DE1059643B - Bremseinrichtung fuer Hebezeuge, die durch einen Drehstrommotor angetrieben werden, der von einem Netz normaler Frequenz auf ein Netz niederer Frequenz umschaltbar ist - Google Patents

Description

• Bremseinrichtung für Hebezeuge, die durch einen Drehstrommotor angetrieben werden der von einem Netz normaler Frequenz auf ein Netz niederer Frequenz umschaltbar ist Als elektrische Antriebe für Hebezeuge werden häufig Drehstrommotoren verwendet, bei denen zum Vorbereiten der mechanischen Bremsung die Drehzahl von ihrem normalen Wert (Hauptgeschwindigkeit) auf einen sehr kleinen Wert (Hilfsgeschwindigkeit) herabgesetzt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Antriebsmotor vom Netz normaler Frequenz auf ein Hilfsnetz mit sehr kleiner Frequenz umgeschaltet wird. Weiter sind Drehstromantriebe für Hebezeuge bekannt, bei denen je nach Größe der Last - eventuell in Abhängigkeit von einem von Hand bewegten Schalter - zwei verschiedene Arten des Senkbremsbetriebes vorgesehen werden, und zwar einmal das sogenannte Senkbremsen, bei dem der Rotor des Antriebsmotors durch eine einhängende Last entgegen dem Drehfeld des Stators durchgezogen wird, und zum anderen der sogenannte Senkkraftantrieb, bei dem die einhängende Last durch den Motor in der Senkrichtung bewegt wird. In diesem Fall läuft also der Antriebsmotor mit gegenüber dem Hebebetrieb umgekehrtem Drehfeld. Ferner sind Drebstromantriebsmotoren für Fahrwerke, wie z. B.
• Abraumförderbrücken oder Verladebrücken, vorgeschlagen worden, bei denen zur selbsttätigen Anpassung der Geschwindigkeit an die äußeren Einflüsse, wie z. B. Winddruck und Gefälle, eine intennittierende Gegenstrombremsung verwendet wird. Bei anderen Drehstromantrieben wird auf eine elektrische Bremsung verzichtet und lediglich der mechanische Bremsvorgang in Abhängigkeit von elektrisch erfaßten Werten gebracht. So ist es bekannt, die Sicherheitsbremse von Fördermaschinenantrieben in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer Soll-und einer Istgeschwindigkeit einzulegen.
• Der rein mechanische Bremsvorgang hat den Nachteil, daß bei ihm der Antrieb und damit die von diesem bewegte Masse voll abgebremst werden muß, d. h., die Bremse muß die gesamte kinetische Energie, die in dem System Antriebsmotor-Hebezeug vorhanden ist, übernehmen. Das bedingt eine starke Abnutzung der Bremsvorrichtung. Bei der gemischten mechanischen und elektrischen Bremsung besteht jedoch noch der Nachteil, daß der Zeitpunkt des Bremseinsatzes, die Größe der Bremszeit und der Bremsweg von der Größe und Richtung der jeweiligen Last unabhängig ist. Dadurch können Zeitverluste verursacht werden, die in vielen Fällen als nachteilig empfunden werden.
• Die neue Bremseinrichtung für Hebezeuge, die durch einenDrehstrommotor angetrieben werden, der von einem Netz normaler Frequenz (Hauptgeschwindigkeit) auf ein Netz niederer Frequenz (Hilfsgeschwindigkeit) umschaltbar ist, vermeidet diese Nachteile erfindungsgemäß dadurch, daß der durch Umschalten des Antriebsmotors vom Netz normaler Frequenz auf das Netz niederer Frequenz hervorgerufene elektrische Bremsvorgang (Bremswirkung, Bremszeit) in selbsttätige Abhängigkeit von einer durch die jeweiligen Betriebsbedingungen bestimmten Größe (Betrag und Richtung der Last, Stromaufnahme, Geschwindigkeit od. dgl.) gebracht ist.
• Dies kann beispielsweise so geschehen, daß der die Einleitung des Bremsvorganges bewirkende Schaltvorgang in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe steuerbar ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Stärke der Bremswirkung in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe steuerbar ist.
• Diese Maßnahmen lassen sich auch in Verbindung miteinander anwenden.
• Bei Drehstromantrieben, namentlich für Fördermaschinen, bei denen eine Drehzahlherabsetzung durch Umschalten des Antriebsmotors auf eine Niederfrequenzspannung bewirkt wird, kann man nach dem Vorschlag der Erfindung die Niederfrequenzspannung über eine Verstärkungseinrichtung in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe ändern.
• Beispielsweise kann man eine von der beeinflussenden Größe gesteuerte Verstärkungseinrichtung vor den Eingang des in an sich bekannter Weise die Niederfrequenzspannung liefernden Frequenzwandlers schalten. Als solcher wird vorzugsweise ein asynchroner Einankerumformer verwendet. Als Verstärkungseinrichtung kann man hierbei eine mit Gleichstrom vormagnetisierte, insbesondere dreiphasige Drossel (Magnetverstärker) vorsehen. Statt dessen lassen sich aber auch Verstärkungseinrichtungen anderer Art, z. B. Verstärkermaschinen. Strommotore od. dgl. anwenden.
• Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung des Bremsvorganges eines Drehstromantriebes in Abhängigkeit von einer bestimmten Größe ist dadurch gegeben, daß die Beeinflussung des Bremsvorganges durch Verstellen der Bürstenbrücke des Frequenzwandlers erfolgt.
