DE967237C - Einrichtung zur Beeinflussung des Anstieges von Strom- oder Spannungsstoessen in Wechselstromkreisen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Beeinflussung des Anstieges von Strom- oder Spannungsstößen in Wechselstromkreisen Zum Antrieb von Werkzeugmaschinen werden vielfach Motoren benötigt, die in einem großen Drehzahlbereich ein möglichst konstantes Antriebsmoment haben. Einen Antrieb, mit dem diese Forderung erfüllbar ist, stellt der Leonardmaschinensatz dar. Es lassen sich damit zwar Drehzahlverhältnisse bis etwa r : i z erreichen, jedoch reicht dieses Verhältnis in vielen Fällen nicht aus. Weitere Nachteile eines Leonardantriebes sind der große Aufwand und der große Raumbedarf.
• Einen in dieser Hinsicht weit einfacheren Antrieb stellt ein Gleichstrarnmotor dar, der über eine Ventilanordnung, z. B. aus Selengleichrichtern, von einem Wechselstromnetz gespeist und dessen Ankerspannung wechselstromseitig verlustlos geregelt wird. Dies wird bei Verwendung von Regeldrosselspulen, die auch als Magnetverstärker bezeichnet werden, mit einem Steuergleichstrom durch eine Vormagnetisierung erreicht, die den Blindwiderstand der Drosselspule verändert.
• Bei einer bekannten Regelschaltung dieser Art wird der Steuergleichstrom dadurch gebildet, daß Birne der Regelgröße proportionale lstspannung mit einer fest einstellbaren Sollspannung verglichen wird. Je nach der Höhe der eingestellten Sollspannung ergibt sich eine bestimmte Wechselspannung hinter dem Magnetverstärker; bei kleinerem Blindwiderstand der Drosselspule des Magnetverstärkers ergibt sich eine höhere Drehzahl. Eine solche Einrichtung vermag auch im Falle von Belastungsänderungen bei richtiger Bemessung selbsttätig als Drehzahlregeleinrichtung zu arbeiten nach Art einer Kompoundierung. Sinkt z. B. infolge erhöhter Belastung die Drehzahl des Gleichstrommotors etwas, so sinkt seine Ankerspannung. Infolge der dadurch auftretenden Differenz zwischen Soll- und Istspannung ergibt sich eine Steuergleichspannung, die den Blindwiderstand des Magnetverstärkers verkleinert, wodurch die Ankerspannung wieder größer wird und der Gleichstrommotor etwa die vorherige Drehzahl wieder erreicht. Zum Ausgleich des Ankerspannungsverlustes ist noch ein Stromwandler in die Zuleitung zur Ventilanordnung des Gleichstrommotors eingeschaltet. An den Stromwandler ist eine weitere Ventilanordnung angeschlossen, die somit eine ankerbelastungsabhängige Gleichspannung erzeugt, die -- in den Stromkreis für den Vergleich der Ankerspannung mit der fest einstellbaren Sollspannung mit eingeführt - eine gleichmäßige Kompoundierungswirkung unabhängig von der jeweils eingestellten Drehzahl erreichen läßt. Auf diese Weise kann man erreichen, daß in dem Drehzahlbereich von etwa I:4o bei Laständerungen zwischen Leerlauf und Vollast keine größere Abweichung von der eingestellten Drehzahl eintritt als etwa 5%.
• Als Nachteil bei einem so stabilisierten Antrieb ergibt sich jedoch bei Laständerungen eine Pendelung um die eingestellte Solldrehzahl, vor allem bei plötzlichen Belastungen im Leerlauf sowie bei plötzlichen Laständerungen im Bereich niedrigerer Drehzahlen. Da nun aber bei vielen Werkzeugmaschinen, insbesondere bei feinmechanischen Präzisionswerkzeugmaschinen, größte Drehzählgleichförmigkeit im Bereich niedriger Drehzahlen verlangt wird, ergibt sich die Aufgabe, in wirtschaftlicher Weise dieses Pendeln zu beseitigen.
• Bei einer Einrichtung zur Drehzahlregelung eines fremderregten Gleichstrommotors, insbesondere bei Antrieben von feinmechanischen Präzisionswerkzeugmaschinen, der über eine Regeldrosselspule (Magnetverstärker) und eine Gleichrichteranordnung aus einem Wechselstromnetz gespeist wird, mit einem vom Motorstrom gesteuerten, die Gleichstromvormagnetisierung der Regeldrosselspule verändernden Kompoundierungsstromkreis, in transformatorischer Ankopplung über einen Stromwandler an den Motorstrom vor dessen Gleichrichtung und mit einer weiteren Gleichrichteranordnung, deren Gleichspannung die Erregerspannung des Gleichstrommotors in Abhängigkeit von der Motorbelastung beeinflußt, wird nach der Erßndung eine in den Sekundärstromkreis des Stromwandlers eingeschaltete, den Anstieg des Kompoundierungswertes - beeinflussende weitere Regeldrosselspule (Magnetverstärker) mit einer über ein Ventil kurzgeschlossenen Sekundärwicklung vorgesehen.
