DE686403C - Anlass- und Regelsteuerung fuer mehrere Kurzschlusslaeufermotoren - Google Patents

Description

Es ist bekannt, zum Anlassen eines Kurzschlußläufermotors einen ■ als Periodenumformer arbeitenden Asynchronmotor zu verwenden, der zunächst unbelastet bis zur , synchronen Drehzahl hochgefahren und dessen Drehzahl nach Zuschaltung des anzulassenden Motors durch eine Bremseinrichtung allmählich bis auf Null herabgesetzt wird.
Die Erfindung bezweckt, eine sich auf dieses Verfahren aufbauende Steuerung zu schaffen, mittels der mehrere Kurzschlußläufermotoren, die zum Antrieb von einen sanften Anlauf erfordernden Arbeitsmaschinen dienen, unabhängig von der jeweiligen Belastung und Belastungsänderungen immer in einem gewünschten Zeitmaß angelassen und auf einer gewünschten Drehzahl gehalten werden können. Erfindungsgeimäß besteht die zum Abbremsen des Periodenumformers dienende Bremseinrichtung aus einer elektrohydraulisch gesteuerten Schleifbremse, deren Antriebsmotor über eine auf der Welle des Periodenumformers sitzende Spannungs- und Frequenzwandlermaschine von einem Dämpfungsmaschinensatz gespeist wird, der aus einem Antriebsmotor, einem Generator und einer Schwungmasse besteht.

Durch das in der nachstehenden Beschreibung näher erläuterte Zusammenwirken der elektrohydraulisch gesteuerten Schleifbremse mit dem Frequenzumformer und dem Generator des Dämpfungsmaschinensatzes wird erreicht, daß die Kurzschlußläufermotoren unabhängig von ihrer Belastung in dem durch die Schwungmasse bestimmten Zeitmaß hoch.-gefahren werden, wobei durch Verwendung einer leicht änderbaren Schwungmasse die Anlaufzeit nach Belieben verlängert oder verkürzt werden kann.

Zur Einregelung auf eine bestimmte Enddrehzahl kann der zusammen mit dem Periodenumformer auf Synchrondrehzahl hochgefahrene Dämpfungsmaschinensatz beispielsweise durch Abschalten des Antriebsmotors, durch Einschalten von Schlupf wider ständen, durch Polumschaltung oder Änderung der Getriebeüibersetzung" au so viel Prozent in seiner Drehzahl herabgesetzt werden, wie die anzulassenden Kurzschlußmotoren hochlaufen sollen.

Die Zeichnung stellt ein Prinzip schaltbild einer solchen Anordnung dar. Der asynchrone Periodenumformer/³ wird durch das Schütz G an das Netz RST angeschlossen. Auf seiner Welle sitzen der Frequenzwand- lerF und die Bremse/?, die von dem elektrohydraulischen Bremslüftgerät E betätigt wird. F erhält über die Dämpfungsmaschine D

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

Dipl.-Ing. Max Peucker in Berlin-Lichtenberg.

68G403

Spannung, die unter Zwischenschaltung der Schwungmasse /( von dem Antriebsmotor A angetrieben wird. An die Läufer klemmen des Periodenuimiormers P wird durch Schließen des Schützes O das Anlaß- und Regelnet?, UVW angeschlossen, an dem die Arbeits-. motoren M₁, M₂ usw. liegen. Durch das: Schütz N kann das Anlaßnetz UVW direkt an das Hauptnetz RST angeschlossen werden, to Die Steuerung der Anordnung erfolgt durch das Steuergerät Si.

Zur Inbetriebsetzung wird das Steuergerät St auf Stellung ι gestellt. Dadurch werden die Schütze G und H geschlossen und der Periodenumformer P, die Dämpfungsmaschine D und der Antriebsmotor ./4 an das Netz RST gelegt. Über D und F, die im Stillstand wie Transformatoren wirken, erhält der Bremslüfter E Spannung und Netzfrequenz, lüftet also die Bremse B. Mit zunehmender Drehzahl von P, bedingt durch das Lüften der Bremse B, wird nun die Sekundärfrequenz von F und damit auch die Frequenz an E sinken. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, laufen die Felder vo^;n A und D mit einander entgegengesetzter Richtung um, so· daß beim Hochlauf des Antriebsmotors A die Dämpfungsmaschine D übersynchron beschleunigt wird, wodurch in ihrem Sekundärteil die Frequenz allmählich auf die doppelte Netzfrequenz ansteigt. Zur Vermeidung eines allzu großen Einschaltstromstoßes und um den Hochlauf des zunächst durch das Sekundärnetz UVW noch unbelasteten PeriodenumformersP weicher zu gestalten, ist ein Widerstand W_ä im Läuferkreis vorgesehen. Für den vorliegenden Zweck kann man beim Hochlaufen des Periodenumformers auf die Mitwirkung des Dämpfungsmaschinensatzes 4.0 verzichten und den Periodenumformer als reinen Asynchronmotor anlaufen lassen.

