiger den eingestellten Widerstandswert angibt, mit einem ein-, zwei- oder dreifachen Widerstand belastet, indem •in Stellung 1 n. alle drei Elektrodenserien 1", 2", 3", i', 2', 3' und i, 2, 3 mit den Phasenleitungen 6, 7, 8, in der Stellung 21Λ. nur die beiden ersten Gruppen und in der gezeichneten Stellung 3 n. nur die erste Elektrodengruppe i, 2, 3 mit den Phasenleitungen 6, 7, 8 verbunden sind. Dadurch ist es möglich, den zum Beispiel mit voller Elektrodengröße für das Anlassen z. B. eines Fördermotors bemessenen Flüssigkeitswiderstand durch Abschaltung von den Elektroden 1", 2", 3" für die Gegenstrombremsung und durch weitere Ausschaltung der Elektroden 1, 2, 3 für Seilprüfungsfahrten verwenden zu können.

Eine verbesserte Ausführung dieser Einrichtung nach Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Bei derselben wird gleichzeitig mit der Erhöhung des Widerstandes auch eine Erhöhung des Elektrodenabstandes herbeigeführt, so daß der gesamte Widerstand mit bedeutend kleineren räumlichen Abmessungen ausgeführt werden kann, indem der Widerstand nicht wie bei der Anordnung nach Fig. 1 oder den bisher gebräuchlichen (von vornherein für den größten Widerstand bemessenen) Flüssigkeitswiderständen mit einem für die größte vorkommende Spannung gewählten Elektrodenabstand gebaut werden muß. Dies wird dadurch erreicht, daß die jeweils nur für den verringerten Gesamtwiderstand verwendeten Elektroden in solcher Weise zwischen die für den höheren Widerstand verwendeten Elektroden gelegt werden, daß durch die bloße Trennung der Verbindung der verschiedenen Elektrodengruppen untereinander die Erhöhung des Widerstandes durch proportionale Verlängerung des Stromweges in der Flüssigkeit erzielt wird. Auf diese Weise gelingt es, den gesamten Widerstand in einer für den Betrieb mit geringster Spannung bzw. geringstem Endwiderstand bestgeeigneten Weise aufzubauen und ohne Mehraufwendung von Mitteln denselben auch mit doppeltem, vier- oder achtfachem Widerstand mit entsprechend erhöhtem Elektrodenabstand verwenden zu können. Die übrige Einrichtung entspricht vollkommen der in Fig. 1 dargestellten, was durch die gleichlautende Bezeichnung aller Teile zum Ausdruck gebracht ist. 4 ist das bewegliche Elektrodengefäß mit den Ausgleichgewichten 5.

Die oben beschriebenen Anordnungen zur Erhöhung eines Anlaß Widerstandes, insbesonderes jene nach Fig. 2, bieten außerordentliche Vorteile in Verbindung mit einer an sich bekannten Schaltung, die zur Erhöhung eines Anlaßwiderstandes durch selbsttätige Vorschaltung eines Zusatzwiderstandes während der Gegenstrombremsung von elektrischen Motoren dient (Patent 284908). Diese Vorteile liegen darin, daß außer der Vermeidung der Kosten, die durch die Umschaltung des Flüssigkeitswiderstandes gegenüber der Anwendung von Zusatzwiderständen erzielt wird, auch die Anwendung einer besonderen Regelvorrichtung für diese Zusatzwiderstände und der für die Bewegung dieser Regelvorrichtung erforderliche Arbeitsaufwand in Wegfall kommen, die erforderlich sind, sobald man bei der bekannten Einrichtung die Anordnung so treffen will, daß im Augenblick der Umschaltung auf Gegenstrom ein sehr geringer Stromstoß entsteht und trotzdem die Möglichkeit vorhanden ist, durch das Auslegen des Steuerhebels den Gegenstromwert so weit zu erhöhen, als dies für bestimmte Zwecke, z. B. im Förderbetrieb zum Wiederanheben einei eingehangenen Last nach erfolgter Gegenstrombremsung, erforderlieh ist.

Außer der sehr wesentlichen Verteuerung des Zusatzwiderstandes durch die Anwendung einer Regeleinrichtung für denselben ist, insbesondere im Förderbetriebe, die Verdoppelung des Arbeitswiderstandes der Steuereinrichtung, die durch die Kupplung der Regeleinrichtung des Zusatzwiderstandes mit dem Anlaßhebel bei der bekannten Einrichtung erforderlich wird, von außergewöhnlicher Bedeutung, da sie bei den häufigen Regelbewegungen den Maschinenführer in unzulässiger Weise belasten würde

und deshalb die Anwendung teurer Hilfssteuerungen erforderlich macht.

