DE906950C - Anordnung fuer Gleichstrommotoren - Google Patents

Description

• Anordnung für Gleichstrommotoren Bekanntlich müssen in ihrer Drehrichtung umzukehrende Gleichstrommotoren, die über eine einzige Gruppe von gesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken ohne Ankerumpolung gespeist werden sollen, in ihrem Feld entsprechend geregelt werden. Es ist hierbei erforderlich, daß die speisende Gruppe sich in ihrer Spannung entsprechend anpaßt, damit der Ankerstrom solche Werte annimmt, wie sie aus betrieblichen bzw. wirtschaftlichen Gründen erwünscht sind. Bei den ersten Anordnungen dieser Art wurde der Ankerstrom auf einem bestimmten Wert, größtenteils auf NTennstrom, konstant gehalten. Dieser Zustand ist in verschiedener Hinsicht nachteilig. Erstens sind die Stromwärmeverluste bei: allen Istzuständen konstant, so daß der mittlere Wirkungsgrad ungünstig ist. Zweitens werden die Entladungsgefäße hoch beansprucht, da sie auch bei niedriger Spannung, d. h. bei großer Sperrung, von hohem Strom durchflossen werden. Drittens ist eine Überlastung des Motors nur durch Feldstromüberhöhung und damit wegen der Sättigungserscheinung nur begrenzt möglich. Viertens kann die Drehzahl nur im Feld geregelt werden, wobei sich die Feldträgheit auf die Regelgeschwindigkeit nachteilig auswirkt.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Ankerstrom in einem bestimmten Zusammenhang zum Feldstrom zu verändern. Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Möglichkeit der Steuerung des Ankerstromes in Verbindung mit dem durch zwei Gruppen von Dampf- oder Gasentladungsstrerken gespeisten Feldkreis. Erfindungsgemäß gelingt dies @dadurch, daß ,das die Steuerung der beiden Gruppen des Feldkreises beeinflussende willkürliche Verstellorgan gleichzeitig auf die selbsttätig arbeitende Steuerung der Gruppe des Ankerkreises, der vorzugsweise auf konstanten Strom geregelt wird, einwirkt.
• In dem Schaubild der Fig. i der Zeichnung ist der Ankerstrom Ja in Abhängigkeit vom Feldstrom i, dargestellt. Werden die Punkte gleicher Momente miteinander verbunden, so ergeben sich Hyperbeln 1LT1 bis 11I4, sofern man die Sättigung des Feldes unberücksichtigt läßt. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß bei konstantem Ankerstrom (Kurve JA=konstant) kleinere Momente sich lediglich durch entsprechende Herabsetzung des Erregerstromes ergeben, was, wie bereits betont, unwirtschaftlich ist. Der Ankerstrom soll daher im Sinne der Erfindung einen Verlauf haben, wie ihn die Kurve JA,, zeigt; er hat also einen konstanten Grundwert JAO, steigt dann mit wachsenden Momenten an und wird im weiteren Verlauf auf einen Maximalwert JA."" begrenzt. Diese Forderung ergibt sich aus der dynamischen Abhängigkeit. Während nun Fig. i lediglich die statische Abhängigkeit des Ankerstromes vom Erregerstrom zeigt, d. h. den ausgeglichenen Zustand nach einer Belastungs-oder von Hand eingestellten Drehzahländerung, zeigt Fig. 2 den zeitlichen Verlauf der einzelnen Betriebsgrößen, nämlich des Erregerstromes i, (a), der Drehzahl n (b) und des Ankerstromes JA (c) bei Drehrichtungsumkehr. Um möglichst große Reversiergeschwindigkeit zu erreichen, muß der Ankerstrom zu Beginn des Reversierens t" auf Null zurückgehen, bis der Erregerstrom i, den Nullpunkt t1 durchlaufen hat. Um die Drehrichtung des Motors möglichst rasch umzukehren, soll der Ankerstrom dann auf einen mehrfachen Wert erhöht werden, bis die Drehzahl n ihren neuen Sollwert t2 erreicht hat. