DE349751C - Device for controlling DC motors - Google Patents

Description

Einrichtung zur Steuerung von Gleichstrommotoren. Die Erfindung betrifft einen Hauptstrommotor, der außer :durch Regelung im Hauptstromkreis (Ankerkreis) auch durch Feldschwächung gesteuert wird. Die Erfindung bezweckt, eine möglichst weitgehende Änderung der Drehzahl des Motors bei verschiedenen Belastungen durchführen zu können.Device for controlling DC motors. The invention relates to a main current motor, which apart from: through regulation in the main circuit (armature circuit) is also controlled by field weakening. The invention aims to be a possible Carry out extensive changes in the speed of the motor under different loads to be able to.

Bei bestimmten Antriebsarten, z. B. für Winden o. tdgl., ist es erwünscht, die Drehzahl bei abfallendem Drehmoment noch mehr steigern zu können, als der Motorcharakteristik entspricht. Hierzu ist die Anwendung der Feldschwächung ohne weiteres möglich, bringt aber viel Nachteil mit sich. Ist der Motor stark :belastet und wird bei der Handbedienung der Steuerung von jenen Stufen, welche für die Hauptstrom- oder Spannungsregelung vorgesehen sind, ohne weiteres .auf @die Feldschwächungsstufen übergegangen, so kann der Motor dadurch gefähndet werden, daß er infolge des geschwächten Feldes einen zu hohen Strom aufnimmt. Werden anderseits geringe Lasten gefördert, unter Umständen der länge Haken, so kann der Motor infolge der Feldschwächung ganz unzulässige Geschwindigkeiten annehmen.With certain types of drive, e.g. B. for winches or the like, it is desirable to be able to increase the speed even more than the engine characteristics when the torque drops is equivalent to. For this purpose, the application of field weakening is easily possible, brings but much disadvantage with it. If the motor is strong: it is loaded and is used during manual operation the control of those stages which are responsible for the main current or voltage regulation are provided, passed over to @ the field weakening stages without further ado, so the engine can be found by the fact that it as a result of the weakened field draws too high a current. On the other hand, if low loads are promoted, under Under the circumstances of the long hook, the motor can be completely impermissible as a result of the field weakening Assume speeds.

Die Erfindung will diesen Nachteil beseitigen und eine Einrichtung schaffen, welche einerseits leicht bei vorhandenen Steuerungen eingebaut werden kann und anderseits .die Bedienung der Steuerung von Hand so wenig als möglich stört. Demgemäß besteht die Erfindung darin, d aß eine selbsttätige Einrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von der Belastung des Motors den übergang von der Hauptstrom- bzw. Spannungsregelung auf :die Feldschwächung beherrscht. Zu diesem Zweck ist ein Schalter vorgesehen, welcher selbsttätig die Feldschwächungswiderständ'e kurzschließt, sobald ,der Belastungsstrom des Motors unter einen vorbestimmten Wert gesunken ist. Es kann dann sein, daß bereits während :des Abs.chaltens der V orschaltwiderstände im Hauptstrom der letztere unter jenen Wert sinkt, welcher ;die gefahrlose Einschaltung _ der Feldschwächungswiderstände gestattet. In diesem Falle würde also dieser Schalter einfallen und d as Motorfeld geschwächt werden, währende der Motor noch durch Abschalten der Vorschaltwiderstände angelassen wird. Hierdurch würde erreicht «-erden; daß der Motor mit der größten zulässigen Geschwindigkeit angelassen wird. . Sind in einem andern Falle sämtliche Vorschaltwiderstände abgeschaltet und hat der Motor trotzdem noch nicht jene Drehzahlerreicht, bei Ader die gefahrlose Einschaltung der Feldschwächungswiderstände möglich wäre, da der Belastungsstrom auf ein vorbestimmtes geringeres Maß nicht gesunken ist, so wird der als Stromwächter arbeitende Schalter seinerseits die Feldschwächungswnderstände nicht früher einschalten können, als bis der niedrige, beim Laufen mit Feldschwächung zulässige Belastungsstrom des Motors errecht ist.The invention aims to eliminate this disadvantage and to provide a device create, which on the one hand can easily be installed in existing controls can and on the other hand. the operation of the control by hand disturbs as little as possible. Accordingly, the invention consists in providing an automatic device is which, depending on the load on the motor, the transition from the main current or voltage regulation on: the field weakening is mastered. To this end is a Switch provided, which automatically short-circuits the field weakening resistors, as soon as the load current of the motor has dropped below a predetermined value. It can then be that already during: the switching off of the series resistors in the main stream the latter sinks below the value which; the safe activation _ the field weakening resistors allowed. In this case this switch would be and the motor field are weakened, while the motor is still switched off the series resistors is left on. This would be reached; that the engine is started at the highest permissible speed. . Are in otherwise all series resistors switched off and the engine has still not reached the speed that Ader does not risk Activation of the field weakening resistors would be possible because the load current has not decreased to a predetermined lower level, it is used as a current monitor working switches in turn do not switch on the field weakening resistors earlier than up to the low load current permissible when running with field weakening of the motor is reached.

