DE453355C

DE453355C - Switching device for automatic field control for shunt or compound motors, especially for hoist operations

Info

Publication number: DE453355C
Application number: DEA44661D
Authority: DE
Inventors: Leopold Janisch; August Rausch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1925-04-05
Filing date: 1925-04-05
Publication date: 1927-12-03

Description

Bei Hebezeugen, die einen günstigen Wirkungsgrad haben, entnimmt der im Senksinne eingeschaltete Motor zunächst Strom aus dem Netz. Nachdem das Triebwerk aber bis zu einem gewissen Grade beschleunigt ist, zieht die am Haken hängende Last den Motoranker durch und beschleunigt ihn weiterhin, bis der Motor als Generator arbeitet und Strom in das Netz zurückliefert. Um hierbei ein Durchgehen des Motors zu verhüten, muß seine Feldstromstärke entsprechend der am Haken hängenden Last geregelt werden.In the case of hoists, which have a favorable degree of efficiency, the draws in the lowering direction When the motor is switched on, power is first supplied from the mains. After the engine but up to is accelerated to a certain extent, the load hanging on the hook pulls the motor armature and continues to accelerate until the motor works as a generator and returns electricity to the grid. To do this To prevent the motor from running away, its field current strength must correspond to that of the am Hook hanging load can be regulated.

Es sind bereits Einrichtungen zur Sicherung der Antriebsmotoren von Hebezeugen, deren Drehzahl durch Änderung ihres Feldes geregelt wird, bekannt geworden, die darin bestehen, daß in Abhängigkeit vom Ankerstrom bestimmte von Hand geschlossene Kontakte der Feldregelung unwirksam gemacht werden. Auch ist es bekannt, eine zusätzliche Feldregelung unabhängig vom Handschalter durch ein Relais unter einer bestimmten Voraussetzung, nämlich bei Überlast, vorzunehmen. Diese Einrichtung hat jedoch lediglich den Zweck, einen in bestimmten Betrieben (Walzenstraßenantrieben) nachteilig wirkenden Maximalausschalter zu vermeiden. Eine ununterbrochen selbsttätige Feldregelung während der ganzen Betriebszeit, insbesondere beim Übergang vom Motorzum Generatorbetrieb, wird und kann damit nicht erreicht werden.There are already facilities to secure the drive motors of hoists, whose speed is regulated by changing its field, it became known that in it exist that, depending on the armature current, certain manually closed contacts the field control can be made ineffective. It is also known to have an additional Field control independent of the manual switch by a relay under a certain Precondition, namely in case of overload, to be carried out. However, this facility only has the purpose of a certain Operated (roller line drives) to avoid detrimental maximum cut-out switches. An uninterrupted automatic field control during the entire operating time, especially when switching from the motor to the Generator operation is and cannot be achieved with it.

Demgegenüber gibt die Erfindung einen vollkommenen selbsttätig arbeitenden Feldregler an, durch den der zu der jeweiligen Motor- oder Generatorstromstärke erforderliche richtige Feldstrom eingestellt wird.In contrast, the invention provides a fully automatic field regulator through which the required for the respective motor or generator amperage correct field current is set.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Die Abb. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Reglers, in der ρ und ti die beiden Netzpole, α den Motoranker, b das Nebenschlußfeld und e den Feldregler bedeuten. Es bezeichnet ferner r den Hauptstromanlaßwiderstand, s den Schalter zum Regem und Kurzschließen desselben, w den Feldreglerwiderstand und Jg den Hauptschalter. Die Wirkungsweise ist die folgende:The drawing illustrates an embodiment of the subject matter of the invention. Fig. 1 shows a schematic representation of the controller, in which ρ and ti denote the two network poles, α the motor armature, b the shunt field and e the field controller. It also designates r the main current starting resistor, s the switch for regulating and short-circuiting the same, w the field regulator resistor and Jg the main switch. The mode of action is as follows:

Wird der Hauptschalter g eingelegt, so werden zwei Stromkreise geschlossen, und zwar i. vom Netzpol ρ über den Hauptschalter £, den Anker α des Motors, die Spule h des Reglers e, den Anlaßwiderstand r, den Hauptschalter g zürn Netzpol ti, 2. vom Netzpol ρ über den Hauptschalterg·, das Nebenschlußfeld&, den Feldregelwiderstand w, den Hauptschalter g· zum Netzpol ti. Wie ersichtlich, werden zwei getrennte Stromkreise für den Anker« und das Motorfeldö gebildet. Der Anlaßwiderstand/" wird nun in bekannter Weise durch)If the main switch g is inserted, two circuits are closed, namely i. from the mains pole ρ via the main switch £, the armature α of the motor, the coil h of the controller e, the starting resistor r, the main switch g to the mains pole ti, 2. from the mains pole ρ via the main switchg, the shunt field &, the field control resistor w, the Main switch g · to mains pole ti. As can be seen, two separate circuits are formed for the armature and the motor field. The starting resistance / "is now in a known manner by)

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Leopold Janisch und August Rausch in Berlin.Leopold Janisch and August Rausch in Berlin.

