DE298582C

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Publication number: DE298582C
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zum Anlassen und zum Betriebe von in Leonardschaltung mit Gleichstromgeneratoren verbundenen Motoren, die bei sehr Meiner Drehzahl ein verhältnismäßig großes Drehmoment entwickeln sollen. Wenn bei einer derartigen Anordnung zugleich 'die Forderung erfüllt sein soll, daß die Drehzahl des Motors bei allen Belastungen konstant bleibt und

ίο außerdem innerhalb weiter Grenzen und in feiner Abstufung regelbar ist, so muß der Generator außer einer fremderregten, regelbaren Erregerwicklung eine vom Ankerstrome durchjfloßsene Erregerwicklung besitzen, die so bemessen ist, daß das von ihr erzeugte magnetische Feld ausreicht, eine elektromotorische Kraft zu erzeugen, welche die gesamten Obmschen Spanniingsabfällie im Anikerstromikreise zu decken vermag. Soll nun der Motor, bei dem die erwähnte Forderung erfüllt ist, mit sehr geringer Geschwindigkeit anlaufen und dabei ein großes Drehmoment abgeben, so tritt die gegenelektromotorische Kraft des Motors, deren Wirkung durch die Fremderregung des Generators ausgeglichen wird, fast vollständig zurück hinter der vom Ankerströme im Generator induzierten elektromotorischen Kraft; der Generator verhält sich daher ,ähnlich wie ein sich selbst erregender HJauptstromgenerator. Nun !bleibt aber bei einem von einem sich selbst erregenden Hauptstromgenerator gespeisten Motor die Geschwindigkeit des Motors bei allen Belastungen konstant, wenn für den Generator das Verhältnis dier Anikerispannung zum

Ankeristromie I -?— I bei allen Belastungen konstant und gleich der Summe der Ohmsdhen Widerstände Σ w im Ankerstramkreise ist. Anderseits geht bekanntlich die Selbsterregung eines Hauptstromgenerators unter sonst gleichen Uniständen um so langsamer vor sich, der Generator hat also, wie 'man sagt, eine um so größere Zeitkonstante (T), je geringer der Untersichied zwischen den Größen

-?- und Σ w wird. Dieser Zusammenhang

wird durch die Gleichung

T z=z

Cg

la

Σ w

veranschaulicht, in welcher die noch nicht erwähnte Größe L den Selhstinduktionskoeffizienten des Anikerstromikreises bedeutet. Bei

Gleichheit von -?- und Σ w wird T= 00; - ■ ία

d. h. es findet überhaupt keine Selbsterregung des Generators statt, und der Motor läuft nicht an. \

Die Erfindung bezweckt nun,, bei einem in der amgegdbenen Art in Leonardschaltung mit einem Gleichstromgenerator verbundenen Motor eine Anordnung zu schaffen, mit der i i G

2 eine sohematische Darstellung eines

auch in solchen Fällen, wo bei geringer Gesch'wind'gkeit und hoher Belastung des Motors eine konstante Drehzahl des Motors verlangt wird, ein schnelles und sicheres Anlassen des Motors erreicht werden kann.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des .Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar ,zeigt

Abb. ι ein Schaltungsschema der ganzen Anordnung und

Abb.

der Erfindung gemäß eingerichteten Gleichstromgenerators.

In Abb. ι bezeichnet A den Anker und B die 'fremderregte Feldwicklung eines Gleichstiomgeneralors, die durch Vermittlung eines

zweipoligen Umschalters C mit einer Gleichstromquelle D konstanter Spannung verbunden werden kann. Der Gleichstromgenerator, ■der unter Anwendung der bekannten Leonardschaltung unmittelbar mit dem Anker E eines mittels einer Feldwicklung E¹ fremderregten, umsteuerbaren Motors verbunden ist, besitzt ferner eine vom Ankerstrome durchflossene Hauptstromiw.ickliung F. Um die Drehzahl des

ίο Motors E, E¹ in feiner Abstufung regeln zu können, ,ist der Feldwicklung B des Generators in bekannter 'Weise ein Regelwiderstand G vorgeschaltet. Der Gleichstromgenerator enthält ferner eine Hilfiserregerwicklung H.