• Zur näheren Erläuterung der Einrichtung nach der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen An die Leiter R und S eines nicht dargestellten Wechselstromnetzes ist über die Gleichrichteranordnung z der Anker i des Gleichstrommotors lYl angeschlossen, in dessen Zuleitung S eine Regeldrosselspule 3 und ein Stromwandler 4 eingeschaltet sind. Der Gleichstrommotor M ist fremderregt über die Erregerwicklung 5 und eize Trockengleichrichteranordnung 6, die über einen Transformator 7 ebenfalls aus dem Wechselstromnetz über die Leiter R und S gespeist wird. Der Stromwandler 4 erzeugt in Abhängigkeit vom Ankerstrom des Gleichstrommotors M einen Gleichstrom, der an den Klemmen 8 und 9 hinter der Gleichrichteranordnung i o abgenommen wird und nach Beeinflussung der Erregerspannung des Gleichstrommotors M über den Spannungsteiler i i die Vormagnetisierung der Regeldrosselspule 3 bewirkt. Mit dem Spannungsteiler i z läßt sich die Kompoundierungswirkung verändern. 13 ist ein im Bedarfsfall eingeschalteter Widerstand. Nach def Erfindung ist zwischen dem 'Stromwandler 4 arid der Gleichrichteranordnung c o eine den Anstieg des Kompoundierungswertes beeinflussende weitere Regeldrosselspule 14 eingeschaltet. Der Sekundärstromkreis der Regeldrosselspule 14 hat zwei Wicklungen z S und 16 und ist über ein Ventil 17 kurzgeschlossen.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung läßt sich wie folgt erklären: Im stationären Zustand fließt in dem durch das Ventil 17 kurzgeschlossenen Sekundärstromkreis nur ein geringer Gleichstrom, der durch sich nicht aufhebende Oberwellenanteile des induzierenden Primärwechselstromes in den Vormagnetisierungswicklungen der Regeldrosselspule 3 bedingt ist. Sobald jedoch bei einer Laständerung des Gleichstrommotors M eine Änderung des primären Wechselstromes im Stromwandler 4 eintritt, entsteht eine kurzzeitige Phasenverschiebung zwischen den sich normalerweise gegenseitig aufhebenden Grundwellenanteilen des primären Wechselstromes in den Vormagnetisierungswicklungen der Regeldrosselspule 3, und die in dem Ventilstromkreis 15 bis 17 induzierte EMK ändert sich. Es entsteht infolgedessen ein Gleichstromstoß; der der Sättigung der Regeldrosselspule 14 entgegenwirkt. Diese wird also während einer Stromänderung entsättigt, was sich in einer Beeinflussung des Kompoundierungswertes in etwaige Pendelungen verhinderndem Sinne auswirkt. Durch die eingeschaltete Regeldrosselspule 14 wird jedoch die statische Kompoundierung des Gleichstrommotors M nicht beeinträchtigt.
• Nach der Erfindung kann eine Regeldrosselspule mit über ein Ventil kurzgeschlossener Sekundärwicklung auch in anderen beliebigen Wechselstromregelkreisen zur Beeinflussung des Anstieges von Strom- und Spannungsstößen verwendet werden. Es sind aber auch andere Fälle denkbar, bei denen die Verwendung einer so geschalteten Regeldrosselspule zu Dämpfungszwecken mit Vorteil anwendbar ist.
• Die Erfindung ist in ihrer Anwendung also nicht auf Kompoundierungsstromkreise für fremderregte Gleichstrommotoren beschränkt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Beeinflussung des Anstieges von Strom- oder Spannungsstößen in Wechselstromkreisen, gekennzeichnet durch eine in dem zu beeinflussenden Stromkreis eingeschaltete Regeldrosselspule ( 14) mit einer über ein Ventil (17) kurzgeschlossenen Sekundärwicklung (15, 16).
2. 2. Verwendung der Einrichtung nach Anspruch i bei einer Einrichtung zur Drehzahlregelung eines fremderregten Gleichstrommotors (M), insbesondere bei Antrieben von feinmechanischen Präzisionswerkzeugmaschinen, der über eine Regeldrosselspule (3, Magnetverstärker) und eine Gleichrichteranordnung (2) aus einem Wechselstromnetz gespeist wird, mit einem vom Motorstrom gesteuerten, die Gleichstromvormagnetisierung der Regeldrosselspule (3, Magnetverstärker) verändernden Kompoundierungsstromkreis in transformatorischer Ankopplung über einen Stromwandler (4) an den Motorstrom vor dessen Gleichrichtung und mit einer weiteren Gleichrichteranordnung (io), deren Gleichspannung die Erregerspannung des Gleichstrommotors (M) in Abhängigkeit von der Motorbelastung beeinflußt, indem die Regeldrosselspule (14) zur Beeinflussung der Kompoundierung in den Sekundärstromkreis des Stromwandlers (4) eingeschaltet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift S 6205 VIIIa/2i a2.