DE612196C

DE612196C - Regeleinrichtung zum Konstanthalten der Drehzahl von Gleichstrommotoren in einem Netz mit stark schwankender Spannung

Info

Publication number: DE612196C
Application number: DES99684D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Georg Braun
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1931-07-09
Filing date: 1931-07-09
Publication date: 1935-04-15

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 15. APRIL 1935

REICHSPATENTAMT'

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE 5942

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Juli 1931 ab

Zum Konstanthalten der Drehzahl von Gleichstrommotoren, die an Netze mit stark schwankender Spannung angeschlossen sind, werden meist Fliehkraftregler verwendet, welche die Drehzahl der Motoren durch Feldregelung beeinflussen. Es hat sich gezeigt, daß derartige Fliehkraftregler nicht unter allen Umständen eine genügende Konstanthaltung der Drehzahl ermöglichen, insbesondere haben sie bei Maschinen mit vertikalen Wellen versagt. Abgesehen davon sind diese Regler auch verhältnismäßig kompliziert und teuer, ebenso die bekannten Tirillregler, welche für die vorliegenden Verhältnisse zu empfindlich sind.

Gemäß der Erfindung wird eine genügend genaue Drehzahlregelung mittels eines gegen Stöße und Schwingungen wenig empfindlichen ausbalancierten Spannungsrelais erzielt, durch das zwei Widerstände in dem Erregerstromkreis eines Gleichstrommotors zwecks Feldschwächung oder Feldverstärkung wirksam gemacht werden. Die Belastung des Motors bleibt im wesentlichen unverändert.

In dem Schaltbild 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Konstanthalten der Drehzahl dargestellt. 1 ist ein Gleichstrommotor, der an ein Gleichstromnetz 2 mit stark schwankender Spannung angeschlossen ist. Die Maschine hat zwei Erregerwicklungen 3 und 4, von denen die_ Wicklung 3 ein Grund feld erzeugt, während das durch die Spule 4 erzeugte Nebenfeld mit Hilfe von zwei Widerständen 5 und 6 geregelt wird. Der Widerstand 5 kann zur Wicklung 4 parallel geschaltet werden, wodurch das Feld der Erregerwicklung 4 geschwächt wird. Der Widerstand 6 ist mit der Erregerwicklung 4 in Reihe geschaltet. Durch Kurzschließen des Widerstandes 6 wird das Nebenfeld verstärkt und die Drehzahl verringert.

Das Einschalten der Widerstände 5 oder 6 erfolgt durch die Kontakte 7°, y^b und 8^a, 8* des Spannungsrelais 9; die Kontakte 7° und 8^a smd an lesmem beweglichen Waagebalken 11 angeordnet, der durch einen Elektromagneten 10 bewegt wird. Die Erregerwicklung dieses Elektromagneten ist an das Gleichstromnetz 2, von dem der Motor 1 gespeist wird, angeschlossen. Die Kontakte J^b und 8^δ stehen fest.

Mit 13 ist ein in den Erregerstromkreis des Spannungsrelais eingeschalteter Regelwiderstand bezeichnet, durch den die Erregung des Spannungsrelais nach Bedarf eingestellt wird· 12 bedeutet einen Justierwiderstand, der im Erregerstromkreis der Feldwicklung 4 liegt.

Der Abstand der Kontakte des Spannungsrelais 9 ist einstellbar, so daß die Kontakte 7 und 8 für verschiedene Spannungsabweichungen gegenüber der Normalspannung eingestellt werden können.

Es soll von dem einfachsten Fall, daß bei der Normalspannung der die Kontakte tragende Waagebalken 11 des Relais 9 sich in der mittleren Stellung befindet und daß die

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

Dipl.-Ing. Georg Braun in Berlin-Wilmersdorf.

Abstände der Kontakte J^a, y^b bzw. 8^a, 8^b de; Relais gleich sind, ausgegangen werden.

Sobald die Spannung E sich gegenüber der Normalspannung etwas erhöht, wird durch den Magneten io des Spannungsrelais der Waagebalken 11 angehoben; gleichzeitig ändert sich entsprechend der Spa'nnungsänderung die Drehzahl des Antriebsmotors ι etwa nach der in Fig. 2 der Zeichnung punktiert dargestellten Regelkurve. Sobald die Netzspannung und damit die Drehzahl um einen gewissen Wert angestiegen ist, werden die Kontakte y^a und j^b geschlossen (Punkt B' der Regelkurve). Infolgedessen wird der Vorschaltwiderstand 6 in dem Erregerstromkreis der Spule 4 kurzgeschlossen, so daß sich der Strom in der Erregerwicklung 4 erhöht und das Magnetfeld der Maschine 1 verstärkt wird. Nunmehr sinkt die Drehzahl des Motors ι bis auf einen unteren Grenzwert (Punkt C) ab, wie aus der Regelkurve der Fig. 2 ersichtlich ist. Die beiden Grenzwerte können durch Bemessung der Widerstände 5 und 6 sowie eine geeignete Einstellung des Justierwiderstandes 12 im Erregerstromkreis der Wicklung 4 erzwungen werden. Nach dem Kurzschließen des Widerstandes 6 steigt bei weiterer Erhöhung der Netzspannung die Drehzahl wieder entsprechend dem angedeuteten Kurvenzug an.

