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Elektromotorischer Antrieb für Bandkaltwalzwerke Die Erfindung bezieht
sich auf elektromotorische Antriebe für Bandkaltwalzwerke, bei denen für die beiden
Haspel je ein Besonderer Gleichstromnebenschlußmotor vorgesehen ist, deren Anker
von einer gemeinsamen Stromquelle gespeist werden, um die Motoren durch Regelung
der angelegten Spannung gemeinsam anlassen zu können zusammen mit dem Walzmotor,
der ebenfalls aus derselben Stromquelle wie die Haspelmotoren oder durch einen Generator
gespeist werden kann, der auf derselben Welle wie ein die beiden Haspelmotoren speisender
Generator sitzt, wobei diese beiden Generatoren durch einen gemeinsamen Widerstandsregler
oder durch miteinander gekuppelte Regler gemeinsam im Feld geregelt werden. Für
derartige Antriebe ist es bekannt, zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Zugspannung
des Walzgutes den Ankerstrom der Haspelmotoren durch in Abhängigkeit vom Haspeldurchmesser
selbsttätig arbeitende und auf das Feld der Haspelmotoren einwirkende Regeleinrichtungen
konstant zu halten. Weiterhin ist für derartige Antriebe bekannt, bei einer. durch
Feldregelung des Walzmotors bewirkten Erhöhung der Walzgeschwindigkeit mittels eines
Tirrillreglers das Feld der Haspelmötoren entsprechend zu verändern. Wenn nun außerdem
noch die infolge der Verlängerung des Walzgutes beim Walzen erforderliche Geschwindigkeitsänderung
der Haspelmotoren durch Feldregelung erzielt werden soll, so müßte der durch Feldregelung
zu beherrschende Regelbereich für die Geschwindigkeit dieser Haspelmotoren einmal
den F eldregelbereich des Walzmotors, sodann die infolge der Verlängerung des Walzgutes
beim Walzen erforderliche Erhöhung der Geschwindigkeit und schließlich die Geschwindigkeitsunterschiede
umfassen, die sich mit Rücksicht auf die Veränderung des Haspeldurchmessers ergeben.
Wenn beispielsweise der Feldregelbereich des Walzmotors 2 zu i ist, so muß der Regelbereich
des Haspelmotors zunächst mindestens ebenso groß sein. Wenn sich außerdem. der Haspeldurchmesser
im Verhältnis von 2 zu i ändert, muß der Regelbereich des Haspelmotors mindestens
q. zu i betragen, und wenn sich schließlich die Stärke des Walzbandes beim Walzen
um 5o °/o verringert, so daß die Geschwindigkeit des die Walzen verlassenden Walzbandes
doppelt so hoch ist wie vorher, so muß der gesamte Regelbereich -der Haspelmotoren
unter Berücksichtigung eines für das richtige Arbeiten der Regler erforderlichen
Zuschusses mindestens 8 zu i betragen. Es wäre vielleicht möglich, eine dynamoelektrische
Maschine mit einem durch Feldregelung erreichbaren
Geschwindigkeitsbereich
von 8 zu i zubauen, aber die Kosten würden außerordentlich hoch und die ganze Betriebsweise
unbefriedigend_ sein. Ferner gibt es aber auch Walzwerke der obenerwähnten Art,
bei denen der für'die Haspelmotoren .erforderliche Geschwindigkeitsbereich 15 zu
1 beträgt. Dieser Bereich;-ist durch Feldregelung nicht zu beherrschen.
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Außerdem aber würde die ausschließliche Regelung im Feld der Haspelmotoren
auch eine unzulässige Veränderung der Zugspannung im Walzgut hervorrufen. Zur Aufrechterhaltung
einer konstanten Zugspannung im Walzgut trotz sich änderndem Wickeldurchmesser muß
bekanntlich der Strom der Haspelmotoren konstant gehalten werden. Wenn beispielsweise
bei dem aufwickelnden Haspel der Wickeldurchmesser zunimmt, wächst auch das geforderte,
vom Motor aufzubringende Drehmoment. Um dieses Drehmoment aufzubringen, muß das
Feld des Haspelmotors entsprechend verstärkt werden, wobei die Drehzahl' dem größeren
Wickeldurchmesser entsprechend abnimmt. Es ist also zur Aufrechterhaltung einer
konstanten Zugspannung für jeden Wickeldurchmesser eine ganz bestimmte Erregung
des Haspelmotorfeldes erforderlich. Wenn nun auch die Geschwindigkeitsänderungen
der Haspelmotoren, die mit Rücksicht auf die Verlängerung des Walzgutes beim Walzen
und infolge Erhöhung der Walzgeschwindigkeit durch Feldregelung des Walzmotors erforderlich
sind, durch eine Regelung im Feld der Haspelmotoren bewirkt werden, dann wird das
Drehmoment der Haspelmotoren nicht nur in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser eingestellt,
sondern es wird beispielsweise auch bei einer Änderung der Walzgeschwindigkeit verändert,
womit eine unzulässige Änderung der Zugspannung im Walzgut verbunden sind.
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Die oben geschilderten Nachteile werden unter Verwendung eines zusätzlichen
Hilfsgenerators, der in bei Umrollern für Papierbahnen bekannter Weise in den Stromkreis
des als @ Bremsgenerator arbeitenden Motors eingeschaltet ist und dessen Spannung
der Speisestromquelle entgegengerichtet ist, erfindungsgemäß dadurch behoben, daß
die Spannung des Hilfsgenerators durch zusätzliche- Regeleinrichtungen gesteuert
wird, die einerseits die während des Walzprozesses eintretende Dickenabnahme des
Walzgutes vor und hinter den Walzen und andererseits auch die Geschwindigkeitsänderungen
des die Walzen antreibenden Walzmotors während des Walzbetriebes berücksichtigen.
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In den Abb. i und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
während Abb. 3 eine Abänderung der Anordnung nach Abb. 2 darstellt. Zum Antrieb
der Walzen 1a dient der mit der fremderregten Feldwicklung 15 versehene Gleichstrommotor
14, der in Leonardschal-',ng mit dem vom Drehstrommotor 17 angetriebenen Generator
16 liegt. Die Feldwicki1,ang 2o des Generators 16 wird über die Umkehrschütze 22
und 23 und den Feldregler 24 von der Stromquelle 2i gespeist. Der Schaltarm 24a.
des Feldreglers 24 ist mittels eines Handrades 25 oder statt dessen mittels eines
Hilfsmotors verstellbar. Im Stromkreis der Feldwicklung 15 des Walzmotors 14 ist
der Feldregler 26 angeordnet, der mit dem Feldregler 24 des Generators 16 gekuppelt
ist. Die Kontakte der beiden Feldregler sind so angeordnet, daß das Motorfeld erst
geschwächt werden kann, nachdem die Generatorspannung auf ihren Höchstwert gebracht
worden ist.
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Mit den, Haspeln i i und 13 sind die dynamoelektrischen Maschinen
27 bzw. 28 gekuppelt. Beim Aufwickeln auf den Haspel 13 arbeitet 27 als Generator
und 28 als Motor, während beim Aufwickeln auf den Haspel i i 27 als Motor und 28
als Generator arbeitet. Die beiden Maschinen 27 und 28 werden durch eine geeignete
Stromquelle gespeist. Im dargestellten Falle sind sie mit dem Generator 16 verbunden,
durch den auch der Walzmotor 14 gespeist wird. Durch die Maschinen 27 und z8 wird
sowohl beim Aufwickeln auf den Haspel i i als auch beim Aufwickeln auf den Haspel
13 eine bestimmte Spannung zwischen dem Haspel und den Walzen 12 aufrechterhalten.
Damit das Band io gleichmäßig auf den Haspel aufgewickelt wird, muß diese Spannung
bei allen Geschwindigkeiten, vom Stillstand bis zur höchsten Walzgeschwindigkeit,
annähernd konstant gehalten werden. Zu diesem Zweck wird die Erregung der Maschinen
27 und 28 durch die auf konstanten Ankerstrom regelnden Regler 30 und 31
gesteuert. Wenn angenommen wird, daß der Haspel r i der abwickelnde Haspel ist und
demgemäß die Hilfsmaschine 27 als Generator arbeitet, dann wird die Geschwindigkeit
der Hilfsmaschine 27 mit abnehmendem Haspeldurchmesser anwachsen. Um die Zugspannung
im Walzgut zwischen den Walzen 12 und dem Haspel i i konstant zu halten, ist es
daher erforderlich, die Erregung der Maschinen 27 allmählich herabzusetzen, damit
der Ankerstrom auf gleicher Höhe gehalten wird. Dies wird durch die Regler
30 und 31, die zweckmäßig, wie dargestellt, als Schnellregler mit Zitterkontakt
ausgebildet sind, in bekannter Weise bewirkt. Der Regler 3o besteht aus einem festen
Kontakt 32 und einem beweglichen Kontakt 33, mittels denen der Kurzschluß über einen
im Feldstromkreis der Hilfsmaschine
27 liegenden Widerstand 34
abwechselnd aufgehoben und wiederhergestellt wird. An dem einen Ende des Kontaktarms
33 ist der Anker 35 eines Magneten 36 angebracht, dessen Erregung vom Ankerstrom
der Hilfsmaschine 27 abhängig ist. Zur Einstellung des Reglers auf einen bestimmten.