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß der Ankerstrom nicht durch den Erregerstrom verändert wird, sondern seine Vergrößerung bzw. Verringerung gleichzeitig mit der Erregerspannung vorgenommen werden muß, um den Einfluß der Feldträgheit auf die Ankerstromverstellung auszuschalten.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schaltungsmäßig in Fig. 3 dargestellt. Der Anker des Motors i wird über den Transformator 2 und das gittergesteuerte mehranod.ige Gefäß 3 gespeist. Seine Drehzahlregelung mittels Erreger- und Ankerstrom erfolgt folgendermaßen: Die Drehzahl wird mit dem Drehzahlgenerator d. gemessen und mit einem am Widerstand 5 abgegriffenen und von Hand einstellbaren Teil der Sollwertbatteriespannung 6 verglichen. Die Differenz der beiden Spannungen wird der Eingangsröhre 7 mit ihrer Umkehrröhre 8 zugeführt. Die Spannungsabfälle über den Außenwiderständen 9 und io beeinflussen die Steuergeräte i i und 12, die wiederum den Umkehrstromrichter mit den Gefäßen 13 und 1.4 so aussteuern, daß der von ihm gelieferte Erregerstrom entsprechend geändert wird. Der Regelsinn ist dabei derart, daß eine Lastzunahme eine Vergrößerung des Erregerstromes in der jeweiligen Richtung bewirkt. Die Spannungsabfälle über den Widerständen 9 und ro sind also der Erregerspannung auch in zeitlicher Übereinstimmung verhältnisgleich und entsprechen in statischer Hinsicht dem Erregerstrom. Sie werden daher benutzt, um im Sinne der Erfindung die Röhre 15 auszusteuern, deren Außenwiderstand 16 im Eingang des Reglers, der bei quasistationären Verhältnissen den Ankerstrom konstant hält, liegt. Dieser besteht aus dem Gleichstromwandler 17, dem Zwischenstromwandler 18 mit dem Gleichrichter i9. Es ergibt sich am Widerstand 20 eine dem Ankerstrom proportionale Spannung, die mit dem einstellbaren Sollwert 21 und der sich hierzu addierenden Spannung am Widerstand 16 verglichen wird. Die Differenz wird der Regelröhre 2-2 zugeführt, die mit ihrem Außenwiderstand 23 das Steuergerät 24 des Hauptentladungsgefäßes 3 entsprechend beeinflußt.
• Der gewünschte, in statischer Hinsicht vom Erregerstrom, in dynamischer Hinsicht von der Erregerspannung abhängige Verlauf des Ankerstromes läßt sich nun in folgender Weise erreichen. Zunächst sei der Handregelwiderstand 5 auf einen bestimmten Wert eingestellt. Wird er im Sinne einer Sollwertverminderung bzw. -umkehr verändert, so wird unmittelbar die Spannung des gerade stromführenden Erregergleichrichters (z. B. 13) herabgesetzt, während die des anderen Gleichrichters ansteigt. Gleichzeitig wird der Strom in der Röhre 15 herabgesetzt, da ihr Gitter von dem polarisierten Relais 25 an den zugeordneten Widerstand 9 gelegt worden war, der bei der angenommenen Änderung erhöhten Strom bekommt, so daß die Gittervorspannung der Röhre 15 stark negativ wird. Damit wird der Sollwert im Ankerstromregler und damit auch der Ankerstrom selbst vermindert. Wie gefordert, steigt er erst wieder an, wenn sich der Erregerstrom in seiner Richtung umgekehrt hat, weil dann das polarisierte Relais 25 das Gitter der Röhre 15 an den Außenwiderstand io schaltet, der dem Umkehrprinzip entsprechend geringere Spannung hat. Um zu vermeiden, daß das Gitterpotential der Röhre 15 während der Zeit des Umschaltens undefinierte Werte annimmt, ist der Kondensator 26 vorgesehen.