Nach erfolgtem Anlauf von D erhält das Relais R₁ seine Anzugsspannung und schaltet über seinen Kontakt das Schütz O ein, wo· durch das Sekundärnetz UVW an die Klemmen des Periodenumformers P angeschlossen wird. Das ist aber zunächst noch ohne Wirkung, da das Einschaltschütz L für das Sekundärnetz UVW auf Stellung 1 noch nicht erregt und über seine Ruhekontakte der Läuferkreis von P kurzgeschlossen ist. Erst durch Wekerschalten des Steuergerätes St auf Stellung 2 wird Schütz L zum Anziehen gebracht, wodurch der LäuferkurzscHuß aufgehoben, der Widerstand W% kurzgeschlossen und gleichzeitig der Einschaltstromkreis für das Relais R₂ vorbereitet wird.

Das Sekundärnetz UVW liegt jetzt an den Klemmen des mit fast synchroner Drehzahl laufenden Periodenumformers, besitzt also nur ganz geringe=· Spannung und Frequenz. | Durch Weiterschalten des Steuergerätes auf Stellung 3 wird das Schütz// abgeschaltet und damit der Motor A stromlos. Gleichzeitig springt das Relais R₂ an. Die entgegen ihrem 6g ■-iärehfedddurchgezogeneDämpfungsmaschineD •..Mrd nun durch die Schwungmasse ίζ an einem "^schnellen Stillsetzen des Maschinensatzes AI\D gehindert. Je nach der Größe der Schwungmasse erfolgt daher ein mehr oder minder 7" verzögerter Auslauf, Das hierdurch veranlaßte langsame Absinken der Sekundärfrequenz von D und damit der Frequenzen in F und im Bremslüfter E belastet durch ein allmähliches Anziehen der Bremse mechanisch den Periodenumformer P. Dieser sinkt in seiner Drehzahl ab und mit ihm der auf der gleichen Welle sitzende Frequenzwandler F, dessen Sekundärfrequenz· "damit verhältnisgleich ansteigt. Damit erhält E wieder eine höhere Frequenz' und lüftet etwas die Bremse. Ein Gleichgewichtszustand stellt sich dann ein, wenn der Drehzahlabfall an der Dämpfungsmaschine D und dem Periodenumformer/-' ganz gleichmäßig erfolgt. Fällt z.B. im gleichen Zeitmaß die Frequenz sowohl in D ■wie in F vom doppelten Netzfrequenzwert auf den einfachen. Wert, so wird dieser Abfall in F durch dessen Drehzahlabfall bis. auf •einen solchen Anteil ausgeglichen, der die Bremse in dem notwendigen Maße zum Einsatz bringt. Mit Hilfe der Maschinenanordnung· A₇ D; F, E wird also der Periodenumformer P von seiner ungefähr synchronen Drehzahl allmählich bis zum Stillstand abgebremst und hierdurch die zum allmählichen und sanften Anlaufen notwendige Frequenzänderung im Sekundärnetz erzielt. Mit dem dadurch erreichten Absinken der Drehzahl von P steigt die in der Nähe des Synchronesmus sehr geringe Läuferfrequenz stetig bis auf die durch den Stillstand des Periodenumformers P bedingte Netzfrequcnz und beschleunigt dabei die AntriebsmotoienyWi, M., usw. ganz allmählich und gleichmäßig, wie !05 ■es beispielsweise bei Förderbändern in Bahnhofsverladeanlagen, die .hoch stehende Güter zu befördern haben, erforderlich ist. Sind die Arbeitsmotoren M₁ usw. auf volle Drehzahl gebracht, dann wird das Steuergerät auf no Stellung 4 weitergeschaltet und damit das Schütz ./V für einen direkten Anschluß desNetzes UVW über den Kontakt des bereits auf Stellung 3 geschlossenen Relais R₂ zum Anspringen gebracht. Der Anlauf Vorgang, der ng genau so gut ganz von Hand wie vollautomatisch gesteuert werden kann, ist damit beendet. Die verschiedenen Verriegelungen der aufeinanderfolgenden Schaltvorgänge verhindern, daß durch rasches Durchreißen des tac Steuergerätes St Fehlschaltungen hervorgerufen werden.