konstanten Ankerstrom dient der einstellbare Widerstand 37. Dem Magneten 36 wirkt
die Feder 38 entgegen. Die an sich bekannte Wirkungsweise des Reglers ist kurz wie
folgt: Wenn die Hilfsmaschine 27 als Generator arbeitet, sind die Kontakte des Relais
40 geschlossen, so daß der feste Kontakt 32 des Reglers mit einer Klemme des Widerstandes
34 verbunden ist, während der bewegliche Kontakt 33 mit der anderen Klemme des Widerstandes
verbunden ist. Wenn der Ankerstrom der Maschine 27 unter den vorgeschriebenen Wert
sinkt, überwindet die Feder 38 den Zug des Magneten 36 und bringt den beweglichen
Kontakt 33 in Berührung mit dein festen Kontakt 32, wodurch der Widerstand 34 kurzgeschlossen
und die Erregung der Maschine 27 erhöht wird, bis der Ankerstrom den vorgeschriebenen
Wert überschreitet, worauf wieder die Zugkraft der Feder 38 überwiegt und die Kontakte
32 und 33 trennt. Hierdurch wird der Widerstand 34 wieder eingeschaltet und dadurch
die Erregung und der Ankerstrom der Maschine 27 herabgesetzt. Auf diese Weise
wird der Ankerstrom annähernd konstant auf einen Wert gehalten, der von dem Verhältnis
der Offnungs- und Schließungszeit der Kontakte 32 und 33 abhängig ist.
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Da die Hilf smaschine27 als Motor arbeitet, wenn der Haspel i i aufwickelt,
ist es erforderlich, daß der Regler zwischen motorischem und generatorischem Arbeiten
der Hilfsinaschine unterscheiden kann. Zu dieseln Zweck ist der Regler mit einem
Kontakt 4i versehen, der über die Kontakte eines Relais 42 mit der linken Klemme
des Widerstandes 34 verbunden wird, wenn der feste Kontakt 32 abgeschaltet ist.
Die Wirkungsweise des Reglers beim motorischen Arbeiten der Hilfsmaschine27 ist
genau umgekehrtwie die oben beschriebene. Wenn beispielsweise der Ankerstrom über
den vorgeschriebenen Wert ansteigt, überwindet der Magnet 36 den Zug der Feder 38
und schließt die Kontakte 33 und 41, wodurch die Erregung des Motors erhöht und
infolgedessen sein Ankerstrom herabgesetzt wird. Wenn der Ankerstrom unter den vorgeschriebenen
Wert absinkt, trennt die Feder 38 die Kontakte 33 und 41; der Widerstand 34 wird
wieder eingeschaltet und der Ankerstrom erhöht. In genau der gleichen Weise arbeitet
der Regler 3i.
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Die so weit beschriebene, an sich bekannte Anordnung arbeitet nur
innerhalb eines engen Betriebsbereichs vollständig zufriedenstellend, d. h. wenn
der Geschwindigkeitsbereich des Walzwerks, der durch Feldsteuerung des Motors 14
erreichbar ist, ziemlich eng ist, wenn die Zu- und Abnahme des Haspeldurchmessers
begrenzt und die Ouerschnittsabnahme des Materials durch das Walzen klein ist.
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Wenn angenommen wird, daß der Walzinotor 14 einen durch Feldsteuerung
erzielbaren Regelbereich von 2 zu i hat, daß ferner der Durchmesser sich im Verhältnis
von 2 zu i ändert und weiterhin sich die Stärke des Walzbandes beim Walzen um 5o
% vermindert, so bedeutet dies, daß die dynamoelektrischen Maschinen 27,
28 mittels Feldsteuerung im Verhältnis von 8 zu i in ihrer Geschwindigkeit geregelt
werden müssen. Es ist klar, daß zur Erzielung dieses Regelbereichs die Steuerung
der Geschwindigkeit der Maschinen 27 und 28 durch Änderung der Spannung des Generators
16 nicht herangezogen werden kann, da die Generatorspanrlung sowohl die Geschwindigkeit
des Walzmotors 14 als auch die Geschwindigkeit der Maschinen 27 und 28 beeinflußt.
Die drei obenerwähnten Faktoren für die Größe des Regelbereichs der Maschinen 27
und 28 sind also alles solche, die durch eine Geschwindigkeitsregelung-durch Änderung
der Spannung des Generators 16 nicht erfaßt werden.
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Bei den in Betracht kommenden Walzwerken werden Haspelmotoren von
großer Leistung benötigt, beispielsweise sind Haspelmotoren von 8oo PS verwendet
worden. Es würde sehr kostspielig sein, falls es überhaupt möglich wäre, Maschinen
solch großer Leistungen für einen durch Feldsteuerung erzielbaren Geschwindigkeitsbereich
von 8 zu i zu bauen.
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Zur Beherrschung dieses größeren Regelbereichs wird, wie es in ähnlicher
Weise auch schon bei Antrieben für Umroller von Papierbahnen und auch bei anderen
Arbeitsmaschinen bekannt ist, ein Hilfsgenerator in den Ankerkreis der einen oder
der anderen der dynamoelektrischen Maschine 27 oder 28 eingeschaltet, um den Betriebsbereich
dieser Maschinen über den durch ausschließliche Feldregelung erzielbaren auszudehnen.
Bei dem in Abb. i dargestellten Ausführungsbeispiel dient als Hilfsgenerator der
durch den Motor 17 oder eine geeignete andere Antriebsmaschine angetriebene Generator
43 mit den zugehörigen Schalteinrichtungen 44 bis 47, durch welche der Anker des
Generators 43 in den Stromkreis derjenigen Maschine 27 oder 28 gelegt wird, die
von dem abwickelnden Haspel als Generator angetrieben wird. Die Schaltung wird so
vorgenommen, daß der den aufwickelnden Haspel antreibende Motor unmittelbar
an
die Klemmen des Generators 16 gelegt wird, während zwischen der von dem abwickelnden
Haspel angetriebenen Maschine und dem Generator 16 die Spannung des Generators 43
zwischengeschaltet wird, und zwar derart, daß die Spannung des Generators 43 die
Spannung der von dem ablaufenden Haspel angetriebenen Maschine unterstützt und der
Spannung des Generators 16 entgegenwirkt.
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Es ist klar, daß, falls die Stärke des Walzgutes beim Walzen auf die
Hälfte herabgesetzt wird, die Umfangsgeschwindigkeit des Walzbandes vor den Walzen
halb so groß ist wie hinter den Walzen, und daß die von dem ablaufenden Haspel angetriebene
dynamoelektrische Maschine mit derihalben Geschwindigkeit wie der den aufwickelnden
Haspel antreibende Motor angetrieben wird, wenn man den Geschwindigkeitsunterschied
der beiden Maschinen infolge der Zu- und Abnahme der Haspeldurchmesser, der durch
Änderung der Erregung dieser Maschine mittels der Regler 30 und 31 berücksichtigt
werden kann, vernachlässigt. Da die Geschwindigkeit der Hilfsmaschinen 27 und 28
eine Funktion, der an ihre Ankerklemmen gelegten Spannung ist, kann dadurch, daß
in den Stromkreis der von dem ablaufenden Haspel angetriebenen und als Bremsgenerator
arbeitenden Hilfsmaschine durch den Hilfsgenerator eine der Spannung des Leonardgenerators
16 entgegengerichtete Spannung eingeführt wird, die von dem ablaufenden Haspel angetriebene
Hilfsmaschine mit einer kleineren Geschwindigkeit arbeiten als die mit dem auflaufenden
Haspel gekuppelte und als Motor arbeitende Hilfsinaschine. Wenn beispielsweise eine
Dickenabnahme beim Walzen von 50 % angenommen wird und die Zu- und Abnahme der Haspeldurchmesser
vernachlässigt wird, muß die von dem Ablaufhaspel angetriebene Hilfsmaschine mit
der halben Geschwindigkeit wie die den auflaufenden Haspel antreibende Hilfsmaschine
arbeiten. Dies wird erreicht, wenn in den Stromkreis der vom Ablaufhaspel angetriebenen
Hilfsmaschine eine der Spannung des Generators 16 entgegengerichtete und von dem
Hilfsgenerator 43 erzeugte Spannung solcher Größe eingeführt wird, daß die Klemmenspannung
der Ablaufhaspelhilfsinaschine halb so groß ist wie die der Auflaufhaspelhilfsmaschine.
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Wenn die Spannung des Hauptgenerators 16 erhöht wird, um die Geschwindigkeit
des Walzmotors zu erhöhen, dann muß dieses Spannungsverhältnis zwischen der Hilfsmaschine
des Ablaufhaspels und der des Auflaufhaspels aufrechterhalten werden. Um dies zu
erreichen, ist es nötig, die Spannung des Hilfsgenerators mit einer Änderung der
Spannung des Hauptgenerators 16 gleichzeitig zu verändern. Dies kann auf verschiedene
Weise bewerkstelligt werden. In dem in Abb. z dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Hilfsgenerator 43 mit einer Hauptfeldwicklung 48 versehen, die von einer
Erregermaschine 5o gespeist wird, welche ihrerseits von dem Hauptwalzmotor 14 angetrieben
wird, dessen Geschwindigkeit proportional der Spannung des Hauptgenerators 16 ist.