• Die statische Kennlinie des Ankerstromes gemäß Fig. i läßt sich mit dem Potentiometer 27 und dem veränderlichen Widerstand 28 einstellen. Die negative Vorspannung im Gitterkreis (an dem Widerstand 9 bzw. io) der Röhre 15 wird durch eine positive Vorspannung am Widerstand 27 entsprechend herabgesetzt, so daß dann der untere Knick, d. h. also der Wert 2e1, beliebig eingestellt werden kann. Unterhalb des Punktes i,1 ist die Röhre 15 völlig gesperrt. Die Steilheit des anschließenden Teiles von iei bis i", ist identisch mit der Steilheit des Stromes der Röhre 15, die sich mit dem Kathodenwiderstand 28 entsprechend einstellen läßt.
• Wie bereits bei Fig. 2 erläutert, soll der Ankerstrom zur Erhöhung der Regelgeschwindigkeit bei einer Drehzahlveränderung überhöht werden. Um dabei unabhängig davon zu sein, ob der Steuerhebel 5 rasch oder langsam betätigt wird und damit die Röhren 7 und 8 stärker oder weniger angesteuert werden, ist ein hochohmiger Gitterwiderstand 29 vorgesehen. Bekanntlich bleibt der Röhrenstrom bei Verwendung eines hochohmigen Gitterwiderstandes annähernd konstant, wenn die Gitterspannung positive Werte annimmt, da dann Gitterstrom einsetzt und die Röhre übersteuert wird. Hiervon ist in der vorliegenden Anordnung Gebrauch gemacht. Sobald die Spannung an den Widerständen 9 und io kleiner wird als die am Widerstand 27, tritt praktisch keine weitere Vergrößerung des Röhrenstromes ein. Mit Hilfe des Potentiometers 16 läßt sich demnach ein bestimmter Maximalwert des Ankerstromes (JA"",) festlegen.
• Zwecks Erzielung einer großen Steuerspannung für den Ankerkreis empfiehlt es sich, an Stelle einer üblichen Dreielektrodenröhre eine Fünfelektrodenröhre (Pentode) zu nehmen.

Claims (6)

1. PATEN TANSPRI CHE: i. Anordnung für Gleichstrommotoren, die im Ankerkreis über eine Gruppe von gesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken und im Feldkreis zwecks Umkehr der Drehrichtung über zwei Gruppen gesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß das die Steuerung der beiden Gruppen (13, 14.) des Feldkreises beeinflussende willkürliche V erstellorgan (5) gleichzeitig auf die selbsttätig arbeitende Steuerung der Gruppe (3) des Ankerkreises, der vorzugsweise auf konstanten Strom geregelt wird, einwirkt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellorgan (5) auf eine Eingangsröhre (7) und auf eine schaltungsmäßig als Gleichstromverstärker mit ihr verbundene Umkehrröhre (8) einwirkt, daß die eine Röhre (7) die Steuerung der einen Feldkreisgruppe (13) und die andere Röhre (8) die Steuerung der anderen Feldkreisgruppe (14) beeinflußt und daß die Ausgangskreise der beiden Röhren unter Mitwirkung eines auf die Richtung des Stromes im Feldkreis ansprechenden Schaltmittels (polarisiertes Relais 25) auf eine weitere Röhre (15) einwirken, die ihrerseits eine Steuerspannung für die Steuerung der Gruppe (3) des Ankerkreises liefert.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gitterkreis der weiteren Röhre (15) weitere einstellbare Steuerspannungen vorgesehen sind. q..
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als einstellbare Steuerspannung ein vom Anodenstrom der weiteren Röhre (15) durchflossener Widerstand (28) dient.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gitter und Kathode der weiteren Röhre (15) ein Kondensator (26) geschaltet ist.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitung zum Gitter der weiteren Röhre (15) ein hochohmiger Widerstand (29) geschaltet ist.