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Elektrische Steuerung für Gleichstrommotoren für aussetzenden Betrieb
Beim Steuern von - Umkehrwalzenzugmotoren, die ständig angelassen. und stillgesetzt
werden, ist anzustreben, ,daß die gewünschte Drehzahl möglichst schnell erreicht
wird, @da hiervon die Höhe der Produktion wesentlich beeinflußt wird. Der Bedienungsmann
richtet sich bisher nach einem den Motorstrom anzeigenden Meßgerät. Hierzu gehört
viel Erfahrung, denn es ist auch zu berücksichtigen, ob die Beschleunigung im Leerlauf
oder bei belasteter Walze erfolgt. Gleichzeitig muß der Bedienungsmann auch die
Walzenstraße überwachen, so daß die Beobachtung der Meßgeräte erschwert ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Steuerung des Walzenzugmotors unter
Beachtung der Voraussetzungen für ein möglichst rasches Anlaufen oder Stillsetzen,des
Motors selbsttätig zu gestalten. Die Erfindung bezieht sieh auf eine elektrische
Steuerung für Gleichstrommotoren für diesen aussetzenden Betrieb, die im Ankerstromkreis
durch eine Steuerdynamo und außerdem im Feldstromkreis geregelt werden. Gemäß der
Erfindung wird für das Erreichen bestimmter Drehzahlstufen das Feld der Steuerdynamo
und das Feld des Motors sowohl beim Beschleunigen als auch beim Verzögern mittels
Spannungsrelais in Abhängigkeit von :der Spannung einer vom- Motor angetriebenen
Drehzahldynamo geregelt. Der Bedienungsmann hat dann die Steuerwalze lediglich auf
die gewünschte Drehzahlstufe zu stellen. Es wird also immer die nächstfolgende Erregerstufe
eingeschaltet, wenn die Drehzahl den Wert erreicht hat, der der bisher eingeschalteten
Erregerstufe entspricht. Wird der Steuerhebel zum Bremsen zurückgenommen, so erfolgt
das generato.rische Abbremsen ebenfalls
selbsttätig. Es wird immer
die nächste Erregerstufe abgeschaltet, wenn der Motor die entsprechende Drehzahl
erreicht hat. Das Abbremsen geht also gleichfalls so schnell wie möglich vor sich;
es wird immer mit dein höchsten Drehmoment abgebremst.
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Damit das Weiterschalten auch bei dem zulässigen Motorstrom vorgenommen
wird, ist zusätzlich noch ein Stromrelais vorgesehen. Es gestattet das Weiterschalten
erst, lvenn der Motorstrom auf einen bestimmten Betrag abgesunken ist. Hierdurch
wird zusätzlich eine erhöhte Sicherheit gegen Überlastung,des Motors erreicht. Relais,
die vom Strom des Motors abhängig sind und zur Überwachung von Steuervorgängen dienen,
sind an sich bekannt; da'her wird auf die letzterwähnte Maßnahme nur im Zusammenhang
mit den Merkmalen des Hauptanspruches Schutz ;begehrt.
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Die Anordnung wird vorzugsweise so getroffen, daß eine Feldschwächung
des Motors erst dann vorgenommen wird, wenn die Grunddrehzahl des Motors erreicht
ist. Ebenso wird umgekehrt bei der Verzögerung erst das Motorfeld verstärkt .und
dann bei vollem Motorfeld das Feld der Steuerdynamo geschwächt. Es ergibt sich auch
hier ein Abbremsen immer mit dem höchstmöglichen Drehmoment. Würden die Beschleunigung
und Verzögerung beim Steuern durch die Steuerdynamo bei geschwächtem Motorfeld vorgenommen
werden, so wäre ein verkleinertes Drehmoment die Folge.
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Spannungsabhängige Relais für ,die Steuerung von Gleichstrommotoren
sind bereits bekannt. Sie wurden bisher nur für die Beschleunigung benutzt und von
der Spannung des Motors- abhängig gemacht, der über vorgeschaltete Widerstände angelassen
wird. Das Wesen der Erfindung gegenüber der bisherigen Anordnung besteht darin,
daß auch im Bereich der Feldschwächung des Motors die selbsttätige Steuerung erfolgt,
und daß auch beim Abbremsen sowohl im Feldstromkreis des Motors als auch im Feldstromkreis
der Dynamo die Steuerung selbsttätig vor sich geht.
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Ferner ist es an sich bekannt, bei Gleichstrommotoren, die iin Ankerstromkreis
durch eine Steuerdynamo und außerdem im Fel.dstroinkreis geregelt werden, mittels
einer vom Motor angetriebenen Hilfsdynamo das Feld des TNIotors oder zier Steuerdynamo
so zu beeinflussen, daß bei Belastungsveränderungen die Drehzahl des Motors gleichbleibt.
Es handelt sich also nicht, wie beim Gegenstand der Erfindung, um die Verwendung
einer vom Motor angetriebenen Drehzahldynamo für das selbsttätige Beschleunigen
und @'erzögern. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. In dieser bedeutet
i ein letz für Hilfsspannungen, 2 das Steuergerät, 3 die Steuerdynamo, q. den Walzenzugmotor
und 5 die mit letzterem gekuppelte Drehzahldynamo. Mit 6 ist das Feld der Steuerdynanlo
3 und mit i i das Feld des Walzenzugmotors 4 bezeichnet.
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Wird die Steuerwalze 2 voll ausgelegt, so spricht, je nachdem nach
welcher Richtung die Steuerwalze geschaltet ist, das Schütz 2o oder 21 an. Das Feld
6 der Steuerdynamo 3 wird erregt, und die Dynamo entwickelt eine bestiininte Spannung.
Der Walzenzugmotor läuft an. Ist .die Spannung der Drehzahldynaino 5 so weit angestiegen,
daß sie zur Betätigung des Spannungsrelais 29 ausreicht, so spricht dieses Relais
an, aber erst dann, wenn der Strom -des :Motors auf einen bestimmten Wert abgefallen
ist. Umletzteres zu erreichen, ist ein Stromrelais 22 vorgesehen, das abfällt, wenn
der Motorstrom auf einen bestimmten Wert gefallen ist, und dann erst das Relais
29 an Spannung legt. Die Erregerspule des Relais 22 ist an einen im Motorstromkreis
liegenden Parallelwiderstand 23 angeschlossen. Das Relais 29 schaltet das Schütz
i9. Durch das Schütz i9 wird ein im Erregerstromkreis der Steuerdynamo 3 befindlicher
Widerstand 9 kurzgeschlossen. Die Steuerdynamo wird also höher erregt. Die Folge
davon ist, daß die Drehzahl des Walzenzugmotors .I und damit auch die Drehzahl der
Drehzahldynamo 5 steigt.
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Ist der Beschleunigungsstrom wieder auf eine bestimmte Größe gefallen
und hat die Drehzahldynamo 5 die Spannung für Lias Einschalten des nächsten Spannungsrelais
30 erreicht, so wird dieses geschaltet, und zwar wiederum erst dann., wenn der Motorstrom
so weit abgesunken ist, daß das Stromrelais 22 abfällt. Das Spannungsrelais
30 schaltet Glas Schütz 1R, tvodurch die Spannung der Steuerdynamo durch
Kurzschließen des zweiten im Erregerstromkreis der Steuerdynamo liegenden Widerstandes
8 weiter erhöht wird. Das Spiel wiederholt sich so lange, bis auch die Relais 31,
32 und 33 mit den zugehörigen Schützen 17, 16 und 15 geschaltet worden sind. Das
Spannungsrelais 31 mit dem Schütz 17 schaltet den letzten Widerstand iin Erregerstromkreis
der Steuerdynamo 3 kurz. Das Relais 32 bewirkt anschließend eine Schwächung des
Feldes des Walzenzugmotors durch Zuschaltung des Widerstandes 12. Das Anziehen des
Relais 33 hat eine weitere Schwächung des Feldes des Walzenzuginotors .4 durch Zuschalten
des Widerstandes 13 zur Folge.
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Die Relais 29 bis 33 halten sich selbst, wobei in det: Halteleitungen
Widerstände 2.4
bis 28 vorgeschaltet sind, die bewirken, daß sich
das Relais beider entsprechenden Spannung :der Drehzahldynamo gerade hält. Das Einschalten
von Widerständen in den Haltestromkreis von Relais ist an sich bekannt.
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Wird jetzt die Steuerwalze 2 zurückgenommen, so fällt zunächst das
Schütz 15 ab. Das Feld ,des Walzenzugmotors wird durch Kurzschließen des Widerstandes
15 verstärkt. Der Walzenzugmotor läuft langsamer. Die Spannung der Drehzahldynamo
5 wird kleiner. Das Relais 33 fällt ab. Hierdurch wird bewirkt, daß auch -das Schütz
16 abfällt. Das Feld des Walzenzugmotors wird dadurch weiter verstärkt. Der Walzenzugmotor
und damit auch die Drehzahldynamo 5 läuft noch langsamer, so daß auch das Relais
32 abfällt. Der Walizenzugmotor läuft jetzt mit vollem Feld. So wiederholt sich
das Abfallen der Relais und der Schütze, bis nach Abfallen :des Relais 29 die Widerstände
7, 8 und 9 wieder in -den Erregerstromkreis der Steuerdynamo 3 eingeschaltet sind,
also die Steuerdynamo vollständig entregt ist. Der Walzenzugmotor wird somit mit
höchstem Drehmoment abgebreirist.
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Damit das Abfallen :der Relais 29 bis 33 nur von den Vorschaltwi@derständen
24 bis 28 abhängig ist, ist ein Relais 34 vorgesehen, welches in der Nullstellung
des Steuergeräts 2 anzieht. Durch dieses Relais wird erreicht, daß bei hohem Bremsstrom
die Relais 29 bis 32 an die volle Drehzahldynamospannung gelegt werden. Erst wenn
der Strom abgeklungen ist, läßt das Stromrelais 22 die durch die Vorschaltwiderstände
24 bis 28 ermäßigte Spannung zur Wirkung gelangen. Die Relais 29 bis 33 fallen also
erst ab, wenn der Bremsstrom genügend weit abgeklungen ist.