DE502890C - Schaltung zur Erzielung eines Gleichlaufs von durch Drehstrom-Asynchronmotoren angetriebenen, ungleich belasteten Zweimotoren-Greifertriebwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hebezeuganlagen, bei denen zwei Triebwerke gleichzeitig und trotz ungleicher Belastung mit gleicher Geschwindigkeit arbeiten müssen. Diese Forderung, wie sie z. B. bei Lokomotivhebekranen gegeben ist, besteht auch bei Greiferwindwerken, bei denen für das Halte- und Schließseil des Greifers zwei durch je einen besonderen Motor angetriebene Trommeln vorgesehen sind, die mechanisch nicht gekuppelt sind. Hier bestellt bekanntlich besonders bei Drehstromanlagen die Schwierigkeit, den geöffneten Greifer zu senken, ohne daß er sich dabei schließt. Dies hat seinen Grund darin, daß das Halteseiltriebwerk, an dem der geöffnete Greifer allein hängen muß, wenn ein Schließen des Greifers vermieden werden soll, durch das Gewicht des Greifers durchgezogen wird und übersynchrone Geschwindigkeit annimmt, während der Schließmotor nur das Schließseil unter Stromaufnahme im Kraftsinne abzuwickeln hat. Zur Beherrschung dieser Schwierigkeiten hat man bereits verschiedene Mittel angewendet: Bremsung des Halteseilmotors auf ebenfalls untersynchrone Drehzahl, mechanische Kupplung der beiden Trommeln, Antrieb der Schließseiltrommel durch einen Hilfsmotor mit einer der übersynchronen Drehzahl des Halteseilmotors entsprechenden höheren Drehzahl unter Abschaltung des Schließseilmotors, Kuppeln des Halteseiltriebwerkes mit einem Drehstromgenerator, der den Ständer des leerlaufenden Schließseilmotors speist, u.dgl. Jede dieser Einrichtungen hat ihre Vorteile und Nachteile. Die Bremsung auf untersynchrone Geschwindigkeit wirkt z. B. dem Bestreben nach Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit entgegen; mechanische Kupplungen sind besonders bei größeren Leistungen unbequem.

Die einfachste Art der Lösung der obengenannten Aufgabe wäre die Herstellung einer elektrischen Kupplung der beiden Antriebe durch Verbinden der Schleifringe der beiden Motoren durch Ausgleichsleitungen. Diese Möglichkeit scheitert aber wieder an dem Umstand, daß sich die synchronisierende Kraft bei Annäherung der Motoren an die synchrone Drehzahl wegen der Abnahme der Rotorspannung und Frequenz stark verringert, so daß ein Gleichlauf nicht aufrechterhalten werden kann. Um einen genügend großen Schlupf zu behalten, müßte ein Teil des Anlaßwiderstandes eingeschaltet bleiben. Dieses Mittel ist aber unwirtschaftlich, weil dauernd Energie in den Widerständen vernichtet wird, und es ist selbst für den Fall, daß die Motoren im untersynchronen Bereich arbeiten, nicht immer wirksam, weil bei geringerer Belastung sich die Drehzahl trotz eingeschalteter Anlaßwiderstände dem Synchronismus nähert. Gänz-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Carl Schiebeier in Berlin.

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lieh wirkungslos wird aber diese Maßnahme bei Senkschaltung, wenn die durchziehende Last den Motor übersynchron antreibt. Hier erstreckt sich der Bereich, in dem die Kupplungswirkung unsicher ist, von etwa35 Prozent unter bis 35 Prozent über der synchronen Drehzahl, so daß die Motoren selbst bei annähernd gleicher Belastung beim Durchlaufen dieses Bereiches außer Tritt kommen würden.

Ein besonders großer Schlupf zwischen Ständer und Läufer besteht, wenn die Richtung des Drehfeldes und der Läuferbewegung entgegengesetzt sind. Man hat nun auch bei dieser Gegenschaltung die Erfahrung gemacht, daß ein entgegengesetzt seinemDrehfeld von der Last durchgezogener Asynchronmotor einen mit ihm elektrisch gekuppelten, weniger belasteten Motor gleicher Art, dessen Drehfeld ebenfalls wie das des ersten Motors geschaltet ist, in demselben Drehsinn, also auch entgegen der Richtung seines Drehfeldes, mitzunehmen imstande ist. Diese Wirkung beruht auf der bei Gegenstromschaltung erzeugten hohen Spannung und Frequenz und somit der entsprechend hohen Ausgleichstromstärke sowie der Anzahl der Ausgleichsimpulse, die schon bei geringer Voreilung eines Motors einen hohen Ausgleichstrom hervorrufen.