Tritt statt einer Spannungserhöhung eine Spannungserniedrigung in dem Netz 2 ein, so sinkt der Anker des Magneten 10, und die Drehzahl des Motors nimmt ab. Der Waagebalken 11 schwingt nach der anderen Richtung aus. Sobald bei Erreichung eines unteren Grenzwertes (Punkt E) die Kontakte 8^β, 8^δ des Spannungsrelais 9 geschlossen sind, ist der Widerstand 5 zur Erregerspule 4 der Maschine 1 parallel geschaltet; infolgedessen tritt eine Feldschwächung ein, die eine Erhöhung der Drehzahl zur Folge hat (Punkt F). Sinkt die Netzspannung nach dem Parallelschalten des Widerstandes 5 weiter ab, so muß auch die Drehzahl des Antriebsmotors 1 wieder sinken (bis Punkt G) der Fig. 2.

Durch Einstellung der Erregung des Magneten 10 des Spannungsrelais kann das Relais derartig beeinflußt werden, daß der Waagebalken seine Gleichgewichtslage annimmt, auch wenn im Netz 2 nicht die Normalspannung herrscht. Hierdurch sowie durch geeignete Einstellung des Abstandes der Kontakte 7 und 8 kann die Regelcharakteristik auch so beeinflußt werden, daß bei ungleichmäßigen Schwankungen der Netzspannung nach oben und unten, wenn zum Beispiel die Spannungserniedrigungen größer sind als die Spannungserhöhungen, die Regeleinrichtung besonders günstig arbeitet.

Die ausgezogene Regelkurve in Fig. 2 ist für den Fall aufgezeichnet, daß die Regeleinrichtung bei Spannungserhöhungen von 10 °/₀ und Spannungserniedrigungen von 20 °/₀ arbeiten soll. Zu diesem Zweck werden die Abstände der Kontakte des Relais 9 voneinander ungleich gemacht, und zwar schließen die Kontakte beim Sinken der Spannung schon bei einem erheblich geringeren Wert als dem beim Ansteigen über den der Gleichgewichtslage des Waagebalkens 11 auftretenden Spannungswert. Dabei ist der Regel widerstand 13 im Erregerstromkreis des Spannungsrelais 9 so eingestellt, daß sich der Waagebalken 11 bei einer Spannung, die kleiner ist als die normale Spannung des Netzes, in seiner Gleichgewichtslage befindet (Punkt A der Regelkurve). Wie ohne weiteres aus der Figur hervorgeht, können die Drehzahlschwankungen bei Erhöhung der Spannung erheblich geringer gehalten werden als die Drehzahlschwankungen bei Erniedrigung der Netzspannung.

Die neue Regeleinrichtung zum Konstanthalten der Drehzahl zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus. Es sind lediglich das Spannungsrelais und zwei Widerstände für den Erregerstromkreis der Erregerwick- lung 4 erforderlich. Durch Einstellung des Erregerstromes der Wicklung 4 sowie durch Regelung des Widerstandes in dem Erregerstromkreis des Magneten 10 des Spannungsrelais 9 und Änderung der Abstände der Kontakte γ", y^b und 8°, 8^b kann die Einrichtung beliebig leicht den Bedürfnissen des Betriebes angepaßt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung zum Konstanthalten der Drehzahl von Gleichstrommotoren in einem Netz mit stark schwankender Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehzahlregelung eines Elektromotors ein gegen Stöße und Schwingungen unempfindliches, ausbalanciertes Spannungsrelais verwendet wird, das mittels einstellbarer Kontaktpaare einen Reihenwiderstand (6) zur Feldverstärkung des Motors kurzschließt oder einen Widerstand (5) zur Feldwicklung zwecks Feldschwächung parallel schaltet,

2. Regeleinrichtung nach Anspruch τ für Motoren mit unterteilter Feldwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (5, 6) den Erregerstrom der Nebenfeldwicklung (4) beeinflussen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen