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Ward-Leonardschakeling

Das Ward-Leonard-Schaltung war vor der Ankunft der Thyristor die Geschwindigkeitsregelung für Gleichstrommotoren, im 1891 erfunden von der ElektroingenieurHarry Ward Leonard. Diese Schaltung ist ein klassisches Beispiel für a Drehgeber und wird heute komplett durch via . ersetzt Leistungselektronik kontrolliert Elektromotoren.

Prinzip

Ward-Leonard-Schaltung

In der Ward-Leonard-Schaltung hat der DC-Motor (GM) – der die Last antreibt – einen eigenen Gleichstromgenerator (GG), deren Ansteuerung separat angesteuert werden kann. Dieser Generator wird von einem Drei-Quadranten-Synchronmotor für Vier-Quadranten-Betrieb oder von einem Drehstrom-Asynchronmotor als Geschwindigkeitsregelung (oder durch a Verbrennungsmotor wenn es keine gibt Drehstromnetz ist anwesend). Ein zweiter Erregergenerator (BG) liefert alle Erregerfelder der Gleichstrommaschinen.

Durch den Strom (Ib) im Erregerfeld des Generators mit dem Umkehrfeldwiderstand (OR) ändert sich die Ausgangsspannung des Generators. Diese Ausgangs- oder Ankerspannung (Uein) wird direkt dem Anker des Motors präsentiert. Durch Konstanthalten des Erregerfeldes des Motors hängt die Drehzahl (n) des Motors nur noch von der Ankerspannung ab.

Umkehrfeld-Rheostat
n = Motordrehzahl
cich = konstanter (Erregungs-)Motor
SIEein = Ankerspannung zwischen Generator & Motor
cG = konstanter (Drehzahl-) Generator
ichb = Generatorerregerstrom

Durch das Anregungsfeld in a Regelkreis ein automatisch geregelter Antrieb kann realisiert werden. Durch Umkehren der Richtung des Erregerfeldes ändert sich die Drehrichtung des Motors. Als Ergebnis, a Vier-Quadranten-Unternehmen möglich.

Leistungen

Trotz der zusätzlich benötigten Maschinen bietet die Ward-Leonard-Runde wichtige Vorteile:

  • Generator kann von einem angetrieben werden Dampfmaschine, Verbrennungsmotor oder über einen aus einem Drehstromnetz gespeisten Motor
  • Durch die Regelung der Generatorspannung regelt man nicht nur die Drehzahl unter allen Bedingungen, sondern diese Drehzahl ist auch lastunabhängig und bleibt für den eingestellten Wert konstant.
  • Das System ist energieeffizienter (weniger Wärmeverluste) als wenn da Reihenwiderstände angewendet werden. Dies trotz der zusätzlichen Verluste bei Generatoren und Drehstrommotoren.
  • Das System ermöglicht die Rückspeisung von Bremsenergie in das Stromnetz. Dieses Prinzip wird regeneratives Bremsen erwähnt.

Anwendung

Bis zum Aufstieg der Leistungselektronik Im späten 20. Jahrhundert waren Ward-Leonard-Schaltungen weit verbreitet, insbesondere wenn es um größere Kräfte ging:

Verweise