45S35545S355

die Schalters nach und nach kurzgeschlossen. Ist die Magnetspule des Reglers e nicht erregt, so befindet sich der Magnetkern/ in seiner unteren Lage, und der mit dem Kern i verbundene, an seinem oberen Ende treppenförmig ausgebildete Hebel k hält die Reglerschalter t in der gezeigten, d.h. geöffneten Lage, so daß der gesamte Widerstand w dem Motorfeld & vorgeschaltet ist. Der Aufbau to des Reglers ist aus der Abb. 2 ersichtlich, die eine Ansicht des treppenförmig gestalteten Hebels und der Schaltkontakte t von oben zeigt. Ist der Hauptschalterg· geschlossen, so fließt im Ankerkreis ein Strom, der ungefähr dem Normalstrom des Motors entspricht, wobei als Normalstrom derjenige Strom angenommen werden soll, der vom Motor bei Entwicklung der vollen Drehzahl und beim Heben der Vollast aufgenommen wird. Hierbei wird die Spule h des Reglers e erregt, so daß sie den Magnetkern/ einziehen kann. Dieser bewegt nun den Hebel k um den Drehpunkt d entgegen dem Uhrzeigersinne und gibt dadurch nacheinander die Schalter t frei, worauf dieselben von den Federn/ an die Stromschienen gezogen werden und so den Feldregelwiderstand w kurzschließen und das Feld auf seine normale Stromstärke bringen. Hat der Motor die anzutreibenden Massen beschleunigt, so sinkt der Strom im Ankerkreis und auch in der Magnetspule h, wodurch der angezogene Magnetkern entsprechend den verminderten Amperewindungen in der Zugspuleh langsam abfällt .und den Hebel k im Drehsinne des Uhrzeigers bewegt. Ist der erste Schalter t geöffnet, so wird die erste Stufe des Widerstandes w in den Feldkreis gelegt. Sinkt der Ankerstrom noch mehr, was eine weitere Schwächung der Amperewindungszahl in der Spule h des Feldreglers e zur Folge hat, so wird auf gleichem Wege die nächste Stufe des Widerstandes w in den Feldkreis gelegt usw., bis der volle Widerstand im Feldkreis liegt und die Motordrehzahl bis zur gewünschten Höhe gesteigert ist.the switch gradually shorted out. If the magnet coil of the controller e is not energized, the magnet core / is in its lower position, and the lever k , which is connected to the core i and is step-shaped at its upper end, holds the controller switch t in the shown, ie open position, so that the entire resistance w is connected upstream of the motor field &. The structure to of the controller can be seen in Fig. 2, which shows a view of the step-shaped lever and the switching contacts t from above. If the main switchg is closed, a current flows in the armature circuit which corresponds approximately to the normal current of the motor, the normal current being assumed to be the current that is consumed by the motor when developing full speed and when lifting full load. Here, the coil h of the controller e is excited so that it can pull in the magnetic core /. This now moves the lever k around the pivot point d counterclockwise and thereby releases the switches t one after the other, whereupon they are pulled by the springs / to the busbars and thus short-circuit the field control resistor w and bring the field to its normal current strength. If the motor has accelerated the masses to be driven, the current in the armature circuit and also in the magnetic coil h decreases, whereby the attracted magnetic core slowly drops according to the reduced ampere turns in the pull coil h. And the lever k moves clockwise. If the first switch t is open, the first stage of the resistor w is placed in the field circuit. If the armature current drops even more, which results in a further weakening of the number of ampere turns in the coil h of the field regulator e , the next level of resistance w is placed in the field circuit in the same way, etc., until the full resistance is in the field circuit and the Engine speed has increased to the desired level.

Beschleunigt die Last jetzt den Motor noch weiter, so sinkt der Motorstrom bis auf den Nullwert, und es setzt Generatorstrom ein, welcher nun entsprechend der weiteren Beschleunigung ansteigt (Abb. 3). Unter der Beeinflussung dieses ansteigenden Stromes wird der Anker des Reglers wieder eingezogen, so daß die Schalter t wieder freigegeben werden und das Motorfeld entsprechend der ansteigenden Bremsstromstärke verstärken, wodurch ein Durchgehen des Motors verhindert wird.If the load now accelerates the motor even further, the motor current drops to the zero value, and generator current sets in, which now increases according to the further acceleration (Fig. 3). Under the influence of this rising current, the armature of the controller is pulled in again, so that the switches t are released again and the motor field is strengthened in accordance with the increasing braking current, which prevents the motor from running away.