Es unterscheidet sich also die Einrichtung nach der Erfindung nach wesentlichen Punkten von den selbsttätigen Anlaßvorrichtungen, bei denen die Anlaßschaltung in Abhängigkeit vom Strom vorwärts schreitet. Bei ,diesen ist die Einschaltung der Feldschwächungswiderstände stets erst möglich, wenn sämtliche Vorschaltwiderständ'e abgeschaltet sind. Diese Abschaltung muß in einer bestimmten gesetzmäßigen Weise erfolgen und -:erfordert daher stets eine gewisse Zeit, die nicht unterschritten werden kann. Anders beim Gegenstand der Erfindung, bei welchem die Schaltwiderstände bei niedrigem Strom sehr schnell abgeschaltet werden können: Hier sorgt die selbsttätige Einrichtung einzig dafür, daß die Feld'schwächüng eingeschaltet wird, sobald der Belastungsstrom ein vorbestimmtes Maß erreicht hat, unabhängig ,davon, wie weit die Abschaltung von Vorschaltwid'erständen oder die sonstige Regulierung fortgeschritten ist.So it differs according to the device according to the invention essential points of the automatic starting devices in which the starting circuit advances depending on the current. With, these is the activation of the Field weakening resistors are always only possible if all series resistors are switched off. This shutdown must take place in a certain lawful way take place and -: therefore always requires a certain amount of time, which is not exceeded can be. This is different with the subject matter of the invention, in which the switching resistors can be switched off very quickly when the current is low: the automatic Device only for the fact that the field weakening is switched on as soon as the Load current has reached a predetermined level, regardless of how far the disconnection of ballast resistors or other regulation advanced is.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

In Abb. i sei m der Anker eines Hauptstrornmotors mit dem Feld a und beispieIs-,veise zwei Hauptstromregelwiiderständen a, b. e ist ein Nebenschluß zum Feld f. Die beiden Hauptstromwi:derständea, b mögen durch einen irgendwie gestalteten, verschiebbaren Kontakt s kurzgeschlossen werden können. Zur Einschaltung des Feldschwächungswid'erstandes e dient ein selbsttätiger Schalter h. Dieser Schalter wird erregt, sobald der Motorstrom unter einem vorbestimmten Maß verläuft und infolgedessen das Schütz g den Steuerstromkreis des Schalters h geschlossen hält. Demnach wird die Feldschwächung. selbsttätig eingelegt in Abhängigkeit von :der Größe :des Motorstromes. Die Einschaltung kann erfolgen, sobald die beiden Hauptstromwiderstände kurzgeschlossen sindi und der Belastungsstrom unter das vorbestimmte Maß gesunken ist. Die Einschaltfing kann aber auch gleich mit Odem ersten Anlassen des Motors erfolgen, wenn die Belastung des Motors so gering ist, daß sein Strom von vornherein das vorbestimmte Maß unterschreitet.In Fig. I, let m be the armature of a main flow motor with field a and, for example, two main flow regulating resistors a, b. e is a shunt to field f. The two main current resistors a, b may be short-circuited by a somehow designed, movable contact s. An automatic switch h is used to switch on the field weakening resistor e. This switch is energized as soon as the motor current is below a predetermined level and, as a result, the contactor g keeps the control circuit of the switch h closed. Accordingly, the field weakening. automatically inserted depending on: the size: the motor current. It can be switched on as soon as the two main current resistors are short-circuited and the load current has fallen below the predetermined level. The switch-on can also take place when the engine is started for the first time, if the load on the engine is so low that its current falls below the predetermined level from the outset.

