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Schutzeinrichtung für Gleichstromantriebe
Die Erfindung betrifft geregelte Gleichstromantriebe, die gemäss dem System Leonard arbeiten.
Geregelte Leonard-Antriebe finden bei verschiedensten Anlagen Verwendung, deren Drehzahl unabhängig von der Belastung konstant gehalten werden soll, manchmal im ganzen Bereich zwischen der Nenndrehzahl und einer Schleichdrehzahl, die bei nur wenigen Prozenten der Nenndrehzahl liegt. Dies kommt vor bei Kranen, Aufzügen, Seilbahnen, Baggern, Winden und andern Anlagen.
Bekanntlich wird beiLeonard-Antrieben die Drehzahl des Gleichstromantriebsmotors, der meist konstant erregt bleibt, dadurch geändert, dass dem Anker von einer weiteren Gleichstrommaschine, die von Leonard"Zwischenmaschine"genannt wurde, eine veränderliche Spannung zugeführt wird. Die Drehzahl der Zwischenmaschine wird von einem Drehstrommotor annähernd konstant gehalten und die Erregung derselben ist veränderlich und wird meist von einer kleinen Erregermaschine mit veränderlichem Feld, neuerdings oft direkt vom Netz über Gleichrichter und Verstärker (z. B. Magnetverstärker) gespeist.
Dem Regler wird in bekannter Weise ein Soll-Wert vorgegeben, der möglichst genau dem gemessenen Ist-Wert entsprechen soll.
Es hat sich nun gezeigt, dass beim Versagen des Reglers rasche Drehzahländerungen am Motor auftreten, die grosse betriebliche Nachteile und Gefährdungen mit sich bringen. Wenn z. B. der Ist-Wert infolge einer Unterbrechung ausfällt, so bedeutet das für den Regler, dass der Antriebsmotor stillsteht. Daher erhöht der Regler die Erregung der Zwischenmaschine, so dass dann die Drehzahl des Antriebsmotors ansteigt bis zur Nenndrehzahl. Geschieht dies beispielsweise bei einem Kran kurz vor dem Aufsetzen der Last oder bei einer Seilbahn während der Schleichfahrt beim Einfahren in die Station, so können die Anlagen und Fördergüter weitgehend zerstört werden. Das Ansteigen der Drehzahl erfolgt oft blitzartig, so dass man von einem Blitzstart spricht.
Um solche Ereignisse zu vermeiden, wurden an Stelle von einem Ist-Wertgeber zwei angeordnet und deren Differenzangaben zum Auslösen von Befehlen herangezogen. Auch wurden dem Ist-WertgeberStromkreis Ströme überlagert, die dem Regler beim Ausfallen des Ist-Wertes eine zu hohe Drehzahl des Antriebsmotors vortäuschen, so dass der Regler die Drehzahl erniedrigt.
Diese Einrichtungen haben aber den Nachteil, dass sie nur Fehler am Ist-Wertgeber erfassen. Alle übrigen Defekte im Ist-Wertkreis und insbesonders auch im Soll-Wertkreis können sich weiterhin verheerend auswirken.
Dieser Nachteil wird durch die Einrichtung gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass wenigstens ein Stossrelais im Hauptstromkreis (Motor-Zwischenmaschine) eingebaut wird oder bzw. und im Erregerstromkreis der Zwischenmaschine oder bzw. und im Regler, von welchen Relais die gewünschten Befehle zum Abstellen des Antriebsmotors abgegeben werden. Tritt eine plötzliche Stromänderung vor oder nach der Zwischenmaschine auf, so entstehen wenigstens in einem der genannten Stromkreise Stromstösse, auf die die Stossrelais ansprechen und der Antriebsmotor kann schnell abgestellt und abgebremst werden.
Je mehr solche Stossrelais vorgesehen sind, um so grösser ist die Sicherheit. Je weiter die Relais - elek- trisch gesehen-vom Antriebsmotor entfernt liegen, um so schneller können sie ansprechen.
Das Relais im Hauptstromkreis ist auch imstande, Fehler in der Erregung des Antriebsmotors zu erfassen. Würde die Erregung des Hauptmotors unterbrochen, so erfolgt ein Stromstoss im Hauptstromkreis
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und eine Drehzahlsteigerung des Motors, die durch Befehle des Stromrelais unterbunden werden kann.
Störende betriebsmässige Stromstösse kommen im wesentlichen nur im Augenblick des Anfahrens vor.