Dadurch wird jedoch die Einfachheit und Billigkeit jener Antriebe, bei welchen Gegen-Strombremsung in Betracht kommt, in einem solchen Maße herabgesetzt, daß dadurch der Wert der erzielten Verbesserung vollständig verloren ginge.

Durch die Verwendung der an sich be-'kannten Schaltung in Verbindung mit der Neuerung der Widerstandsanordnung werden diese Nachteile der bekannten Einrichtung vollständig vermieden. Die Schaltanordnung, welche sich aus der Verbindung der bekannten Schaltung mit der Konstruktion des Flüssigkeitswiderstandes, die Fig. 1 und 2 zeigen, ergibt, ist in Fig. 3 dargestellt.

15 ist ein Drehstrominduktionsmotor (es kann auch ein Gleichstromnebenschluß- oder

'20 ein anderer zur Gegenstrombremsung befähigter Motor Verwendung finden), 16 der Statorumschalter des Motors, welcher durch den j Steuerhebel 21 mittels der Schere 20 betätigt I wird, sobald der Steuerhebel um einen ge- |

ringen Betrag aus dem Mittellager bewegt I wird. Der Anlasser 4 wird durch die Ver- ] mittlung eines Kurbelgetriebes 25 bei Rechtsund Linksauslage des Steuerhebels durch ein Hebelwerk immer in gleicher Richtung bewegt. Erfindungsgemäß wird nun der Schalter 14 einer Einrichtung nach Fig. 1 oder 2 von der Stellung auf geringsten Widerstand auf die Stellung für zum Zwecke der Gegenstrombremsung erhöhten Widerstand durch einen Magneten 22 gegen die Wirkung der Feder 23 verstellt, und zwar geschieht dies, sobald bei noch in Bewegung befindlichem Motor der Steuerhebel in die Bremsstellung gebracht wird, indem der Stromkreis des Magneten 22 durch die Zweiwegeschalter 17 und 18 geöffnet wird. Die Stellungen des Schalters 18 sind von der Drehrichtung des Motors abhängig gemacht, indem er z. B. durch, eine Gleichkupplung 19 von dessen Welle bis zu einem Anschlag gedreht wird. Der Schalter 17 hingegen wird mit dem die Umschaltung des Motordrehfeldes (oder bei Gleichstrommotoren der Ankerzuleitungen) bewirkenden Umschalter verbunden oder in anderer Weise von der durch diesen Umschalter gesteuerten Stromrichtung im Motor zwangläufig beeinflußt, so daß seine beiden Stellungen den beiden Stromrichtungen zugeordnet sind. Die Verbindung der beiden Schalter 17 und 18 ist nun eine solche, daß der Stromkreis für den Magneten 22 geschlossen ist, solange die Einschaltrichtung des Motors der treibenden Richtung derselben entspricht, und unterbrochen wird, sobald der Motor entgegen seinem Drehsinn eingeschaltet wird. Dadurch wird mittels des Magneten 22 selbsttätig durch die Umsteuerung des Motors dann eine Erhöhung des Anlaßwiderstandes durch Ausschaltung eines Teils (i' 2' 3') der Elektroden bewirkt, wenn sie zum Zwecke der Gegenstrombremsung ausgeführt worden ist.

Um zu Beginn einer neuen Anlaufperiode, wo der Schalter 18 noch die von der letzten Drehung des Motors herrührende Stellung besitzt, eine Unterbrechung des Magnetstromkreises und somit eine Einschaltung des erhöhten Widerstandes zu verhindern, kann ein Schalter 27 vorgesehen sein, welcher die beiden Schalter 17, 18 überbrückt, sobald die Geschwindigkeit des Motors Null ist oder einen so geringen Wert besitzt, daß auch die Gegenstrombremsung unbedenklich mit dem gewöhnlichen Anlaßwiderstand bewirkt werden darf. Dies geschieht z. B. durch ein Fliehkraftpendel26, welches den Schalter 27 schließt, sobald die Geschwindigkeit auf diesen kleinen Wert gesunken ist.

