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Mehrmotorenantrieb für Kranfahrwerke mit Drehstrom-Schleifringläufermotoren
Es sind Kranfahrzeuge von Laufkränen bekanntgeworden, bei denen die Seitenführung
durch gefederte Rollen erfolgt. Bei diesen Antrieben hat es sich als zweckmäßig
erwiesen, jedes einzelne Rad für sich anzutreiben. Je nach Erfordernis können dann
alle oder nur ein Teil der Antriebsmotoren, beispielsweise nur die vorn oder nur
die hinten angeordneten Motoren, eingeschaltet werden. Im allgemeinen werden während
der Beschleunigung alle Antriebsmotoren eingeschaltet, für das kleine Beharrungsmoment
während der Fahrt genügt es jedoch, die in Fahrtrichtung gesehen vorn angeordneten
Motoren zu beaufschlagen, während die hinten angeordneten Motoren kein Drehmoment
abgeben, da mit dieser Maßnahme gleichzeitig die Laufeigenschaften des Fahrwerkes
verbessert werden.
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Der Schaltaufwand für Mehrmotorenantriebe mit Drehstrom-Schleifringläufern
und Läuferanlaßsteuerung wird größer als bei Einmotorenantrieben. Man hat daher
häufig Drehstrom-Asynchronmotoren mit Käfigläufer benutzt, weil bei diesen Motoren
nur Ständerschaltelemente benötigt werden. Erschwerend für die Benutzung der Käfigläufer
ist jedoch die Anpassung an die jeweils erforderlichen Fahrverhältnisse, da der
fertige Motorläufer keine befriedigende Veränderung der Anlaufcharakteristik zuläßt.
Dadurch ist es auch bedingt, daß eine allmähliche Steigerung des Anfahrmomentes
oder eine sichere Einstellung auf Zwischengeschwindigkeiten zwischen Stillstand
und der Nenngeschwindigkeit nicht erreicht wird. Solche Forderungen werden aber
betrieblich gestellt, um ein ruckfreies und genaues Fahren zu ermöglichen und damit
produktionsmindernde Nachsteuerzeiten möglichst zu vermeiden.
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Es ist bereits bekannt, mehrere Asynchronmotoren in ihrer Drehzahl
gemeinsam zu steuern. Jedoch werden bei dieser bekannten Anordnung die einzelnen
Antriebsmotoren für sich je durch getrennte Widerstände auf eine bestimmte Drehzahl
gebracht. Auch ist es bekannt, die Steuerwicklungen von Drosseln, welche in den
einzelnen Phasen der Läuferseite eines Asynchronmotors in Reihe geschaltet sind,
von ein und demselben Steuerstrom durchfließen zu lassen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Mehrmotorenantriebes
für Kranfahrwerke mit Drehstrom-Schleifringläufermotoren, mit welchem die Laufeigenschaften
des Kranfahrwerkes verbessert und im Betrieb Triebwerkstöße vermieden werden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich demgemäß auf einen Mehrmotorenantrieb
für Kranfahrwerke mit Drehstrom-Schleifringläufermotoren, in deren Läuferkreisen
Gruppen von vormagnetisierbaren Drosseln und gegebenenfalls einstellbare Widerstände
vorgesehen sind. Sie besteht darin, daß die Vormagnetisierungswicklungen der Drosseln
der einzelnen Motoren in Reihe geschaltet und diese damit gemeinsam oder, insbesondere
bei Verringerung des Drehmomentes der hinteren Fahrwerkmotoren, in Gruppen steuerbar
sind.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird praktisch das Anlaufverhalten
eines Käfigläufers mit erhöhter Wicklungsreaktanz im Läufer, also z. B. eines Doppelstabläufers
mit Stromverdrängungsverhalten, erzielt. Außer der Möglichkeit, durch Wahl der Anlaßkombination
ohne Motoränderung eine Anpassung an die jeweiligen Fahrverhältnisse zu erreichen,
gelingt es durch die Erfindung, die Anlaßwärme aus dem Motor in den kombinierten
Widerstand zu verlegen und so eine überdimensionierung des Motors zu vermeiden.
Während des Anlaufes ist die Periodenzahl im Läufer groß, damit die Reaktanz der
Drossel groß. Mit zunehmendem Hochlauf und abnehmender Läuferfrequenz nimmt die
Reaktanz der Drossel ab, bei Nenndrehzahl hat sie praktisch den Wert Null. Für den
Anlauf sind also, wie beim Käfigläufermotor, keine Schaltvorgänge im Sekundärkreis
erforderlich.
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Außer der erwähnten Möglichkeit, die gesamte Widerstandskombination
für den Läufer zu verändern, kann man zu einem Motor gehörende Drosseln nach Art
eines Magnetverstärkers zusammenfassen und ihre Reaktanz über die gleichstromgespeiste
Steuerwicklung verändern und damit die Laufcharakteristik des Motors so einrichten,
daß bei veränderlichen Drehmomenten eine gewünschte Drehzahl eingestellt werden
kann. Während sich bekannte Anordnungen nur auf die Steuerung und Regelung eines
Motors erstrecken, sollen nach der Erfindung bei Mehrmotorenantrieben alle Motoren
oder in Gruppen aufgeteilte
Motoren über die Drosselspulen im Läuferkreis
durch Serienschaltung der Gleichstrom-Steuerwicklung gleichzeitig gesteuert werden.