• Die Stärke der Bremswirkung eines elektrischen Antriebes läßt nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung auch in Abhängigkeit von der Differenz zweier dem Istwert und dem Sollwert der Geschwindigkeit entsprechender Gleichspannungen regelbar machen. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Anordnung so zu treffen, daß während des Bremsvorganges die Energiequelle zusätzlich durch eine die Regelfehler integrierende Einrichtung, z. B. einen Gleichstrommeßmotor. der seinerseits ein Potentiometer, einen Drehtrafo od. dgl. verstellt, so beeinflußt wird, daß die Regelabweichung ausgeglichen wird.
• Um die Stärke der Bremswirkung in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe (Betrag und Richtung der Last. Stromaufnahme, Geschwindigkeit od. dgl.) zu steuern, empfiehlt es sich auch, eine Einrichtung zum Dessen des Betrages der beeinflussenden Größe vor Beginn des Bremsvorganges vorzusehen und den Meßwert jeweils bis zum Zeitpunkt seiner Verwendung zu speichen. Die Speicherung des Meßwertes kann beispielsweise in einem oder mehreren Kondensatoren geschehen.
• Als Meßeinrichtung kann man ein Gleich- oder Wechselstrommeßwerk mit Fallbügeleinrichtung verwenden, das den beispielsweise von der Größe der Last abhängigen Strom des Antriebsmotors mißt und das vor Beginn des Bremsvorganges kurzzeitig eingeschaltet wird und direkt oder indirekt ein oder mehrere Potentiometer verstellt. Die Polarität der abgegriffenen Spannungen kann erforderlichenfalls, beispielsweise bei einer Fördermaschine, durch am Fahrtregler oder im Schacht angeordnete Schalter oder (bei Drehstrommaschinen) durch wattmetrische Relais vorgewählt werden.
• Man kann als Meßeinrichtung auch einen Gleichstrommeßmotor verwenden, der den von der Größe der Last abhängigen Strom des Antriebsmotors mißt und für eine definierte Zeit, etwa von einigen Sekunden, vor Beginn des Bremsvorganges eingeschaltet wird und ein Potentiometer oder einen Drehtrafo verstellt, dessen abgegriffene Spannung der beeinflussenden Größe, insbesondere der Last, proportional ist.
• Den gespeicherten Meßwert kann man beispielsweise zur Steuerung des die Einleitung des Bremsvorganges bewirkenden Schaltvorganges nutzbar machen, beispielsweise indem man die ihn darstellende, in einem Kondensator gespeicherte Energiemenge zu einem vorgegebenen, von den jeweiligen Betriebsbedingungen unabhängigen Zeitpunkt sich über einen Widerstand und die Sperrspule eines Verzögerungsrelais entladen läßt, dessen Anzugsspule gleichzeitig mit dem Beginn der Entladung eingeschaltet wird. So läßt es sich erreichen, daß der die Einleitung des Bremsvorganges bewirkende Schalt- vorgang um ein bestimmtes, von den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängiges Zeitmaß verzögert wird.
• Man an kann den gespeicherten Meßwert auch unter Verwendung an sich bekannter Schaltmaßnahmen dazu benutzen, die Stärke der Bremswirkung zu steuern oder insbesondere den Sollwert der Geschwindigkeit während des Bremsvorganges festzulegen.
• Zur Veranschaulichung der Erfindung zeigt Fig. 1 das Schema einer Antriebsanordnung nach der Erfindung. Der AntriebsmotorM wird während der Hauptfahrt aus einem Drehstromnetz RST gespeist, und zwar über einen Hauptschalter HS, der als Umschalter ausgebildet ist. Wird er nach rechts umgelegt, so erfolgt die Speisung statt dessen über einen Frequenzwandler F W mit herabgesetzter Frequenz aus einem Hilfsnetz Ii' S' T'. Bei der Hauptfahrt wird durch eine Meßeinrichtung ME, die im Speisestromkreis des Antriebsmotors angeordnet ist, dessen Belastung gemessen. Der Meßwert wird in einer Speicheranordnung C zunächst festgehalten. Eine Kommandoeinrichtung K, bei einer Fördermaschine beispielsweise ein Schachtschalter oder ein Kontakt am Fahrtgeber, gibt zu einem vorgegebenen Zeitpunkt bzw. nach Erreichen eines vorgegebenen Fahrtweges ein Kommando an die Speichereinrichtung C. Dadurch setzt diese ein Zeitwerk Z, beispielsweise ein Verzögerungsrelais, in Lauf und veranlaßt so, daß der Hauptschalter HS nach einer von der Größe des Meßwertes abhängigen Verzögerungszeit nach rechts umgelegt wird. Ferner beeinflußt dieSpeichereinrichtung in einem der Größe des Meßwertes entsprechenden Maße eine dem Frequenzwandler F W vorgeschaltete Verstärkereinrichtung VST, so daß die Bremswirkung, die auf den Hauptmotor 11 ausgeübt wird, in ihrer Stärke von der Größe des während der Hauptfahrt gemessenen Meßwertes der Belastung abhängig ist.
• Fig. 2 zeigt das Schema eines weiteren Ausführungsbeispiels, das von dem zuerst erwähnten insofern abweicht, als hier die Stärke der Bremswirkung von der Differenz vom Istwert und einem Sollwert der Geschwindigkeit abhängig ist. Der während der Hauptfahrt gemessene und in der Speichereinrichtung C festgehaltene Meßwert der Belastung beeinflußt hier einen Geschwindigkeits-Sollwertgeber s c der Antriebsmotor selbst einen Geschwindigkeits-Istwertgeber 1 G. Der Differenzwert von Sollwert und Istwert, die beide in Form von Gleichspannungen auf eine Regeleinrichtung B gegeben werden, beeinflußt die Verstärkereinrichtung VST und damit die Stärke der Bremswirkung.
• Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruches Schutz beansprucht.

