DE911636C - Anordnung fuer Gleichstrommotoren, die ueber gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken gespeist werden - Google Patents

Description

• Anordnung für Gleichstrommotoren, die über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken gespeist werden Es ist bekannt, einen Gleichstrommotor bei großen Anforderungen an seine Regelbarkeit über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken zu speisen, und zwar in der Weise, daß zur Regelung dem Anker bei konstanter Erregung eine veränderliche Gleichspannung mittels der Gittersteuerung der Entladungsstrecken zugeführt wird. Wird eine Umkehr der Drehrichtung des Motors verlangt, ohne daß eine Umschaltung im Ankerkreis vorgenommen werden soll, so sind hierzu zwei Gruppen von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken erforderlich. Ein solcher Umkehrstromrichter ist jedoch außerordentlich teuer, da er den Aufwand zweier Gleichrichter, die für den vollen Laststrom des Motors auszulegen sind, erfordert. Es ist daher vorgeschlagen worden, den den Motor speisenden Gleichrichter mittels der Gittersteuerung auf konstanten Strom zu regeln, d. h. den Anker des Motors mit einem konstanten Strom zu speisen und auf sein Drehmoment, seine Drehzahl und seine Drehrichtung über den Erregerkreis einzuwirken. Zweckmäßig wird dazu der Erregerkreis .des Motors zur Erzielung größerer Regelgeschwindigkeiten ebenfalls über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstreck en, gegebenenfalls in Kreuzschaltung, gespeist. Bei einer solchen. Anordnung ist vorteilhaft, daß. bei nur einem für den vollen Laststrom auszulegenden Gleichrichter eben# falls die gleiche Regelbarkeit ohne Umschaltung im Ankerkreis erreicht wird wie bei dem eingangs geschilderten Umkehrstromrichter. Nachteilig ist jedoch dabei, daß bei Teilbelastungen des Motors wegen der hohen. Stromwärmeverluste der Wirkungsgrad und wegen der niedrigen Aussteuerung des Gleichrichters der Leistungsfaktor auf der Drehstramseite schlecht sind, daß ferner die Regelgeschwindigkeit durch die Feldträgheit begrenzt ist und daß weiterhin die Überlastungsfähigkeit des Motors durch die Sättigung des Eisens beschränkt ist.
• Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß der Sollwert des Ankerstromes selbsttätig in Abhängigkeit vom Erregerstrom bzw. Erregerspannung und/oder in Abhängigkeit von der Abweichung der Motordrehzahl vom vorgegebenen Wert geändert wird.
• Die Erfindung sei an Hand der Abbildungen näher erläutert. In Abb. i wird der Motor i vom Stromrichter 2 in seinem Ankerkreis mit einem konstanten Strom gespeist. Die Konstanthaltung des Ankerstromes :erfolgt mittels der Gittersteuerung des Stromrichters 2 über das Stoßsteuergerät 3. Die Entladungsstrecken des Stoßsteuergerätes 3 werden von einer vom Ankerstrom abhängigen Gleichspannung bei einer nach Größe und Phasenlage festen Gitterwechselspannung gesteuert. Die Steuergleichspannung wird von dem Verstärker ¢ abgegeben, dessen Eingangskreis die Differenz zwischen dem am Spannungsteiler 5 eingestellten Sollwert und demam Widerstand 6 abgegriffenen Istwert des Ankerstromes zugeführt wird. Der Istwert wird durch den Gleichstromwandler 7 gemessen, dann zum Vergleich mit dem Sollwert gleichgerichtet und geglättet. In seiner Feldwicklung 8 wird der Motor i ebenfalls von einem Stromrichter 9 gespeist. Die Drehzahlregelung bzw. die Konstanthaltung der Drehzahl erfolgt selbsttätig über das Stoßsteuergerät io, dessen Entladungsstrecken bei einer nach Phase und Größe konstanten Gitterwechselspannung von einer der Drehzahlabweichung proportionalen Gleichspannung gesteuert werden. Dazu wird die Drehzahl des Motors durch einen kleinen Drehzahldynamo i i in eine proportionale Gleichspannung umgewandelt, mit einem Sollwert, abgegriffen und einstellbar am Spannungsteiler 12, verglichen und über den Verstärker 13 den Gittern. der Entladungsstrecken des Stoßsteuergerätes io zugeführt. Zur Dzehrichtungsumkehr des Motors i ist ein Umschalter z¢ vorgesehen, der daran gleichzeitig die Sollwertspannung mit umpolt, was jedoch nicht dargestellt ist. Es kann auch ein weiterer Stromrichter, der dann mit dem ersteren in Kreuzschaltung zu verbinden wäre, zur Speisung der Erregerwicklung in anderer Richtung vorgesehen. werden. Diese beiden Feldstromrichter können dann jeder über ein Stoßsteuergerät gemeinsam von dem Ausgangswiderstand eines Verstärkers gesteuert werden. Gemäß der Erfindung wird von einer bestimmten Belastung ab der Sollwert des konstanten Ankerstromes in Abhängigkeit vom Erregerstrom bzw. in Abhängigkeit von der Erregerspannung selbsttätig geändert. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Spannungsabfall an dem im Feldkreis liegenden Widerstand 15 bzw. an der DTossel 16 über eine gegengeschaltete Batterie 17 und ein Trockengleichrichter 18 in den Eingangskreis des Verstärkers q. am Widerstand i 9 eingeführt wird. Die Größe der gegengeschalteten Spannung der Batterie 17 bestimmt dann die Belastung, von der ab die selbsttätige Änderung des konstanten Ankerstromes beginnen soll.