Eine solche Anordnung gestattet es in einfacher Weise und mit kleinen Steuerströmen,
den Anlauf und den Hochlauf gleichmäßig zu gestalten, sich an die Fahreigenschaften
gut anzupassen und außerdem auch von der Last unabhängig beliebige Zwischengeschwindigkeiten
einzustellen. Durch eine geeignete Schaltung des Steuerstromkreises lassen sich
auch verschiedene Drehmomente für die einzelnen Motoren einstellen, so daß z. B.
das Drehmoment eines oder mehrerer Motoren praktisch auf Null zurückgeführt werden
kann, während die andere Motorgruppe mit vollem Drehmoment arbeitet.
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Hierdurch ist es möglich, die Laufeigenschaften des Kranfahrwerkes
durch einfache Verringerung des Drehmomentes der hinteren Motoren zu verbessern,
wobei gleichzeitig die sonst erforderlichen Schalteinrichtungen vermieden werden.
Durch die Vermeidung der Triebwerkstöße wird wiederum eine Schonung der Triebwerke
erzielt, welche demgemäß leichter ausgelegt werden können.
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Bei Benutzung eines besonderen Tacho-Dynamo für eine Ist-Wertmessung
oder auch durch die Benutzung der Läuferfrequenz eines Antriebsmotors für die Ist-Wertmessung
kann eine Regelung auf bestimmte Geschwindigkeitsstufen durch einen Soll-Istwert-Vergleich
erreicht werden. In diesem Fall wäre lediglich im Stromkreis der Steuerwicklungen
ein zusätzlicher Regler für die Regelung des Steuerstromes anzuordnen.
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An Hand der Figuren soll die erfindungsgemäße Anordnung näher erläutert
werden.
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F i g. 1 zeigt eine mögliche Ausführung gemäß der Erfindung, F i g.
2 die Drehmoment-Drehzahlkurven ohne Regeleinrichtung und F i g. 3 die Drehzahl-Drehmomentkurven
für den geregelten Mehrmotorenantrieb.
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Der Mehrmotorenantrieb besteht aus den vier Drehstrom-Schleifringläufermotoren
M, bis M4. Primärseitig werden die Motoren über ein Vorwärtsschütz Si oder ein Rückwärtsschütz
S2 gemeinsam an das Netz RST geschaltet. Sekundärseitig ist an die Schleifringe
jedes einzelnen Motors ein Kombinationswiderstand mit einem ohmschen Anteil Ri bis
R4 und einer Drosselspule Dl bis D4 angelegt. Jede Drosselspule D besitzt
eine Arbeitswicklung a und eine Steuerwicklung b. Die Speisung und Schaltung
der Wicklung erfolgt aus einer Gleichstromquelle über das Steuergerät
St, mit dem auch die Ständerschütze S, und S, geschaltet werden. Durch das
Steuergerät St wird bei Betätigung von Stellung 0 nach Stellung 1 ein Ständerschütz
eingeschaltet und die Steuerwicklung der Drosselspulen so erregt, daß ein hoher
induktiver Widerstand vorhanden ist, womit das Drehmoment des Motors auf einen kleinen
Wert eingestellt wird. Auf den Stellungen 2 bis 5 des Steuergerätes St wird der
Steuerwiderstand R5 und damit das Drehmoment der Motoren vergrößert. Die VeränderunI
des Steuerwiderstandes R, kann stufenweise ode. kontinuierlich erfolgen. Zwischen
Steuergerät St unc Widerstand R5 können im Bedarfsfall SteuerschützE angeordnet
werden.
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Will man eine Motorengruppe, z. B. die Motorei M3 und M4, für die
Drehmomentabgabe an das Fahr werk ausschalten, so nimmt man den Steuerwick. lungen
b der Drosselspulen D3 und D4 über einer Widerstand R6 und einen Schalter Z die
Erregung.
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Die charakteristischen Drehmoment-Drehzahl kurven sind in der F i
g. 2 dargestellt. Die einzelner Kurven entsprechen dabei den einzelnen Schaltstel.
lungen auf dem Steuergerät St.
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Eine Regelung der Geschwindigkeit, bei der der Sollwert durch das
Steuergerät vorgegeben und der Drehzahl-Istwert durch eine Tachomaschine oder über
die Frequenz an den Schleifringen gemessen wird, ist bereits erwähnt. Bei einer
solchen Anordnung lassen sich die in Reihe geschalteten Steuerwicklungen z. B. über
einen in der Steuerleitung fw die Steuerwicklungen angeordneten Regler so beeinflussen,
daß eine praktisch lastunabhängige Regeluni eintritt. Es kann die für den Betrieb
wichtige Steuereigenschaft, daß die Geschwindigkeit der Auslenkung des Steuerhebels
proportional ist, auch für mehrere Motoren erreicht werden (F i g. 3).
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Es läßt sich auch die für den Produktionsbetriet wichtige Bremsschaltung
durch Gegenstromgeben bei Drehmomentüberwachung durchführen.