Wenn jedoch die Geschwindigkeit des Walzmotors durch Schwächen seines Feldes geändert
wird, ändert sich die an die Hilfsmaschine 27 und 28 angelegte Spannung nicht. Daher
würde, falls die Spannung des Hilfsgenerators 43 bei einer durch Feldschwächung
des Walzgenerators 14 erzielten Geschwindigkeitserhöhung vergrößert würde, das Verhältnis
der Klemmenspannungen an den Hilfsmaschinen 27 und 28 geändert Werden. Da die Erregermaschine
5o durch den Walzmotor 14 angetrieben wird, sucht sich die Spannung des Hilfsgenerators
tatsächlich bei einer durch Feldschwächung erzielten Geschwindigkeitserhöhung des
Walzmotors zu erhöhen. Um dies zu verhindern, ist in den Feldstromkreis der Erregermaschine
5o ein Regelwiderstand 51 eingeschaltet, dessen beweglicher Kontakt durch
die gemeinsame Antriebsvorrichtung 25 gedreht wird und so angeordnet ist, daß, falls
der Regelwiderstand 26 in solchem Sinne betätigt. wird, daß die Geschwindigkeit
des Motors 14 erhöht wird, der Regelwiderstand 51 so verstellt wird, daß die Erregung
der Erregermaschine 50 herabgesetzt wird, so daß ihre Spannung und die Spannung.
des Hilfsgenerators 43 unabhängig von Geschwindigkeitsänderungen des Walzmotors
durch Feldschwächung konstant bleibt.
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Bei einer gegebenen Spannung des Hauptgenerators 16 muß die Spannung
des Hilfsgenerators 43 proportional der durch das Walzwerk r2 bewirkten Dickenabnahme
sein. Zu diesem Zweck ist ein Regelwiderstand 52 im Stromkreis der Hauptfeldwicklung
48 des Hilfsgenerators 43 angeordnet, der mit einer Skala versehen ist, um den Widerstand
gemäß der Dickenabnahme einstellen zu können. Das Hauptfeld des Hilfsgenerators
43 wird also in der Weise erregt, daß seine' Spannung proportional ist erstens der
Spannung des Hauptgenerators 16 und zweitens der prozentualen Dickenabnahme. Das
Hauptfeld 48 des Hilfsgenerators 43 kann auch unmittelbar von den Klemmen des Hauptgenerators
16 erregt werden. ' Der Hilfsgenerator 43 ist ferner mit einer kleinen konstant
erregten Hilfsfeldwicklung 53 versehen. Der Zweck dieser Hilfswicklung ist, auch
dann durch den Hilfsgenerator eine kleine Spannung und damit einen Stromfluß
durch
die Hilfsmaschine des Ablaufliaspels aufrechtzuerhalten, wenn das Walzwerk durch
Erniedrigung der Spannung des Hauptgenerators 16 bis auf Null zum Stillstand gebracht
worden ist. Auf diese Weise wird auch im Stillstand des Walzwerks eine Spannung
im Walzgut aufrechterhalten.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt: Es sei angenommen,
daß der Wechselstrommotor 17 den Hauptgenerator 16 und den Hilfsgenerator 43 mit
der geeigneten Geschwindigkeit antreibt, und daß von dem vollen Haspel i i auf den
leeren Haspel 13 gewickelt wird. Mit Hilfe der Skala stellt der Führer den Regelwiderstand
52 gemäß der gewünschten Dickenabnahme ein. Darauf wird der Schalter 54 nach links
in Eingriff mit dem festem Kontakt 54a gebracht und hierdurch ein Erregerstromkreis
für das Relais 40 geschlossen, das anspricht und den festen Kontakt 32 des Reglers
mit der linken Klemme des Widerstandes 34 verbindet. Wie oben erläutert wurde, wird
hierdurch der Regler auf generatorisches Arbeitender Hilfsmaschine 27 eingestellt.
