DE756323C - Elektromotorischer Antrieb - Google Patents

Description

• Elektromotorischer Antrieb Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Antrieb mit einem Gleichstromantriebsmotor, der zu Bremszwecken in Generatorschaltung betrieben werden kann, oder mit einem Drehstromantriebsmotor, der mit einem Gleichstrombremsdynamo mechanisch gekuppelt ist. Wenn es gilt, die vom Motor angetriebenen Massen rasch auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen bzw. innerhalb kurzer Zeit zu verzögern, z. B. beim Antrieb von Fahrzeugen, Hubwerken usw., besteht die Gefahr, daß bei schnellem Durchschalten des Regelgerätes der Ankerstrom zu einem gefährlichen Wert anwachsen kann. In A.bb. i der Zeichnung ist z. B. ein Gleichstrommotor i mit der Feldwicklung 2 schematisch dargestellt, der über den Anlaß- und Regelwiderstand 3 angelassen wird. Der Motor ist so geschaltet, daß er generatorisch wirkt, wenn er z. B. von der von ihm beschleunigten Last oder Masse angetrieben wird. Bei raschem Schälten von A nach B fließt im Anker infolge der geringen Gegen-EMK ein großer Strom, während in der vom Netzstrom durchflossenen Feldwicklung infolge ihrer Selbstinduktion und des in ihrem Stromkreis liegenden Anlaß- und Regelwiderstandes 3 der Strom nur langsam anwächst. Der Motor wird daher nur langsam bei langandauernder starker Stromentnahme aus dem Netz beschleunigt. Beim Abbremsen der vom Motor angetriebenen Last bzw. :Masse kehrt sich der Strom im Anker um, und der Motor arbeitet als Hauptstrombremsgenerator auf den Regelwiderstand. Bei Vorhandensein großer Lasten oder Massen ist es möglich, daß der Motor sogar auf das Netz zurückarbeitet. Die schnelle Ausschaltung des Regelwiderstandes zur Erzielung einer raschen Verzögerung würde auch hier den Strom des dann praktisch kurzgeschlossenen Ankers plötzlich sehr stark anwachsen lassen. Da der Ankerstrom über das im Bremsstromkreis liegende Feld fließt und somit dieses verstärkt, entsteht fast schlagartig ein unzulässig hohes Bremsmoment. Ähnlich verhält sich eine Gleichstromnebenschlußmaschine in Bremsschaltung, wie sie Abb. 2 zeigt. Der Widerstand 3 dient als Belastungswiderstand für die fremderregte Maschine i. Der bei rascher Kurzschließung des Ankers auftretende hohe Ankerstrom hat zur Folge, daß die Bremswirkung außerordentlich hart und plötzlich einsetzt. Der übermäßige Ankerstrom kann zu Bürstenüberschlag am Kollektor und starkem Abbrand an den Schaltkontakten führen und so :Motor und Regel- bzw. Steuergeräte gefährden. Es liegt der Gedanke nahe, den Ankerstrom mittels eines Widerstandes .I zu begrenzen. Dadurch wird aber die Bremswirkung der Bremsdynamos erheblich herabgesetzt. Ferner läßt sich dann mit dem Regelgerät auf der Bremsstufe mit größter Bremswirkung die Geschwindigkeit nicht so weit herunterregeln, wie dies z. B. bei Hubwerken oft gefordert wird.
• Diese vorstehend aufgezeigten unerwünschten und schädlichen Erscheinungen bei elektromotorischen Antrieben werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß im Ankerstromkreis der Gleichstrommaschine ein den Ankerstrom bei raschem Durchschalten des Regelgerätes begrenzender induktiver Widerstand angeordnet ist. Die Selbstinduktion dieses Widerstandes kann so gewählt sein, daß sie etwa gleich oder größer als die der Feldspulen ist. Eine als induktiver Widerstand dienende Eisen enthaltende Spule setzt dann dem anwachsenden Ankerstrom einen solchen Widerstand entgegen, daß er in erträglichen Grenzen bleibt. Sowohl Motor wie Steuergerät bleiben von unzulässiger elektrischer Beanspruchung verschont. Auch wird hierdurch ein zu scharfes und hartes Bremsen vermieden, was sich auf die Lebensdauer des Triebwerks und der Gerüstkonstruktion bei Anwendung des Antriebs auf Hubwerke naturgemäß sehr günstig auswirkt. Durch scharfes Bremsen treten nämlich hohe mechanische Beanspruchungen auf, die leicht die Zerstörung des Triebwerks oder Bruch z. B. in der Tragkonstruktion eines Krans nach sich ziehen können. -Nachdem der Ankerstrom abgeklungen ist, bietet die Spule, die nur einen geringen Ohmschen Widerstand hat, dem Durchgang des Stroms praktisch keinen Widerstand mehr.