Claims (13)

1. PATENTAN5pR(CiiE: 1. Bremseinrichtung für Hebezeuge, die durch einen Drehstrommotor angetrieben werden, der von einem Netz normler Frequenz (Hauptgeschwindigkeit) auf ein Netz niederer Frequenz (Hilfsgeschwindigkeit) umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Umschalten des Antriebsmotors vom Netz normaler Frequenz auf das Netz niederer Frequenz hervorgerufene elektrische Bremsvorgang (Bremswirkung, Bremszeit) in selbsttätige Abhängigkeit von einer durch die jeweiligen Betriebsbedingungen bestimmten Größe (Betrag und Richtung der Last, Stromaufnahme, Geschwindigkeit od. dgl.) gebracht ist.
2. 2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des Bremsvorganges in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe steuerbar ist.
3. 3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Bremswirkung in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe steuerbar ist.
4. 4. Bremseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Bremswirkung in Abhängigkeit von der Differenz zweier dem Istwert und dem Sollwert der Geschwindigkeit entsprechender Gleichspannungen regelbar ist.
5. 5. Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bremsvorganges die Energiequelle zusätzlich durch eine die Regelfehler integrierende Einrichtung, z. B. einen Gleichstrommeßmotor, der ein Potentiometer, einen Drehtrafo od. dgl. verstellt, so beeinflußt wird, daß die Regelabweichung ausgeglichen wird.
6. 6. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Bremsen in an sich bekannter Weise den Antriebsmotor speisende Niederfrequenzspannung über eine Verstärkungseinrichtung beeinflußbar ist.
7. 7. Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der beeinflussenden Größe gesteuerte Verstärkungseinrichtung vor den Eingang des in an sich bekannter Weise die Niederfrequenzspannung liefernden Frequenzwandlers, vorzugsweise eines asynchronen Einankerumformers, geschaltet ist.
8. 8. Bremseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkungseinrichtung eine mit Gleichstrom vormagnetisierte, insbesondere dreiphasige Drossel (Magnetverstärker), erforderlichenfalls mit Glättungseinrichtung, vor gesehen ist.
9. 9. Bremseinrichtung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des Bremsvorganges durch Verstellen der Bürstenbrücke des Frequenzwandlers erfolgt.
10. 10. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des Bremsvorganges durch den Meßwert einer den Betrag der beeinflussenden Größe vor Beginn des Bremsvorganges messenden Einrichtung erfolgt, wobei der Meßwert jeweils bis zum Zeitpunkt seiner Verwendung gespeichert wird.
11. 11. Bremseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung des Meßwertes in einem oder mehreren Kondensatoren erfolgt.
12. 12. Bremseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung ein den von der Größe der Last abhängigen Strom des Antriebsmotors messendes Gleich- oder Wechsel strommeß werk mit Fallbügeleinrichtung dient, daß vor Beginn des Bremsvorganges kurzzeitig eingeschaltet wird und direkt oder indirekt ein oder mehrere Potentiometer verstellt.
13. 13. Bremseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung ein den von der Größe der Last abhängigen Strom des Antriebsmotors messender Gleichstrommeßmotor, der für eine definierte Zeit, etwa von einigen Sekunden, eingeschaltet wird, dient, und der ein Potentiometer oder einen Drehtrafo verstellt, dessen abgegriffene Spannung somit der beeinflussenden Größe, insbesondere der Last, proportional ist.

    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 277 652, 452 229, 572 122, 888 760; schweizerische Patentschrift Nr. 110 999.