Man hat nun diese Erfahrungen in der Weise verwendet, daß man mit eigentlichen Antriebsmotoren besondere kleine Drehstrom-Asynchronmotoren als Ausgleichsmaschinen fest verbunden hat, deren Schleifringe durch Leitungen elektrisch miteinander verbunden sind. Die synchrone Drehzahl dieser Ausgleichsmotoren wird höher gewählt als die der Hauptmotoren, damit bei synchronem Lauf der Hauptmotoren die Ausgleichsmotoren zur Erzielung genügend großer Kuppelkraft im untersynchronen Bereich arbeiten. Man hat auch zur Erzielung besonders großer Synchronisierkraft, wie dies bei Drehstromantrieben notwendig ist, die Ständer dieser Ausgleichsmotoren" entgegengesetzt der Drehrichtung der Ständer, der Hauptmotoren geschaltet.

Die Erfindung ordnet nun diese bekannte Schaltung für Hubwerke an und schafft hierbei eine Vereinfachung der Schaltung in der Erkenntnis, daß eine besonders starke Synchronisierkraft vor allem beim Senken, insbesondere im Hinblick auf das übersynchrone Senken durchziehender Lasten, notwendig ist, während beim Heben eine kleinere Synchronisierkraft genügt, da hierbei die Last teilweise selbst synchronisierend wirkt. Erfindungsgemäß werden daher die Synchronisiermotoren beim Heben gleichsinnig mit den Hauptmotoren, beim Senken dagegen entgegengesetzt der Drehrichtung der Hauptmotoren geschaltet. Der bei Zweimotoren-Greifertriebwerken auftretende größte Unterschied in der Belastung, der beim Senken des offenen Greifers auftritt, läßt sich dadurch verringern, daß man die beim Erreichen der synchronen Drehzahl einsetzende elektrische Bremsung des Schließseilmotors unmöglich macht, indem man den Motor bei gelüfteter Bremse ausschaltet. Es werden also zunächst Halte- und Schließseilmotor im Senksinne und ebenso die beiden Ständer der Hilfsmotoren im Hubsinne eingeschaltet, so daß die elektrische Kupplung von Beginn der Bewegung an geschlossen ist. Es wird nun auch das Schließseiltriebwerk, an dem keine Last hängt, schnell beschleunigt. Nach dem Erreichen der synchronen Drehzahl wird mittels eines von der Rotorspannung des Schließseilmotors abhängigen Spannungswächters der Schließseilmotor abgeschaltet, so daß von diesem Augenblick an die elektrische Kupplung nur noch das Moment zur Überwindung des Reibungswiderstandes im Schließseiltriebwerk sowie das Moment zur Beschleunigung des Ankers und der Triebwerksmassen auf die zu erreichende übersynchrone Drehzahl zu übertragen hat. Ein Geringhalten des zu übertragenden Kupplungsmomentes ist bei Gegenstromschaltung der Hilfsmaschinen auch aus dem Grunde empfehlenswert, weil nicht nur die Hilfsmotoren vergrößert werden müßten, wenn der Schließseilmotor nicht abgeschaltet werden würde, sondern weil auch eine Vermin- g₀ derung der Senkgeschwindigkeit eintreten würde. Es setzt nämlich beim Beginn der Übertragung des Kupplungsmomentes durch die Hilfsmaschinen eine zusätzliche elektrische Bremsung ein, da ein Teil des allein zur Verfügung stehenden Momentes des am Halteseil wirkenden Gewichtes des leeren Greifers zur Erzeugung der Kupplungskraft dienen muß.

Die elektrische Kupplung kann ebenfalls beim Senken des geschlossenen Greifers verwendet i_Oo werden, um ein Öffnen des Greifers bei nacheilendem Halteseilmotor zu verhindern. Die zu übertragende Kupplungskraft ist hierbei geringer, da bereits durch den Widerstand im Flaschenzug des Greifers eine gewisse Kupplung _loj zwischen den beiden Triebwerken besteht.

Die Verwendung der Kupplungsmotoren zum Zwecke des Synchronisierens zweier Triebwerke beim Heben erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, indem man ihre Drehfelder in Hubrichtung schaltet, da die beim Heben auftretenden Momenten- und Drehzahlunterschiede nur eine kleinere Synchronisierkraft bedingen. Die Steuerung wird dadurch, und das ist besonders für Greiferbetrieb wichtig, wesentlich einfacher, wenn die Hilfsmotoren immer in einer Richtung geschaltet werden.

Die Abb. 1 zeigt eine Anwendung der Erfindung auf eine Greifersteuerung, bei der die beiden Walzen durch einen im Schlitzkorb (Abb. 2) geführten Hebel gesteuert werden. Bei Bewegung des Hebels im Längsschlitz werden wie

üblich die beiden Walzen, die hierbei in der Nullstellung stehen, miteinander gekuppelt oder entkuppelt und der Umschalter verstellt, während in den Ouerschlitzen die Arbeitsspiele des einzelnen Motors, wie Greifen und Entleeren, oder beider Motoren zusammen, wie Heben und Senken, gesteuert werden. In Abb. ι bedeutet a die Steuerwalze für den Halteseilmotor, b dessen Ständer und c dessen Läufer; d ist die Walze ίο für den Schließseilmotor, dessen Ständer mit e und dessen Läufer mit f bezeichnet ist. g und h sind die Ständer und * und k die Läufer der durch die Ausgleichsleitungen I miteinander verbundenen beiden Hilfsmotoren, die mit den Läufern c und f der beiden Hauptmotoren starr gekuppelt sind, m und η sind die beiden Bremslüfter. Zum Einschalten der beiden Hauptmotoren dienen die Umkehrschütze, und zwar 0 und q für die Senkrichtung und p und r für die Hubrichtung. Die Ständer der beiden Hilfsmotoren werden durch das gemeinsame Schütz s an das Netz gelegt; t und u sind die Bremslüfterschütze, ν ist ein Spannungswächter, der den Schließseilmotor beim Senken des offenen Greifers abschaltet; w sind Anspringkontakte für das Schütz q, die den vom Spannungswächter gesteuerten Kontakt beim Einschalten überbrücken, χ ein Umschalter mit den Stellungen »Senken offen« und »Senken geschlossen«.

Die Arbeitsweise der Steuerung ist, für den Vorgang des Senkens des offenen Greifers erläutert, folgende:

Beim Überführen des Steuerhebels in den mit »Senken offen« bezeichneten Schlitz werden beide Steuerwalzen auf die Senkseite geschaltet. Es springen dann auf Stellung 1 der Walzen die beiden Senkschütze 0 und q und ebenfalls die beiden Bremslüfterschütze t und u an. Durch Schließen der Schütze 0 und q wird von der Phase R über die hintereinandergeschalteten linken Hilfskontakte dieser beiden Schütze und die Spule des Schützes s zur Netzphase T ein Stromkreis geschlossen, durch den das Schütz s zum Anspringen gebracht wird. Hierdurch werden die Ständer der beiden Hilfsmotoren g und h im Hubsinne an das Netz gelegt. Durch einen Hilfskontakt des Schützes s wird ein Selbstspeisestrom für das Schütz s zur Netzphase R (am Schütz 0 des Halteseilmotors) geschlossen, damit nach dem Abschalten des Schließseilmotors das Schütz s nicht abfällt. Beim Weiterschalten der

beiden Walzen α und d werden die Rotorwiderstände kurzgeschlossen und beide Motoren beschleunigt. Der Spulenstrom für das Senkschütz q geht nach dem Ablaufen der Vorkontakte w über den Kontakt des Spannungswächters v, der gleich nach dem Einschalten des Schließseilmotors durch die Rotorspannung erregt worden ist, unmittelbar an die Phase T. Der Umschalter steht in der Stellung »Senken offen«, so daß der Überbrückungskontakt des Spannungswächters offen ist. Fällt dieser nun beim Erreichen von etwa 10 bis 20 Prozent der Stillstandsspannung, also kurz vor dem Erreichen der synchronen Drehzahl, ab, so wird auch der Strom für das Senkschütz q des Schließseilmotors unterbrochen, so daß dieser abgeschaltet wird und die Kupplungsmotoren * und k von diesem Augenblick an nur das leerlaufende Schließseiltriebwerk mitzunehmen haben. Beim Senken des geschlossenen Greifers sind die Kontakte des Spannungswächters durch den Umschalter auf allen Senkstellungen umgangen, so daß ein Abschalten des Schließseilmotors vermieden wird. Beim Heben des Greifers werden durch die hintereinandergeschalteten linken Hilfskontakte der beiden Hubschütze p und r das Schütz s und somit die beiden Hilfsmotoren ebenfalls im Hubsinne eingeschaltet. Beim Greifen und Entleeren ist nur der Schließseilmotor eingeschaltet. Der Stromkreis für das Schütz s ist also nicht geschlossen, und die Synchronisiervorrichtung ist wirkungslos.

Claims (2)

Patentansprüche: 85

1. Schaltung zur Erzielung eines Gleichlaufs von durch Drehstrom-Asynchronmotoren angetriebenen, ungleich belasteten Zweimotoren-Greifertriebwerken, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Antriebsmotoren der Triebwerke läuferseitig elektrisch miteinander verbundene asynchrone Drehstrom-Ausgleichsmotoren gekuppelt und die Ständer dieser Motoren beim Heben und Senken stets im Hubsinne geschaltet sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Senken des offenen Greifers der Schließseilmotor nur zum Beschleunigen seines Ankers und Triebwerkes eingeschaltet, beim Erreichen der synchronen Drehzahl aber abgeschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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