Mit der gleichen Anordnung lassen sich auch Regelvorgänge ausführen. So ist es z. B, bei stetigen Förderern auf Bahnhöfen notwendig, auf Stellung 3 des Steuergerätes St den Antriebsmotor A nicht ganz abzuschalten, sondern durch irgendwelche Schaltmaßnahmen in seiner Momentenbildung so weit zu begrenzen, daß seine Drehzahl z. B. nur um ι ο o/o abnimmt. Dann verringert sich auch

ίο die Drehzahl des Periodenumformers in der beschriebenen Weise um ioo/o, und seine Läuferfrequenz steigt im gleichen Maße auf ι ο o-'o der Netzfrequenz an, so daß die Antriebsmotoren M₁ usw. mit etwa ioo/o ihrer

ig synchronen Drehzahl laufen. Jede andere gewünschte Drehzahl kann in der gleichen Weise erzielt werden, indem man den Antriebsmotor A zu dem der gewünschten Drehzahl entsprechenden Schlupf zwingt. Dies kann durch einen Schlupf widerstand (in der Zeichnung dargestellt als Widerstand W₁, der von dem spaniutngsabhängigen Schütz / kurzgeschloissen wird), Ständervorschaltwiderstand, Polumschaltung usw. ■ erreicht werden.

Handelt es sich nicht um vorübergehende, sondern um längere Zeit dauernde Regelvorgänge, so kann man darauf verzichten, die Aufrechterhaltung der zur Einstellung einer bestimmten Enddrehzahl der Arbeitsmotoren entsprechenden Drehzahl des Periodenumformers P mittels des Dämpfungsmaschinensatzes zu erreichen. Man ordnet dann an der Welle von P eine Belastungsmaschine an, die z. B. Strom ins Netz zurückliefert und deren Bremsmoment so bemessen wird, daß an dem Periodenumformer P sich die gewünschte Schlupf drehzahl einstellt. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß die mechanische Bremse B nur für die kurze Benutzungsdauer beim Hochlauf der Arbeitsmotoren ausgelegt zu werden braucht. Weiterhin kann dabei die Belastungsmaschine zum Hochfahren des Periodenumformers benutzt werden.

Wird auch eine langsame und gleichmäßige Stillsetzung der Antriebsmotoren M_x usw. verlangt, so kann das genau so wie beim Anfahren bewirkt werden, indem nach Öffnung des Schalters N für direkten Netzanschluß der Periodenumformer in der beschriebenen Weise langsam hochgefahren wird, wodurch die Motoren M₁ usw. eine von der Netzfrequenz bis auf etwa Null sich stetig vermindernde Frequenz erhalten.

Es ist auch möglich, die Läuferspannung am Periodenumformer P höher als die Netzspannung zu wählen, um beispielsweise in der Anlaufperiode die Motoren in erwünschter Weise stärker zu sättigen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anlaß- und Regelsteuerung für mehrere Kurzschlußläufermotoren, die zum Antrieb von einen sanften Anlauf erfordernden Arbeitsmaschinen, . insbesondere stetigen Förderern, dienen, unter Verwendung eines als Periodenumformer arbei- 5s tenden Asynchronmotors, der zunächst unbelastet bis zur Synchrondrehzahl hochgefahren und dessen Drehzahl nach Zuschaltung der anzulassenden Motoren durch eine Bremseinrichtung allmählich bis auf Null herabgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung aus einer elektrohydraulisch gesteuerten Schleifbremse (E, B) besteht, deren Antriebsmotor (E) über eine auf der WeUe des Periodenumformers (P) sitzende Spannungs- und Frequenzwandlermaschine (F) von einem Dämpfungsmaschinensatz gespeist wird, der aus einem Antriebsmotor (A), einem Generator (D) und einer die Anlaufzeit der Kurzschlußläufermotoren (M₁ bis M₄) bestimmenden Schwungmasse (/C) besteht.

2. Anlaß- und Regelsteuerung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammen mit dem Periodenumformer (P) auf Synchrondrehzahl hochgefahrene Dämpfungsmaschinensatz (A, Ιζ, D) beispielsweise durch Abschalten des Antriebsmotors (A), durch Einschalten von Schlupf- widerständen (VV₁), durch Polumschaltung oder Änderung der Getriebeübersetzung um so viel Prozent in seiner Drehzahl herabgesetzt wird, wie die anzulassenden Kurzschlußmotoren hochlaufen sollen. S5

3. Anlaß- und Regelsteuerung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Periodenumformer (P) durch im Läuferkreis vorgesehene Anlaßwiderstände (W₂) bis zum Synchronismus hochgefahren wird, worauf die anzulassenden KurzschlußmO'toren unter gleichzeitiger Überbrückung der Anlaßwiderstände an den Läufer des Periodenumformers (P) angeschlossen werden.

4. Anlaß- und Regelsteucrung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei längere Zeit dauernden Regelvorgängen zur Entlastung der elektrohydraulisch gesteuerten Schleifbremse diese nur für das Abbremsen des Periodenumformers zum Hochfahren der Arbeitsmotoren verwendet und die hierbei erreichte niedrige Drehzahl des Periodenumformers durch eine mit ihm gekuppelte Belastungsmaschine aufrechterhalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen