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Mehrmotorenantrieb für Arbeitsmaschinen, deren Geschwindigkeiten in
einem festen Abhängigkeitsverhältnis zueinander stehen Der elektrische Einzelantrieb
bedeutet für die meisten Industriezweige Energieersparnis und eine Erhöhung der
Materialgüte. Ferner ermöglicht der Einzelantrieb durch seine große Anpassungsfähigkeit
eine wirtschaftliche Ausgestaltung des Fabrikationsganges. Die fließende Fertigung
eines Fabrikates erfordert im allgemeinen eine bestimmte, von den notwendigen Arbeitsgängen
abhängige Anzahl Arbeitsmaschinen, die hintereinander vom Fabrikat durchwandert
werden müssen, wie dies z. B. in Textilbetrieben bei Krempelsätzen, Rauh- und Mercerisiermaschinen
u. a. der Fall ist.
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Naturgemäß muß dabei zwischen den einzelnen Arbeitsmaschinen eine
bestimmte Gesetzmäßigkeit in der Arbeitsgeschwindigkeit eingehalten werden. Es ist
selbstverständlich, daß bei Einzelantrieb der Maschinen ein einwandfreier Betrieb
nur dann erzielt werden kann, wenn die Antriebsmotoren sowohl gemeinsam in ihrer
Grundgeschwindigkeit als auch einzeln regelbar sind.
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In Anlagen, die mit Gleichstrom ausgerüstet sind, können die gestellten
Forderungen bei Verwendung von Gleichstromnebenschlußmotoren durch mehr oder minder
einfache N-littel erfüllt werden. Durch einfache Regelorgane (Nebenschlußregler)
ist es möglich, einen annähernden Gleichlauf der Motoren zu erzielen. Während bei
normalem Lauf der Gleichstromantrieb in bezug auf Regelfähigkeit und Gleichlauf
der Maschinen den Anforderungen genügt, ist ein gleichmäßiger An- und Auslauf der
Gleichstrommotoren, wie er z. B. in der Textilindustrie für Krempelsätze, Rauh-und
Mercerisiermaschinen u. dgl. gefordert wird, schwer zu erreichen. Diese Aufgabe
wird durch die Verwendung von Induktionsmotoren gelöst, die auch noch aus dem Grunde
besser sind, weil der Mehrzahl von Industrieanlagen heute Drehstrom zur Verfügung
steht. Die Ständer der regelbaren Asynchronmotoren werden von einem gemeinschaftlichen
Netz gespeist und die Läufer sämtlich parallel geschaltet. Ein gemeinsamer Schlupfwiderstand
im Rotorkreis ermöglicht ein synchrones Hochlaufen, gewährleistet im Betrieb einen
vollkommen starren Gleichlauf der Motoren und ermöglicht gleichzeitig auch ein synchrones
Auslaufen.
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Ein Nachteil dieser Anordnung ist, daß dauernd mit mindestens 15 bis
2o°/, Schlupf gearbeitet werden muß, damit die synchronisierende Kraft, die zur
Erreichung des starren Gleichlaufs notwendig ist, erzeugt wird. Der im Läuferwiderstand
entstehende bedeutende Energieverlust macht die Anordnung unwirtschaftlich.
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Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß der Schlupfwiderstand
während
des Betriebes kurzgeschlossen ist und --daß an sich bekannte
Regelwiderstände im Rotorkreis jedes einzelnen Motors während des Betriebes zur
Geschwindigkeitsregelung dienen, wobei diese Regelung in an sich bekannter Weise
in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschinen selbsttätig . von Tänzerwalzen
aus bewirkt werden kann. Dadurch wird ein synchrones An- und Auslaufen erzielt,
während der relative Gleichlauf der Motoren im Betrieb bei etwaigen Belastungsschwankungen
durch Nachregelung der Geschwindigkeit der einzelnen Motoren aufrechterhalten wird.
Dies geschieht bei kurzgeschlossenem Anlaßwiderstand durch Veränderung der Regelwiderstände
in den einzelnen Rotorkreisen. Ferner ist es möglich, die Grundgeschwindigkeit jedes
einzelnen Motors gegenüber den anderen in gewissen Grenzen zu verändern und dadurch
im Vergleich zu' den bekannten Schaltungen eine größere Regelfähigkeit zu erreichen.
Der synchrone Auslauf der Anlage wird durch Einschalten des gemeinsamen Schlupfwiderstandes
bei eingeschalteten Ständern erzielt.
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Der starre Gleichlauf der Motoren gewährleistet jedoch nicht immer
eine gleichmäßige Warengeschwindigkeit, da beispielsweise bei Riemenantrieb die
Drehzahlen der Arbeitsmaschinen nicht genau den Motordrehzahlen entsprechen. Man
kann in diesem Fall die einzelnen- Motoren in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
der Arbeitsmaschinen regeln. In der Textilindustrie werden des öfteren bei Fabrikationsprozessen,
an denen gleichzeitig mehrere aufeinanderfolgende Einzelmaschinen teilnehmen, z.
