DE897761C - Verfahren zum Bremsen umlaufender Koerper, insbesondere von Motoren auf Pruefstaenden - Google Patents

Description

• Verfahren zum Bremsen umlaufender Körper, insbesondere von Motoren auf Prüfständen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen umlaufender Körper, insbesondere von Motoren auf Prüfständen. Bei einem bereits vorgeschlagenen Verfahren dieser Art wurde die Bremsleistung bei der Prüfung von Flugzeugmotoren durch Wasserbremsen, Luftschrauben bzw. Flüssigkeitsschlupfkupplungen vernichtet.
• Gemäß der Erfindung gelingt es im Gegensatz hierzu, die Bremsleistung weitestgehend nutzbar zu machen, indem die umlaufenden Körper auf polumschaltbare, zweckmäßigerweise mit ausgeprägten Polen versehene Synchrongeneratoren arbeiten. die auf der Hauptbetriebsstufe synchron und auf der Nebenbetriebsstufe asynchron oder synchron laufen.
• Beispielsweise wird zum Betrieb eines Synchrongenerators mit ausgeprägten Polen bei einer Nebenbetriebsstufe von 75 % der vollen Drehzahl, das ist insbesondere die Einfahrstufe und die Ausfahrstufe, zur Rückarbeit der Synchrongenerator polumschaltbar für das Polzahlverhältnis 3 : q. gebaut. Zu diesem Zweck kann einerseits nur der Ständer des Generators polumschaltbar im Verhältnis 3 : q. ausgeführt werden, wobei beim Übergang auf die untere Drehzahlstufe die Erregerwicklung über einen Widerstand kurzgeschlossen wird. Der Generator wird mit einer starken Dämpferwicklung ausgerüstet und mit einem möglichst kleinen Luftspalt ausgestattet. Da die Leistung auf der unteren Drehzahlstufe etwa nur die Hälfte von derjenigen bei voller Drehzahl ist, wird die Ständerwicklung bei der- unteren Drehzähl in. Stern, bei der vollen Drehzahl hingegen in Dreieck geschaltet. Bei der unteren Drehzahl läuft dann der Generator als Asynchrongenerator, wobei die Dämpferwicklung die Rolle der Sekundärwicklung übernimmt. Wegen des kleinen Luftspaltes und der Ständerumschaltung auf Stern ist dann der Magnetisierungsstrom klein und damit die vom Netz erforderliche Blindleistung gering.
• Andererseits kann der Synchrongenerator sowohl im Ständer als auch im Läufer polumschaltbar, beispielsweise hier für das Polzahlverhältnis 3 : 4, gebaut werden. Die Umschaltung im Läufer erfolgt dann derart, daß bestimmte Pole des Läufers kurzgeschlossen und bestimmte Polgruppen umgeschaltet werden. Beispielsweise werden bei einer vollen Polzahl von 2 p = 6 zwei Pole kurzgeschlossen und eine Polgruppe von zwei Polen umgeschaltet. Zur Erläuterung sind in den Fig. i und 2 der Zeichnung die Feldbilder vor und nach der Umschaltung mit voll ausgezogenen Linien dargestellt. Bei der Umschaltung auf die untere Drehzahl, der eine Polzahl 2 p = 8 entspricht, werden die Pole i und 4 kurzgeschlossen und die Polgruppe 5 und 6 umgeschaltet. Das dann entstehende, aus Fig.2 ersichtliche Feldbild enthält eine ausgeprägte achtpolige Welle (gestrichelter Linienzug I bis VIII) von etwa 5o o/o der Feldamplitude des gewöhnlichen sechspoligen Feldes. Außerdem enthält es noch eine ausgeprägte vierpolige Feldwelle mit einer Feldamplitude von etwa 67 °/o des sechspoligen Feldes. Die vierpolige Feldwelle ist punktiert eingezeichnet. Die angegebene Läuferpolumschaltung ist also sowohl für einen achtpoligen Betrieb als auch für einen vierpoligen Betrieb geeignet. Es ist nur notwendig, daß auch die Ständerwicklung des Generators für die beiden neuen Polzahlen bzw. eine hiervon umschaltbar ausgeführt ist.