Gleichzeitig wird ein Erregerstromkreis für das Relais 55 geschlossen, welches ebenfalls
anspricht und den oberen Kontakt 56 des Reglers 31 mit der rechten Klemme des Widerstandes
57 verbindet und hierdurch den Regler für motorisches Arbeiten der Hilfsmaschine
28 einstellt. Ferner werden Erregerstromkreise für die Schütze 45 und 47 geschlossen,
welche anspringen und die Hilfsmaschine 28 an die Klemmen des Hauptgenerators 16
legen und ferner den Anker der Hilfsmaschine 27 über den Anker des Hilfsgenerators
43 mit den Klemmen des Hauptgenerators 16 verbinden. Über den Schalter 54 wird ferner
das Schütz 22 erregt, welches die Feldwicklung 2o des Hauptgenerators und die Hilfsfeldwicklung
53 des Hilfsgenerators 43 an die konstante Spannung 21 legt. Der Schaltarm 24a des
Regelwiderstandes 24 befindet sich in seiner untersten Stellung, so daß der ganze
Widerstand im Stromkreis der Feldwicklung des Generators 16 liegt. Infolgedessen
ist die Spannung des Generators 16 annähernd Null und das Walzwerk in Ruhe. Wenn
durch Drehen des Handrades 25 der Widerstand 24 allmählich kurzgeschlossen wird,
wird der Motor 14 angelassen, und gleichzeitig wird die Hilfsmaschine 28 als Motor
in Betrieb gesetzt, während die Hilfsmaschine 27 als Generator arbeitet und Energie
in das System zurückliefert, wodurch eine Spannung im Walzgut zwischen den Walzen
und dem ablaufenden Haspel aufrechterhalten wird.
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Bei dem allmählichen Kurzschließen des Widerstandes 24 wird die Spannung
des Generators 16 und damit die Geschwindigkeit des Walzmotors und der Hilfsmaschinen
27 und 28 proportional erhöht. Dadurch, daß der Hilfsgenerator 43 durch die von
dem Walzmotor 14 angetriebene Erregermaschine 5o erregt wird, wird auch das Verhältnis
zwischen den Klemmenspannungen der Hilfsmaschinen 27 und 28 konstant gehalten, da
die Spannung des Hilfsgenerators 43 ebenfalls proportional der anwachsenden Spannung
des Generators 16 erhöht wird.
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Nachdem der ges ämte Widerstand 24 kurzgeschlossen worden ist, wird
durch Weiterdrehen des Handrades 25 allmählich der Widerstand 26 in den Feldstromkreis
des Walzmotors 14 eingeschaltet. Gleichzeitig wird in den Feldstromkreis der Erregermaschine
5o allmählich der Widerstand 51 eingeschaltet, und hierdurch wird seine Spannungserhöhung
bei der Erhöhung der Geschwindigkeit des Walzmotors durch Feldschwächung kompensiert,
so daß die Spannung des Hilfsgenerators 43 und damit das Verhältnis der Spannungen
der Maschinen 27 und 28 konstant bleiben. Wenn der Hilfsgenerator 43 nicht vorgesehen
wäre und würden die Spannungen an den Klemmen der Maschinen 27 und z8 gleich sein,
obgleich die Wickelgeschwindigkeit an den beiden Haspeln infolge der Querschnittsabnahme
des Walzgutes verschieden ist, dann wäre es nötig, das Feld des abwickelnden Haspels
zu verstärken, um eine zu hohe Klemmenspannung zu kompensieren. Wie bereits obenerwähnt,
würde diese Feldverstärkung einen zusätzlichen und teuren Feldregelbereich der Hilfsmaschinen
27 und 28 bedingen; aber selbst wenn dieser Regelbereich erzielbar wäre, würde die
Stromaufnahme der Maschine 27 nicht proportional der Spannung im Walzgut sein, was
dagegen der Fall ist, wenn die relative Feldstärke der Maschinen 27 und 28 lediglich
im Verhältnis zu den augenblicklichen zugehörigen Haspeldurchmessern eingestellt
wird. Dies ist ein anderer wesentlicher Vorteil der Verwendung des Hilfsgenerators.
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Zum Stillsetzen des Walzwerks wird das Handrad 25 in der entgegengesetzten
Richtung gedreht bis die Schaltarme der Regelwiderstände ihre dargestellte Stellung
wieder erreichen. Gleichzeitig wird der Schalter 54 auf den festen Kontakt 54b umgelegt.
Infolgedessen werden die bisher erregten Relais und Schütze 40, 55, 45, 47 und 22
aberregt und dafür die Relais und Schütze 42, 67, 44, 46 und 23 erregt. Durch Ansprechen
der Relais42 und 67 wird die Wirkungsweise der Regler 30 und 31 umgekehrt,
so daß der Regler 3o nun das motorische Arbeiten der Maschine 27 regelt, während
der Regler 31 das generatorische Arbeiten der Maschine 28
regelt.
Durch das Schütz 44 wird die Hilfsinaschine 27 direkt an die Klemmen des
Hauptgenerators 16 angelegt, während das Schütz 46 die Maschine 28 über den Anker
des Hilfsgenerators 43 mit den Klemmen des Generators 16 verbindet. Das Schütz 23
kehft die Polarität des Feldes des Generators 16 und damit die Drehrichtung des
Walzmotors 14 um. Die übrigen Vorgänge spielen sich in der umgekehrten Richtung
wie beim Anlassen ab.