B. Mercerisiermaschinen, Bleichereimaschinen u. dgl., zwischen j e zwei der hintereinander
angeordneten Maschinen Tänzerwalzen zum Zweck der Stoffspeicherung eihgeschältet.
Diese Tänzerwalzen können in bekannter Weise über ein Gestänge o. dgl. mit dem Schalthebel
der Regelwiderstände im Rotorkreis verbunden, vorteilhafterweise die Aufgabe der
Motordrehzahlregulierung übernehmen. Entsprechend ihrem bei ungleichem Lauf der
.zugehörigen Arbeitsmaschinen einsetzenden Spiel werden dann die Regelwiderstände
gesteuert und dadurch die Motor- und Maschinendrehzahlen geregelt.
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Da im Gegensatz zu den bisherigen Anordnungen der gemeinsame Schlupfwiderstand
nur während des kurzen An- und Auslaufs eingeschaltet, während des ganzen Betriebes
aber kurzgeschlossen ist, ergibt sich bei dieser Anordnung eine wesentliche Energieersparnis
gegenüber den bekannten Anordnungen; außerdem kann der gemeinsame Schlupfwiderstand
nunmehr viel kleiner bemessen sein, da er während der ganzen Betriebsdauer keine
nennenswerten Energiemengen aufnimmt. Auch gestattet die Einzelregelung der Drehzahl
der Motoren während des Dauerbetriebes eine gute Anpassung der relativen Drehzahl
der einzelnen Motoren zueinander in Rücksicht auf die jeweilig herrschenden Betriebsbedingungen.
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Es ist zwar bereits ein Antrieb mit ständer-und läuferseitig gekuppelten
Motoren bekanntgeworden, bei welchen in den Rotorkreis jedes einzelnen Motors Reaktanzen
eingeschaltet sind. Durch diese Reaktanzen, welche bei allen Motoren den gleichen
Wert haben, sollte eine Vergrößerung des induktiven Widerstandes jedes -Rotorkreises
erzielt und dadurch ein besseres Arbeiten des ganzen Antriebs erreicht werden. Bei
dem bekannten Antrieb soll jedoch, damit ein genügend starkes synchronisierendes
Moment erzielt wird, dauernd ein Schlupfwiderstand im gemeinsamen Läuferkreis der
Motoren eingeschaltet bleiben.
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Die Abb. i bis 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Abb.
i sind M, bis M3 die Antriebsmotoren, R1 bis R3 die Regelwiderstände in den einzelnen
Rotorkreisen. W ist der gemeinsame Anlaßwiderstand, der durch den Schalter
Sch vom Rotornetz abgeschaltet werden kann.
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Die Regelwiderstände können entweder von Hand oder selbsttätig in
Abhängigkeit von dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Motoren oder den Arbeitsmaschinen
gesteuert werden.
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Die Regelung in Abhängigkeit von den Motorgeschwindigkeiten- bzw.
von ihren Differenzen kann in bekannter Weise durch ein mechanisches Differentialgetriebe
erfolgen, Abb. 2 zeigt eine solche Anordnung.
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Die Motoren M1 bis 11I3 und Regelwiderstände R1 bis R3 sind wie in
Abb. i angeordnet, R2 und R, werden von den Differentialgetrieben D2 und D3 gesteuert.
Die Drehbewegung des Motors M1 wird z. B. über Kettengetriebe auf das Kegelrad r
des Differentialgetriebes D2 bzw. D3 übertragen, während das Rad r' von dem Motor
M2 bzw. M3 in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird. Solange die Umlaufzahlen
der Kegelräder y und r' genau übereinstimmen, steht die Achse des Mittelrades
y. still. Wenn aber durch irgendwelche Einflüsse der Gleichlauf der Räder r und
r' gestört wird, ändert sich die räumliche Winkellage der Achse des Mittelrades
r1. Die dadurch bewirkte Drehbewegung des das Mittelrad tragenden Gehäuses wird
auf den Regler R2 bzw. R3 der Motoren M2 bzw. Ms übertragen, so daß durch Veränderung
der Widerstände die Gleichlaufstörung wieder ausgeglichen wird.
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In Abb. 3 ist die bereits erwähnte Regelung vermittels Tänzerwalzen
dargestellt. Der
Stoff wird aus der Maschine I über die Rollen i
und 3 und die Tänzerwalze :2 nach der Maschine II geleitet. Die Tänzerwalze :2 bewegt
über das Gestänge q. den Regelhebel 5 und steuert dadurch die Regelwiderstände 6.