Abb.2 zeigt ein Schaltbild ähnlich dem der Abb. i. In den Stromkreis des Schalters h ist nur ein zweites Schütz i geschaltet, -das als Stromwächter für,den Fall wirkt, daß der Strom noch erheblich unter das Maß sinkt, für welches der Stromwächter g vorgesehen ist. Fällt der Strom des Motors nämlich so weit, daß eine hohe Drehzahl eintreten muß, welche den Motor gefährden kann, so wird .der Schalter i abfallen, hierdurch auch der Schalter 1a geöffnet werden, und das Feld .des Motors wind! verstärkt, so daß eine Bremsung eintritt und jedenfalls das Durchgehendes Motors verhindert ist.Fig.2 shows a circuit diagram similar to that of Fig. I. In the circuit of the switch h only a second contactor i is connected -that acts as a current monitor for the case that the current still falls significantly below the level for which the current monitor g is intended. If the current of the motor falls so far that a high speed has to occur, which can endanger the motor, then switch i will drop out, which will also open switch 1a, and the field of the motor will wind up! reinforced, so that braking occurs and in any case the engine is prevented from going through.

Abb. 3 zeigt schließlich eine Schaltung, bei der die Einrichtung nach Abb.2 vorgesehen ist, außerdem aber noch eine zusätzliche Nebenschlußfeld'wicklung w. Die Wicklung w wird eingeschaltet, wenn der Motorstrom über einem vorbestimmten Maß verläuft und die große Belastung des Motors durch stärkere Erregung seines Feldes bewältigt werden soll. Weiter wird hierdurch der Vorteil erreicht, .daß eine Konstanthaltung der Motordrehzahl bewirkt werden kann. Sinkt die Belastung des Motors unter jenes Maß, bei dien der Schalter g einfällt, so wird der Schalter h- geöffnet, die Wicklung na abgeschältet und- außerdem noch,die Hauptstromwicklung f geschwächt. Hierdurch tritt eine starke Feldschwächung des Motors ein und damit eine starke Erhöhung seiner Drehzahl.Finally, Fig. 3 shows a circuit in which the device according to Fig. 2 is provided, but also an additional shunt field winding w. The winding w is switched on when the motor current exceeds a predetermined level and the high load on the motor stronger excitation of his field is to be coped with. This also has the advantage that the engine speed can be kept constant. If the load on the motor falls below the level at which switch g is applied, switch h- is opened, winding na is peeled off and, moreover, the main current winding f is weakened. This results in a strong field weakening of the motor and thus a strong increase in its speed.

Claims (3)

PATENT-ANsPRÜcHE: i. Einrichtung zur Steuerung von Gleichstrommotoren; die außer im Ankerkreis, auch im Feldkreis geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das - Feld selbsttätig beim Unterschreiten einer bestimmten Belastung, unabhängig davon, wie weit die Schaltung im Ankerkreis fortgeschritten ist, geschwächt wind. PATENT CLAIMS: i. Device for controlling DC motors; which are regulated not only in the anchor circuit but also in the field circuit, characterized in that that the - field automatically when falling below a certain load, independently how far the circuit has progressed in the armature circuit is weakened. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine weitere selbsttätige Einrichtung, die bei einem Belastungswect,welcher unterhalb jenesWertes liegt, bei welchem das Feld' selbsttätig geschwächt wird, die Feldschwächung wieder beseitigt. 2. Device according to claim i, characterized by a further automatic device, with a load which is below the value at which the Field 'is automatically weakened, the field weakening is eliminated again. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder die beiden selbsttätigen Einrichtungen in Abhängigkeit von bestimmten Belastungsgrößen ein Nebenschlußfeld ab- oder zuschalten.3. Establishment according to claim 1 or 2, characterized in that one or the two are automatic Facilities a shunt field depending on certain load sizes switch on or off.