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Die in Abb. 2 dargestellte Abänderung der Anordnung nach Abb. i eignet
sich besonders für die Fälle, wo ein äußerst großer Regelbereich der Walzgeschwindigkeit,
der Haspeldurchmesseränderung und der Dickenabnahme des Walzgutes zu beherrschen
ist. Es soll beispielsweise eine Einrichtung betrachtet werden, bei der der Walzmotor
einen durch Feldsteuerung erzielbaren Geschwindigkeitsregelbereich von 3 zu i hat,
die größte Ouerschnittsabnahme 50°1o beträgt und sich der Haspeldurchmesser im Verhältnis
von 21/2 zu i ändert. Dies erfordert einen Gesamtregelbereich der Haspelgeschwindigkeit
bei einer bestimmten Spannung des Hauptgenerators von 15 zu i. Selbst wenn ein Gegenschaltgenerator
verwendet wird, um die durch die ,Querschnittsabnahme des Walzgutes bedingte Geschwindigkeitsänderung
zu ®berücksichtigen, beträgt der übrige Regelbereich der Haspelmotoren noch
711, zu i. Um diesen Regelbereich beherrschen zu können, werden die
mit den Haspeln gekuppelten Hilfsmaschinen 70 und 71 von einem Generator
72 gespeist, der durch irgendeine geeignete Antriebsmaschine, zweckmäßig
jedoch durch denselben Antriebsmotor angetrieben wird, der auch den Gegenschaltgenerator
74 und den Hauptgenerator 75 antreibt. Der Generator 72 ist mit einer Feldwicklung
77 versehen, welche von der Stromquelle 78 erregt wird. Im Feldstromkreis des Generators
72 ist ein Regelwiderstand So angeordnet, dessen Schaltarm mit den Schaltarmen der
Regelwiderstände 81 und 82 gekuppelt ist, so daß die Spannung des Generators 72
proportional mit der Geschwindigkeit des Walzmotors 76 erhöht wird, unabhängig davon,
ob diese erhöhte Walzgeschwindigkeit durch Erhöhung der Spannung des Generators
75 oder durch Schwächen des Feldes des Walzmotors 76 erzielt wird.
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Der Gegenschaltgenerator 74 wird durch die Schütze 83 und 84 in den
Stromkreis der mit dem abwickelnden Haspel gekuppelten Hilfsmaschine geschaltet,
und die Spannung des Gegenschaltgenerators wird so gesteuert, daß sie proportional
der Walzgeschwindigkeit und der Dickenabnahme des Walzgutes ist. Bei dieser Anordnung
ist der durchFeld-Steuerung zu beherrschende Regelbereich der Hilfsmaschinen
70 und 71 lediglich auf den durch die Änderung der Haspeldurchrnesser erforderlichen
Betrag begrenzt, der in vorliegendem Fall mit 21j2 zu i angenommen ist. Der übrige
Teil des gesamten erforderlichen Regelbereichs von 15 zu i wird durch Änderung der
Spannung des Generators 72, von dem die Maschinen 7o und 71 gespeist werden, beherrscht.
Ebenso wie bei der Anordnung nach Abb. i ist der Gegenschaltgenerator 74 mit einer
Hilfsfeldwicklung 86 versehen, um beim Stillstand des Walzwerks eine Spannung im
Walzband zwischen den Walzen und dem Ablaufhaspel aufrechtzuerhalten.
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Um die Spannung des Gegenschaltgenerators 74 selbsttätig entsprechend
der Walzgeschwindigkeit und der Dickenabnahme des Walzbandes zu steuern, sind zwei
Hilfserregermaschinen go und gi vorgesehen, die mit den Führungsrollen 93 und 94
gekuppelt sind. Das Walzband 88 läuft über diese Führungsrollen, und daher ist das
Verhältnis der Geschwindigkeiten der Rollen 93 und 94 ein Maß für die Dickenabnahme
bei einer bestimmten Walzgeschwindigkeit. Diese beiden Hilfserregermaschinen go
und gi sind zweckmäßig kleine, getrennt erregte Gleichstrommaschinen, deren Anker
in Reihe und entgegengesetzt geschaltet sind, so daß die Differenz ihrer Spannungen,
an den Leitungen 95 und 96 gemessen, ein Maß sowohl der Walzgeschwindigkeit als
auch der Dickenabnahme des Walzbandes ist. Diese Differentialspannung wird zur Erregung
der Hauptfeldwicklung 97 des Gegenschaltgenerators verwendet. Bei dieser Anordnung
kehrt sich die Stromrichtung in der Feldwicklung 97
nicht um, wenn die Walzrichtung
umgekehrt wird, und da das Hilfsfeld 86 und das Hauptfeld 97 sich immer unterstützen,
ist es nicht erforderlich, die Hilfsfeldwicklung wie bei der Anordnung nach Abb.
i zu reversieren. Die Regler 98 und ioo entsprechen genau den Reglern
30 und 31 in Abb. i.