• Bei der achtpoligen Schaltung wird die Ständerwicklung so ausgelegt und geschaltet, daß sie nur auf die achtpolige Welle anspricht, was durch entsprechende Ausbildung der Ständerwicklung mit kleinen Wicklungsfaktoren für alle Feldwellen außer der achtpoligen erreicht wird. Ein bei einem Versuch aufgenommenes Feld- und Spannungsoszillogramm zeigte die Richtigkeit dieser Überlegungen. Durch die Polumschaltung im Ständer und Läufer kann auch auf der unteren Drehzahlstufe synchron mit cos 99 = i gefahren werden. Die Fig. 3 zeigt beispielsweise die verschiedenen beim Bremsen auftretenden Drehzahlen n. Die Hauptbetriebsstufe liegt bei einer Drehzahl von n = iooo Umdr./Min. Durch eine Polumschaltung 4 : 3 kann auch auf einer Nebenbetriebsstufe mit der Drehzahl n = 750 Umdr./Min. gefahren werden. Arbeitet der umlaufende Körper beim Bremsen auf der Hauptbetriebsstufe auf einen Synchrongenerator, so kann gemäß Fig. 4 die Rückarbeit R in Kilowattstunden gewonnen werden. Erfolgt. dann noch die Schaffung einer Nebenbetriebsstufe gemäß der Erfindung durch Polumschaltung im Verhältnis 4 : 3, dann können die den Rechtecken R1 und R2 entsprechenden weiteren Arbeiten in Form von elektrischer Energie gewonnen werden. Im vorliegenden Fall sind dann nur die Flächen F1 bis F3 entsprechenden Bremsleistungsteile; z. B. in einer Voith-Sinclair-Kupplung, zu vernichten. Es bleiben also nur sehr geringe Teile der Bremsarbeit ungenutzt.
• Zur Durchführung der Polumschaltung kann auch noch in anderer Weise ein unganzes Verhältnis der Polteilung des Nutzfeldes und der Polteilung des Erregerteiles geschaffen werden. Allgemein können zur Bildung der Polgruppen im Erregerteil, also hier im Läufer, einzelne Pole unerregt sein. Dabei ist es möglich; die Erregerspulen der unerregten Pole des Erregerteiles kurzzuschließen. Zur Bildung der Polgruppen im Erregerteil können ferner einzelne Pole oder Gruppen von solchen von der gewöhnlichen Folge abweichend umgepolt werden. Ferner können noch die Pole desErregerteiles in ungleichen Abständen aufeinanderfolgen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Bremsen umlaufender Körper, insbesondere von Motoren auf Prüfständen, dadurch gekennzeichnet, daß :die umlaufenden Körper auf polumschaltbare, zweckmäßigerweise mit ausgeprägten Polen versehene Synchrongeneratoren arbeiten, die auf der Hauptbetriebsstufe synchron und auf der Nebenbetriebsstufe asynchron oder synchron laufen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum asynchronen Bremsen auf der Nebenbetriebsstufe eine Polumschaltung im Ständer des Generators vorgenommen wird, während seine Erregerwicklung über einen Widerstand kurzgeschlossen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerwicklung des Generators auf der Nebenbetriebsstufe in Stern, auf der Hauptbetriebsstufe in Dreieck geschaltet wird.
4. 4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator eine starke Dämpferwicklung und vorzugsweise einen kleinen Luftspalt aufweist.
5. 5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum synchronen Betrieb auf der Nebenbetriebsstufe Ständer und Läufer des Generators polumschaltbar sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteilung des Nutzfeldes und die Polteilung des Erregerteiles des Generators in einem unganzen Verhältnis stehen. 7.- Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole des Erregerteiles zu Gruppen zusammengefaßt sind, deren Feldgrundwelle eine Ober- oder Unterwelle des Nutzfeldes ist. B. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole des Erregerteiles mindestens bei einer Polzahl zu Gruppen nach Anspruch 7 zusammengefaßt sind. g. Einrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Polgruppen im Erregerteil einzelne Pole unerregt sind.