Diese ,steht mit der .Sekundärseite P eines Transformators in Verbindung, dessen Primärseite / ebenfalls über den zweipoligen Umschalter C an die Gleichstromquelle D angescblosisein werden kann. Der Umschalter C ist au diesem Zweck mit Kontakten c¹, c², c³, c* und c⁵ versehen, die so angeordnet sind, daß die Schienen des Umschalters C mit je zwei von i'bneri gleichzeitig in Berührung kommen können. Zwei, c¹ und c^l, dieser Kontakte sind Leerikontakte, während'die übrigen, c¹ und c³ sowie c³ und c⁵, dazu bestimmt sind, die Feldwicklung· B und den mit dieser in Reihe geschalteten Regelwiderstand G sowie die Primärseite / des Transformators derart mit der Fremdspannungsquelle izu verbinden, daß' sie beim Einschalten gleichzeitig Strom erhalten und beim Umschalten sich die Stromrichtung in der !Feldwicklung B und der Pri-. märseite / des Transformators !gleichzeitig umkehrt. ,Zu diesem Zweck ist die Anordnung so getroffen, daß die Kontakte c¹ und c⁵ untereinander und mit je einem Ende der Wicklungen B und / verbunden! sind, während ■der Kontakt c³ einerseits mit dam anderen Ende der Wiaklung· / und anderseits mit dem Regel widerstand G in. Verbindung steht, dessen Gleitkontakt G¹ an das andere Ende der Feldwicklung B angeschlossen ist. Die Transformatorwicklung / liegt also in jeder der beiden Schließstellungen des Umschalters C parallel zu'dem die Feldwicklung B und den Regelwiderstand G enthaltenden. Stromkreis. Der Wicklungssinn, der Hilfserregerwioklung H. ist dabei so gewählt, daß das durch die Hilfserregerwicklung/-/ erregte Magnetfeld mit dem durch 'die Hauptstromwioklung F erregten Magnetfeld gleichgerichtet ist, mod daß sich beim Anwachsen des Stromes in den Wicklungen B und / ,die durch die FeIdwicklungen B und H erregten Magnetfelder addieren.

Steht bei der Benutzung 'der beschriebenen Anordnung der Umschalter C auf ,den Kontakten c², c⁴, so fließt in den Errqgerwickklingen B, F: und H des Generators kein Strom, und der Motoranker E steht still.

Wird der Umschalter C in die ,stark ausgezogene Stellung gebracht, in welcher er auf den Kontakten c¹, c^s steht, so fließt aus der Gleichstromquelle D über den Kontakt c¹ Strom einerseits in die Primärwicklung / des Transformators und ,von dieser über c³ nach D ,zurück, anderseits fließt ein Strom von der Gleichstromquelle D über c¹ in die Erregerwicklung· B ,des Generators umd weiter über G¹, G und c³ nach D zurück. Die Wicklungen B und / werden dabei im Sinne, der Pfeile χ und y (Abb. 1) durchflossen. Es entsteht also in der Wicklung / ein ^S,trom-_ stoß, der sich auf den die ,Sekundärwicklung J¹ enthaltenden Stromkreis durch Induktion überträgt, so 'daß auch die Hilfserregerwicklung H von einem schnell anwachsenden Strom_yoii kurzer Dauer durchflössen wird. Der auf diese Weise durch die Hilfserregerwicklung H fließende Strom erzeugt bei entsprechender Wahl der Abmessungen aller Teile im Magnetgestell des Generators ein magnetisches Feld, welches das von der Feldwicklung B erzeugte, an -sich'sehr schwache Feld ium einen solchen Betrag, verstärkt, daß ■der Generator A, F sich selbst erregt und im Ankerstromkreis A, F, E rasch, ein Strom von, solcher Stärke entsteht, daß der Motoranker E auch bei der größten !Belastung sofort anläuft. Seine Geschwindigkeit nimmt dabei einen, durch die 'Stellung des Gleitkontaktes G¹ bestimmten Wert an. Sobald der Strom in der Primärseite / des Transformators seine' volle Stärke erreicht hat, wird die Sekundärseite J¹ und damit auch die Hilfserregerwicklung H stromlos. Inzwischen hat ■aber das von der Hauptstrorawieklung F erzeugte magnetische. Feld eine solche Stärke ■erlangt, daß trotz ,des Verschwindens des Stromes in der Wicklung H ein genügend ■starkes Feld im Generator bestehen bleibt. Infolgedessen wird ein Rückgang der Ankerstromstärke im Stromkreis A, F, E und ein Stehenbleiben des Motorankers E mit Sicherheit verhindert. . ■ \

Wird der Umschalter C in die Ausschalt-.stellung c², c⁴ gebracht, so verschwindet der Strom in der Primärseite / des Transformators und in der Feldwicklung B sehr rasch. Da nach den bekannten Induktionsgesetzen hierbei der ,Strom im- 'Stromkreis J¹, FI die entgegengesetzte Richtung wie beim Einschalten des Umschalters C hat, wirkt jetzt die Hilf.serregerwiciklung H 'der fremderregten Wicklung B und der Hauptstromiwicklung F entgegen, und die Stromstärke im Ankerstromkreis A, F, E sinkt dementsprechend schnell, so daß der Motoranker E sehr schnell zum¹ Stillstand kommt.

lEs leudhtet ohne weiteres ein, daß genau ,dieselben Vorgänge nur bei vertauschter