• Es ist eine Schaltung für Reihenschluß- und Verbundmaschinen bekanntgeworden, bei der die Parallelschaltung eines Nebenschlusses zu der Reihenschlußfeldwicklung im Augenblick von Stromspitzen, die beim stufenweisen Abschalten des Ankervorwiderstandes entstehen, eine besondere Stromverteilung im Motorkreis bewirkt. Dieser Nebenschluß ist während des stufenweisen Anlassens ein Widerstand hoher Induktivität und während des stufenweisen Bremsens ein Widerstand geringer Induktivität. Dies hat den Zweck, daß im ersteren Fall der größte Anteil der Stromspitze dem Feld zugeführt und dieses somit verstärkt wird, während im letzteren Fall eine Verstärkung des Feldes durch Ableitung der Stromspitze über den Ohmschen Widerstand nicht stattfindet. Auf diese Weise sollen die beim stufenweisen Abschalten des Ankerv orwiderstandes entstehenden Zugkraftstöße gedämpft werden. Diese Schaltung hat aber mit der Erfindung nichts zu tun, denn der in dem einen Fall vorgesehene induktive Widerstand liegt nicht, wie bei der Erfindung, im Ankerstromkreis, sondern ist parallel zur Reihenschlußwicklung geschaltet, so daß also durch eine solche Schaltung des induktiven Widerstandes beim raschen Durchschalten des Regelgerätes der Ankerstrom sticht begrenzt wird.
• Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung noch «-eiter erläutert. Die Abb. 3 bis 6 stellen Schaltungen dar, wie sie insbesondere bei Hubwerken, aber auch zum Antrieb von Fahrzeugen, Kalandern usw., Anwendung finden können. Die gleichen Teile in den einzelnen Abbildungen sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
• Die Schaltung der Abb. 3 entspricht der in Abb. i gezeigten. Der Gleichstrommotor ist wieder mit i, sein Feld mit 2 und der Regelwiderstand mit 3 bezeichnet. Erfindungsgemäß ist im Ankerstromkreis der induktive Widerstand 5 angeordnet. Die Wirkungsweise der Schaltung ist nach dem Vorangehenden leicht erklärt. Ein zu starkes Anwachsen des Ankerstroms infolge raschen Durchschaltens des Anlaß- bzw. .Regelwiderstandes 3 wird durch die Drosselspule 5 wirksam verhindert.
• Abb. .4 zeigt eine fremderregte Gleichstromnebenschlußmaschine in Bremsschaltung. Ein schnelles Ausschalten des Bremswiderstandes 3 zur Erlangung eines hohen Verzögerungstnoments hat auch hier kein unzulässig hohes Anwachsen des Ankerstroms infolge der im Ankerstromkreis liegenden Drosselspule 5 zur Folge. Gleichzeitig wirkt die Spule dämpfend auf die Bremswirkung.
• Es ist auch möglich, dem induktiven Widerstand einen Ohmsche'n Widerstand parallel zu schalten. In Abb. q. ist der Ohmsche Widerstand 7 gestrichelt eingezeichnet. Durch diesen Widerstand kann die Ausbildung einer allzu großen Induktivität im Ankerstromkreis vermieden werden.
• Mit gleich guter Wirkung findet die Erfindung auch bei Doppelschlußmotoren Anwendung (Abb.5). Um bei Hubwerken den leeren Haken mit hoher Beschleunigung mit Kraft senken zu können, kann das Nebenschlußfeld 2 durch das Steuergerät oder auch in Abhängigkeit vom Ankerstrom durch eine selbsttätige Schalteinrichtung, welche den Schalter 6 betätigt, abgeschaltet werden. Der Motor wirkt also als Hauptstrommotor und entwickelt ein hohes Anzugsmoment. Der Ankerstrom würde infolge der plötzlichen Feldschwächung einen unzulässig hohen Wert annehmen, was wiederum durch die Drosselspule 5 wirksam verhindert werden kann.
• Eine weitere vorteilhafte Anwendung der Erfindung zeigt Abb. 6. Die Drosselspule 5 ist mit einer Sekundärwicklung 8 versehen, die im Stromkreis des. Nebenschlußfeldes 2 liegt. Die Sekundärwicklung ist so geschaltet, daß eine in ihr induzierte Spannung der Erregerspannung entgegengerichtet ist. Dadurch wird beim raschen Abbremsen der sofortige Aufbau eines Feldes verzögert und der Bremsstoß auf diese Weise gemildert. Die Sekundärwicklunz unterstützt also die Wirkunz der Drosselspule, so daß diese in ihren Abmessungen kleiner gehalten werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. ElektromotorischerAntrieb mit einem Gleichstromantriebsmotor, der zu Bremszwecken in Generatorschaltung betrieben werden kann, oder mit einem Drehstromantriebsmotor, der mit einem Gleichstrombremsdynamo mechanisch gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Ankerstromkreis der Gleichstrommaschine ein den Ankerstrom bei raschem Durchschalten des Regelgerätes begrenzender induktiver Widerstand angeordnet ist.
2. 2. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem induktiven Widerstand ein Ohmscher Widerstand parallel geschaltet ist.
3. 3. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Widerstand mit einer Sekundärwicklung versehen ist, die so geschaltet ist, daß eine in ihr induzierte Spannung der Erregerspannung entgegenzerichtet ist. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften N r. 655 038, 65635I, 297 170; britische Patentschrift Nr. 21 902 vom Jahre 1904; Dr.-Ing. Fraenkel, Alfred, »Theorie der Wechselströme«, Berlin 1914, S. 2.43.