In diesem Moment werden erfindungsgemäss die Stossrelais unwirksam geschaltet, z. B. dadurch, dass während der betriebsmässigen Stromstösse im Augenblick des Einschalten die den Stossrelais folgenden Relais kurzzeitig verzögert sind.
An Hand der Fig. 1 wird für eine Einrichtung gemäss der Erfindung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Fig. 1 bedeutet 1 den Antriebsmotor, der über eine Bremse 2 auf ein Getriebe 3, an dem sich eine Seilscheibe 4 befindet, arbeitet. Der Motor 1 wird gespeist von der Zwischenmaschine 6, die von einem Drehstrommotor 5 angetrieben ist. Das Feld 7 des Antriebsmotors 1 wird konstant erregt. Die Feldwicklung 8 der Zwischenmaschine 6 wurde vom Magnetverstärker 9 gespeist, der am Netz 10 hängt. Der Regler 11 führt dem Magnetverstärker 9 denjenigen Steuer- strom zu, der notwendig ist, um die der jeweiligen Stellung des Soll-Wertgebers 12 entsprechende Drehzahl des Motors l herzustellen, die vom Ist-Wertgeber 13 gemessen und an den Regler 11 weitergemeldet wird.
Im Erregerstromkreis der Zwischenmaschine ist ein Stossrelais 14-16 eingebaut, das hier aus einem einphasigen Transformatorkern 14 besteht, dessen eine Wicklung 14a vorn Erregergleichstrom durchflossen wird, der den Kern magnetisiert. Tritt eine Änderung im Erregerstrom ein, so ändert sich das Magnetfeld im Kern 14 und induziert in der Wicklung 14b eine Spannung, so dass das polarisierte Relais 15, dessen Empfindlichkeit mit Hilfe des Widerstandes 16 eingestellt werden kann, erregt wird. Die Zunge 17 des Relais 15 schliesst dann das Relais 18 an die Spannungsquelle 19 an.
Vom Relais 18 werden dann die gewünschten Befehle abgegeben, z. B. Entregen der Zwischenmaschine 6, Einfallen der Bremse 2, Einfallen der Selbstmordschaltung u. dgl. m. Es könnte vom Relais 18 auch der Regler so beeinflusst werden, dass die Drehzahl des Motors 1 auf Null herabgesetzt wird.
Der Kern des Stossrelais 22 ist in den Hauptstromkreis geschaltet. Der Strom, der die durch den Kern gesteckte Leitung durchfliesst, magnetisiert denKern. EineÄnderung im Hauptstrom induziert wieder in der Wicklung 22b eine Spannung. Wie vorhin erwähnt, können davon die gewünschten Befehle abgeleitet werden.
Ein weiteres Stossrelais 23 ist in einem Stromkreis des Reglers eingeschleift. Auch davon können die gewünschten Befehle abgeleitet werden.
Wenn, beispielsweise im Moment des Anfahrens, ein Stromstoss in den Stossrelais unwirksam gemacht werden soll, kann mit Hilfe des Kontaktes 21, der im Moment des Anfahrens geschlossen ist, die Kombination 20, bestehend aus einem Kondensator und einem Widerstand, zur Spule des Relais 18 parallelgeschaltet werden und dadurch das Ansprechen von 18 kurzzeitig, d. h. bis zum Abklingen des betriebsmässig auftretenden Stromstosses verzögert werden.
Es können somit durch diese und gegebenenfalls durch noch weitere Stossrelais alle stossartig auftretenden Stromänderungen im geregelten Leonard-Antrieb überwacht werden. Ohne diese Überwachung verhält sich der geregelte Leonard-Antrieb bei den erwähnten Störungen sehr gefährlich sprunghaft. Wegen der grossen Leistungen, die der Regler in vielen Fällen freigeben kann, werden bei diesen Störungen gewaltige Energien frei, die sich vernichtend auswirken können. Durch den Einbau der erwähnten Stossrelais wird der geregelte Leonard-Antrieb wieder beherrschbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schulzeinrichtung für einen Gleichstrom-Leonard-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stossrelais im Hauptstromkreis (Motor-Zwischenmaschine) eingebaut ist oder bzw. und im Erregersiromkreis der Zwischenmaschine oder bzw. und im Regler, von welchen Relais die gewünsch- ten Befehle zum Abstellen des Antriebsmotors abgegeben werden.