Claims

Stromrichtuing in allen Stromkreisen sich abspielen müssen, wenn der Umschalter C in die gestrichelt gezeichnete Stellung cs, c5 oder aus 'dieser in die Nullstellung c3, c4 gebracht 5. wird: Der einzige ins Auge fallende Unter- - schied1 ist nur, daß der Anlker E des Motors jetzt im umgekehrten Drehsinn 'Umläuft wie vorber.i In sehr einfacher Weise läßt sich der Transforma tor /, 71 mit 'dem Gleichstromgenerator. A, B, F, H vereinigen, wenn man, wie in Abb. 2 dargestellt ist, das Joch A1 des Magnetgestelles, auf dessen Polen A2 die Erregerwicklungen B, F und H Hintergebracht sind, unmittelbar als Eisenkern für (den Transformator benutzt, ,indem ,man dessen Wicklungen J 'lind P darüberwiickelt. Ohne daß am Wesen der Erfindung etwas geändert wird, kann die primäre Transformatorwicklumg J auch in den Stromkreis gelegt werden, in dean sich die Feldwicklung B befindet. Mit dieser Anordnung' ist der Vorteil verbunden, daß nicht nur beim Ein- oder Ausschalten -des Umschalters C, sondern.auch1'beim. Verstellen des Gleitkontaktes G1 in der Hilfserregerwiciklung H ein Stromstoß hervorgerufen werden kann. Der 'Miotoranker E wird daher die eier neuen Stellung des Gleitlkontalktes G1 entsprechende Geschwindigkeit 'wesent-Hch rascher annehmen als bei der Anordnung nach Abb. 1. Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Verwendung· eines Transformators zur Beeinflussung der Erregung einer Gleichstromdynamomaschine an sich bereits bekannt ist. Bei einer der bekannten Anordnungen, die lediglich zur selbsttätigen Spannungsregelung der Dynamomaschine während des Betriebes bestimmt ist, liegt jedoch die Primärspule des Transformators dauernd im Anlkerstromkreis der Dynamomaschine, so daß es mit dieser Anordnung nicht möglich ist, die Erregung eines Gleichstromgenerators so zu beeinflussen, daß bei dem Generator die Selbsterregung eingeleitet wird und dadurch ein in Leonardschal tung an den Generator angeschlossener Motor- bei großem Drehmoment mit beliebig kleiner Drehzahl anlaufen kann. Bei einer anderen bekanntem Anordnung, bei der ,gleichfalls ein Transformator dazu benutzt wird, die Erregung einer Gleicbstromdynamomasehine iziu beeinflussen, ist der Transformator zwar so angeordnet, daß seine Primärwicklung mit einer Gleichstromquelle in Verbindung gebracht werden kann; diese bekannte Anordnung, bei der eine für die vorliegende Erfindung wesentliche Hauptstromerregenwicklunig F überhaupt nicht vorgesehen ist, dient jedoch einem gänzlich anderen Zwecke (Verkürzung der Erregerzeit einer an eine Stromquelle konstanter Spannung angeschlossenen Erregerwicklung) als der Ernndungisgegenstand und ermöglicht 'ebenfalls nicht, einen in Leonardschaltung an einen Gleichstromgenerator angeschlossenen Motor bei großem Drehmoment mit beliebig kleiner Drehzahl anlaufen zu lassen, da sie nur eine gegebene Erregungiszeit abzukürzen, nicht aber dlie Selbsterregung eines Generators einzuleiten vermag. Paten τ-A N Sprüche:

1. Anordnung zum Anlassen und zum Betriebe eines in Leonardschaltung mit einem .Gleichstromgenerator verbundenen Motors, der beim Anlauf ,schon bei sehr kleiner Drehzahl ein verhältnismäßig großes Drehmoment entwickeln und dessen Drehzahl im Betriebe bei allen Belastungen dieselbe bleiben soll, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromgenerator außer einer regelbaren, fremderregten Feldwicklung (B) und einer im Ankerstromkreis liegenden, dem Generator bei schwacher Fremderregung, aber erheblicher Anikerstromstärke Hauptstromcharakter verleihenden Feldwicklung (F) eine Hilfserregeriwicklung (H) besitzt, welche an die Sekundär wicklung (7¹) eines Transformators, dessen Primärwicklung (J) durch einen Schalter (C) mit einer Gleichstromquölle (Z?) konstanter Spannung in Verbindung gebracht werden kann, derart angeschlossen ist, daß das beim Anschalten des Transformators an die Gleichstromquelle . durch den die HilfiSerregerwicklung (H) durchfließenden Strom vorübergehend erregte Magnetfeld mit dem durch den Ankerstrom in der Hauptstromwickhing (F ) erregten Magnetfeld gleichgerichtet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis, der die primäre Transformatörwieklung (/) enthält, eine mit einem Regelwiderstand verbundene, fremderregte Feldwicklung (B) liegt,

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklutigen (/ und 7¹) des Transformators auf einem Teil des ,Magnetgestelles (z. B. dem Joche A¹) des Gleichstromgenerators (A, B, F, H) untergebracht sind.

Hierzu 1 Blatt !Zeichnungen.