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Die Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. 2 entspricht derjenigen
nach Abb. i mit der Ausnahme, daß, wenn die Walzgeschwindigkeit durchFeldschwächen
des Walzmotors 76 erhöht wird, die an die Hilfsmaschinen 7o und 71 angelegten Spannungen
ebenfalls entsprechend erhöht werden, so daß der Regelbereich der Maschinen
70 und 71, der durch Feldschwächung mittels der Regler 98 und ioo zu beherrschen
ist, auf den Bereich beschränkt ist, der mit Rücksicht auf die Änderungen der Haspeldurchmesser
erforderlich ist. Die Erhöhung der an die Maschinen 70 und 71 angelegten Spannung
in dem durch Feldschwächung des Walzmotors 7 6 erzielten Regelbereich der Walzgeschwindigkeit
wird
dadurch bewirkt, daß der Schaltarm des Regelwiderstandes 8o
mit dein Schaltarm des Regelwiderstandes 82 gekuppelt ist und diese Schaltarme hinsichtlich
der von ihnen gesteuerten Widerstandsteile so angeordnet sind, daß, wenn der Regelwiderstand82
das Feld des Walzmotors 76 schwächt, der Regelwiderstand 8o das Feld des Generators
72 verstärkt, so daß seine Spannung und damit die an die Maschinen 7o und 71 gelegten
Spannungen erhöht werden. Im übrigen ist die Wirkungsweise genau die gleiche wie
in Abb. i.
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Die Anordnung nach Abb. 2 hat den wesentlichen Vorteil, daß die Spannung
des Gegenschaltgenerators 74. selbsttätig entsprechend der Dickenabnahme eingestellt
wird, so daß es nicht wie nach Abb. i erforderlich ist, einen Regelwiderstand besonders
einzustellen.
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Die Abänderung nach Abb. 3 unterscheidet sich von der Anordnung nach
Abb.2 dadurch, daß dieHilfserregermaschinenioi und 102 mit den Haspeln
103 und 10q. mechanisch gekuppelt sind. Bei dieser Anordnung, die sich besonders
für Anlagen eignet, in denen keineFührungsrollen wie io5, io6 verwendet werden oder
die Reibung zwischen dem Walzband und den Führungsrollen nicht genügt, um die Hilfserregermaschinen
ioi und io2 richtig anzutreiben, stellen die von den Hilfserregermaschinen erzeugten
Spannungen, falls keine besonderen Vorkehrungen getroffen sind, kein Maß für die
lineare Geschwindigkeit des Walzbandes auf den beiden Seiten der Walzen dar, da
sich die Geschwindigkeit der Haspeln nach der Größe ihrer Durchmesser richten muß.
Es ist daher erforderlich, die Änderung des aktiven Haspeldurchmessers in Rechnung
zu stellen, und zu diesem Zweck sind Feldregler i io und i i i in dem Feldstromkreis
der Hilfserregermaschinen ioi und 102 angeordnet. Die Stellung der Schaltarme dieser
Regelwiderstände wird selbsttätig mit sich änderndem Haspeldurchmesser geändert.
Beispielsweise wird, wenn der Durchmesser des Ablaufhaspels (in diesem Falle 103)
abnimmt, die Rolle 112 am Schaltarm des Regelwiderstandes dem Mittelpunkt des Haspels
genähert; derSchaltarm wird also entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, und das Feld
des Hilfsgenerators ioi wird in demselben Maße geschwächt, wie der Durchmesser des
Haspels abnimmt, so daß die Spannung der Hilfserregermaschine ioi ein Maß für die
lineare Geschwindigkeit ist, mit der das Walzband den Ablaufhaspel verläßt. In der
gleichen aber entgegengesetzten Weise wird das Feld der Hilfserregermaschine io2
von dem Regelwiderstand i i i gesteuert, so daß die Spannung dieser hIaschine der
linearen Geschwindigkeit entspricht, mit der das Band die Walzen verläßt. Da auf
diese Weise das Verhältnis der Spannungen der Hilfserregermaschinen ioi und io-
wieder der Geschwindigkeit vor und hinter den Walzen entspricht, können die Hilfserregermaschinen
wieder in Reihe und einander entgegenggeschaltet sein und zur Erregung der Hauptfeldwicklung
des Gegenschaltgenerators verwendet werden, in derselben Weise wie bereits bei der
Erläuterung von Abb. 2 beschrieben wurde.