• In Abb. 2 werden mehrere Motoren i, i', i" von demselben Stromrichter 2 mit einem konstanten Ankerstrom gespeist und können in ihrem Feld unabhängig voneinander geregelt werden. Es ist klar, daß dann. der konstante Ankerstrom in Abhängigkeit von dem Motor verstellt werden ruß, der das größte Drehmoment aufzubringen hat. Es sind also, wie in Abb. 2 dargestellt ist, die: Spannungsabfälle an den Widerständen 15, 15', 15" in den Erregerkreisen über Trockengleichrichter 18, 18', 18" abgenommen, so daß der größte Spannungsabfall an diesen Widerständen 15, 15', 15" den Sollwert des Ankerstromes bestimmt. Wird, wie in Abb.2, der die Verstellung des Ankerstromes bewirkende Spanmm-gsabfall nur an einem ohmschen Widerstand abgenommen, so geht in die Verstellung die Feldträgheit mit ein. Wird jedoch, wie in Abb. i, der die Verstellung bewirkende Spannungsabfall an einer Drossel abgegriffen, so ist das nicht der Fall; denn der Spannungsab£all an der Drossel folgt trägheitslos den Spannungsänderungen im Erregerkreis.
• Bei plötzlichen großen Laständerungen wird die Drehzahl des Motors vorübergehend um einen bestimmten Betrag absinken bzw. bei plötzlichen Entlastungen vorübergehend ansteigen. Eine Anordnung, bei der die Verstellung des Ankerstromes in ,A.bhängigkeit von dieser Abweichung der Istdrehzahl von der Solldrehzahl erfolgt, zeigt Abb.3, in der die gleichen. Schaltungselemente wie in Abb. i auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Ausgangsspannung des Drebzahlverstärkers 13 wird über eine dazwischengeschaltete Batterie 17 auf das Gitter einer Zwischenverstärkerröhre 20 gegeben, in deren Anodenkreis der Widerstand i9 des Eingangskreises des Ankerstromverstärkers q. liegt. Die Größe der Batterie 17 bestimmt diesmal die Dmehzahlabweichun, von der ab die Verstellung des Ankerstromes eintreten soll.
• In Abb. ¢ ist die gleiche Anordnung für mehrere unabhängig voneinander zu regelnde Motoren dargestellt. Solange die Ausgangsspannungen der Verstärker 13, U', 13" größer sind als die Batteriespannung 17, fließt in der Zwiscbenverstärkerröhre 2o kein Strom. Somit wird der Ankerstrom erst verstellt, wenn. die Drehzahl um einen gewissen Betrag abgewichen ist, und zwar bestimmt die Ankerstrom-Verstellung der Motor, der die größte Abweichung der Drehzahl vom Sollwert hat. Die anderen Motoren, für die ja der Ankerstrom mitverstellt wird, verändern. selbsttätig ihre Erregung im entsprechenden Sinne. Die Ankerstromverstellung mittels einer dazwischengeschalteten. Elektronenröhre hat noch den Vorteil, daß im Gebiet größerer Erregerstromstärke wegen der anwachsenden Steilheit der Röhre (sie arbeitet dabei im unteren Knick) eine -,vesentlich höhere Ankerstromverstellung pro Erregerstromänderung erfolgt, so daß die in diesem Gebiet größere Statik des Reglers ausgeglichen wird.
• Die dargestellten Anordnungen zeigen von einem bestimmten Bereich ab eine stetige Verstellung des Sollwertes des Ankerstromes. In vielen Fällen wird jedoch auch eine unstetige stufenweise Verstellung genügen.. Diese ließe sich durch .einen im Erregerkreis vorgesehenen Strommesser mit entsprechenden Kontakten oder auch durch entsprechende Relais erreichen.
• Die Vorteile der Anordnungen nach der Erfindung liegen darin, daß der Wirkungsgrad und der Leistungsfaktor, auch bei Teilbelastungen des Motors, zufriedenstellend gehalten werden können, daß die Regelung, besonders in der Anordnung nach Abb. 3, weitgehend trägheitslos erfolgt und da.ß weiterhin die Überlastungen nunmehr vom Ankerkreis des Motors aufgenommen. werden und demgemäß die Typenleistung des Kanstantstrommotors gegenüber dem bisherigen Konstantspannungsmotor nicht vergrößert zu werden braucht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anordnung für Gleichstrommotoren, die im Ankerkreis über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstreck.en mit einem konstanten Strom gespeist werden und die lediglich im Feldkreis, der vorzugsweise ebenfalls über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken gespeist wird, geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Ankerstromes in Abhängigkeit vom Erregerstrom bzw. Erregerspannung und/oder in Abhängigkeit von der Abweichung der Drehzahl des Motors vom vorgegebenen Wert selbsttätig geändert wird.