Es ist ferner noch zweckmäßig, Vorkehrungen zu treffen, welche ein sprungweises Verändern des Anläßwiderstandes verhindern, solange dadurch Störungen im Gleichgewichtszustand z. B. bei Fördermaschinen zwischen Last und Motordrehmoment eintreten könnten. Dies tritt ein, wenn nach erfolgter Äbbremsung des Motors mit Gegenstrombremsung die Geschwindigkeit auf jenen kleinen Wert gesunken ist, bei welchem der Schalter 27 geschlossen wird. Um dies zu verhindern, wird der Strom für den Magneten 22 (nach punktierter Anordnung) über einen Schalter 28 geführt, welcher nur bei Mittelstellung des Steuerhebels geschlossen ist. Dieser Schalter wird durch einen Selbstunterbrecher 29 überbrückt gehalten, solange der Magnet 22 eingeschaltet ist. Dadurch wird erreicht, daß durch das bloße Schließen des Schalters 27 nach dem Abfallen der Geschwindigkeit durch die Gegenstrombremsung ein Wiedereinschalten des Magneten 22 nur eintreten kann, wenn der Steuerhebel sich in der Nullstellung befindet, in welcher durch das Ausgeschaltetsein des Motors auch die Veränderung der Widerstände im Läufer ohne Wirkung bleibt. Um jedoch beim Wiederauslegen des Steuerhebels durch die Unterbrechung des Kontaktes 28 die durch die vorhergehende Schließung des Schalters 27 entstandene Einschaltung des Magneten 22 nicht wieder aufzuheben, wird der Schalter 28 durch den Selbstschließer 29 · überbrückt.

Diese Anordnung bietet den bekannten Anordnungen ähnlicher Ausführung gegenüber den wesentlichen Vorzug, daß bei der Gegenstrombremsung nicht nur ein während des ganzen Regelbereiches um den gleichen Betrag erhöhter Anlaßwiderstand Verwendung findet, sondern ein auf dem ganzen Regelbereich pro-

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portional verdoppelter Widerstand. Dadurch gelingt es, bei der Einleitung der Gegenstrombremsung mit bedeutend geringeren Stromstärken oder Bremskräften zu beginnen und dennoch nach Beendigung der Bremsung durch weiteres Abschalten von Widerständen den Motor wieder in umgekehrter Richtung mit beliebig großem^Drehmoment in Bewegung zu setzen, wie dies z. B. zum Umsetzen von

ίο Fördermaschinen erforderlich ist,' während bei der bloßen Zusatzschaltung von Widerständen der Zusatzwiderstand nur so groß bemessen werden darf, daß nach Abschaltung des vollen Anlaßwiderstandes noch ein hinreichend großes Drehmoment des Motors bei vorgeschaltetem Zusatzwiderstand erzielbar ist. Dadurch ist jedoch die durch den Zusatzwiderstand erzielbare Herabminderung des Stromstoßes bzw. der Bremskraft bei der Einleitung der Gegenstrombremsung beschränkt.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Einrichtungen können natürlich auch für Gleichstrom oder Wechselstrom anderer Phasenzahl als dargestellt Verwendung finden.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Regelbarer Flüssigkeitswiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß außer Einrichtungen zur Veränderung der Eintauchtiefe der Elektroden noch Vorkehrungen vorgesehen sind, durch die ein beliebiger Teil der Elektroden wahlweise oder in Abhängigkeit von selbsttätigen Einrichtungen außer oder in Wirkung gesetzt werden kann, zum Zwecke, den Gesamtwiderstand in sehr weiten Grenzen verändern zu können.
2. 2. Flüssigkeitswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenteilung in solcher Weise vorgenommen ist, daß durch die Abtrennung der einzelnen Gruppen die Widerstandserhöhung durch ,Verlängerung des Stromweges im Elektrolyt erfolgt, um die Bemessung des Gesamt-Widerstandes auf das geringste Maß beschränken zu können, indem selbsttätig mit der Erhöhung des Widerstandes eine der hierbei meist auftretenden erhöhten Spannung entsprechende Erhöhung des Elektrodenabstandes eintritt.
3. 3. Steuereinrichtung für einen Motor mit dem Flüssigkeitswiderstand nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Widerstandes selbsttätig herbeigeführt wird, sobald der Steuerhebel zum Zwecke der Gegenstrombremsung bei laufendem Motor die Stromzuleitungen desselben vertauscht.
4. 4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleinen Geschwindigkeiten des Motors die Erhöhung des Widerstandes verhindert bzw. die bereits erfolgte Erhöhung wieder aufgehoben wird, wobei die Wiederaufhebung (um plötzliche Widerstandsänderungen bei eingeschaltetem Stator zu vermeiden) erwünschtenfalls nur bei gleichzeitiger Nullstellung des Steuerhebels bewirkt werden kann, zu dem Zwecke, den Motor nach vorangegangenem Stillstand in umgekehrter Richtung anlassen zu können.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.