Bei sehr gutem Wirkungsgrad des Triebwerkes erfolgt beim Senken die Änderung der Stromrichtung im Motor sehr schnell, so daß es gar nicht erwünscht ist, daß der Feldregler dem Motorstrom unverzüglich folgt. Man sieht daher eine Dämpfung an dem Kolben/ durch bekannte Mittel vor und erreicht dadurch z. B., daß die den Feldregelvviderstand kurzschließenden Kontakte noch nicht alle geöffnet sind und das Feld bis auf den geringsten Wert geschwächt haben, wenn der Ankerstrom bis auf den Nullwert abgeklungen ist, um als Generatorstrom wieder anzusteigen. Durch diese Dämpfung wird also ein ruhiges Arbeiten des Reglers erzielt, was besonders beim Senken kleiner Lasten oder des leeren Lasthakens wichtig ist, weil hierbei die Verhältnisse im Triebwerk so ausgeglichen sind, daß der im Anker fließende Strom in der Nähe des Nullpunktes pendelt (Punkt y, Abb. 3). Hierbei ruft auch die geringste Feldänderung eine starke Schwankung des Ankerstromes hervor, der abwechselnd zum Motor- oder Generatorstrom wird. Diese Pendelerscheinungen, die so lange andauern, bis das Gewicht des von der Hubtrommel abrollenden Seiles ausreicht, um den Motor endgültig als Generator anzutreiben, werden durch die Kolbendämpfung auf einen Bruchteil zurückgeführt.If the engine is very efficient, the direction of current in the motor changes very quickly when it is lowered, so that it is not at all desirable for the field controller to follow the motor current immediately. One therefore sees a damping on the piston / by known means and thereby achieves z. B. that the contacts short-circuiting the field control resistor are not all open and have weakened the field down to the lowest value when the armature current has decayed to the zero value in order to rise again as generator current. This damping ensures that the controller works smoothly, which is particularly important when lowering small loads or the empty load hook, because the conditions in the engine are balanced so that the current flowing in the armature oscillates near the zero point (point y , Fig. 3). Even the slightest change in the field causes a strong fluctuation in the armature current, which alternates between the motor and generator current. These pendulum phenomena, which last until the weight of the rope unwinding from the hoist drum is sufficient to finally drive the motor as a generator, are reduced to a fraction by the piston damping.

■ Beim Heben von Lasten arbeitet der Feldregler ebenfalls selbsttätig, indem beim Einschalten des Motors, wenn zu der Hubarbeit noch die Beschleunigungsarbeit hinzukommt, der Magnetkern des Reglers durch den hohen Einschaltstrom sofort von der Reglerspule eingezogen wird, wodurch die Schalter t den Widerstand« kurzschließen und ein starkes Feld hersteEen. Klingt der Motorstrom beim Heben leichterer Lasten oder des leeren Hakens auf einen unter dem Normalstrom liegenden Wert ab, so senkt sich auch der Magnetkern des „Reglers entsprechend den verminderten Amperewindungen und öffnet hierbei einige oder alle Schalter t, so daß sich selbsttätig der zu jedem Ankerstrom gehörige Feldstrom einstellt.■ When lifting loads, the field controller also works automatically in that when the motor is switched on, if the acceleration work is added to the lifting work, the controller's magnetic core is immediately drawn in by the controller coil due to the high inrush current, causing the switches t to short-circuit the resistor «and Establish a strong field. If the motor current drops to a value below the normal current when lifting lighter loads or the empty hook, the magnetic core of the “controller” also lowers according to the reduced ampere turns and opens some or all of the switches t, so that the armature current for each armature current sets the appropriate field current.

Um das sofortige vollständige Einziehen des Magnetkernes in die Spule beim Einschalten des Ankerstromes zu verhindern und ein Einrücken des Magnetkernes absatzweise entsprechend der Anzahl der Schalter t zu erreichen, kann der Kern durch zusätzliche z. B. teleskopartig ineinandergreifende Gewichte g· belastet werden, wie die Abb. 4 zeigt. Der Regler kann hierbei so abgestimmt werden, daß immer ein Schalter geschlossen wird, wenn der Magnetkern ein weiteres Gewicht anhebt, und geöffnet wird, wenn sich eines der Gewichte aufsetzt.In order to prevent the immediate full pulling in of the magnetic core into the coil when the armature current is switched on and to achieve an engagement of the magnetic core intermittently according to the number of switches t , the core can be replaced by additional z. B. telescopically interlocking weights g are loaded, as Fig. 4 shows. The controller can be tuned so that a switch is always closed when the magnetic core lifts another weight, and opened when one of the weights touches down.

Claims

Patent claims:

i. Switching device for automatic field control for shunt or

Compound motors, in particular for hoisting equipment companies, characterized in that
an electromagnetic switch is provided with any larger number of switch contacts j performing the field control, which is dependent on; the armature current flowing through its coil in both the motor and the
Generator operation the field completely
automatically adjusts.

2. Switching device according to claim i,

characterized in that the electromagnetic switch with its mode of operation delaying, known per se damping device is provided.

3. Switching device according to claim 1 and 2, characterized in that the Magnetic core additional loads from weights, springs o. The like. Receives the Gradually load the magnetic core as it retracts and as it sinks relieve.

1 sheet of drawings.