DE1178933B

DE1178933B - Wear-free brake arrangement for the rotating masses of a motor pressure

Info

Publication number: DE1178933B
Application number: DES74588A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Guente Vogelsang
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-06-30
Filing date: 1961-06-30
Publication date: 1964-10-01
Also published as: CH391061A

Description

Verschleißfreie Bremsanordnung für die umlaufenden Mauen eines Motordrückers Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer verschleißfreien Bremsanordnung für die umlaufenden Massen eines Motordrückers mit einem gekuppelten elektrischen Brsmsgenerato@r, der im nichtgebremsten Zustand einer Gegenspannung entgegengeschaltet ist und leer läuft und zum Bremsen über mindestens ein angesteuertes elektrisches Ventil auf einen Belastungskreis arbeitet. Motordrücker bestehen gewöhnlich aus einem Drehstrommotar, der mit seiner Motorwelle eine Fliehkraftanordnung antreibt, die bei ausreichender Drehzahl ein federbelastetes Gestänge verschiebt. Dieses Schubgestänge kann beispielsweise auf Kupplungen oder mechanische Bremsen einwirken, wie sie vielfach in Hebezeugen verwendet werden. Bei diesen Hebezeugen maß bei Abschaltung oder Ausfall der Spannung des Antriebsmotors sofort die mechanische Bremse einfallen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Motor des Motordrückers, der als Bremslüfter arbeitet, von der gleichen Stromquelle wie der Antriebsmotor des Hebezeuges gespeist wird. Das Schubgestänge und die Fliehkraftanordnung werden von einer Feder in ihre Ruhelage zurückgebracht, wobei die Hebezeugbremse durch diese Feder betätigt wird. Dies ist vorwiegend für den Hubantrieb des Hebezeuges wichtig, um ein Durchsacken der Last zu vermeiden.Wear-free brake arrangement for the surrounding walls of an engine handle The invention is based on a wear-free brake arrangement for the rotating masses of an engine pusher with a coupled electrical Brsmsgenerato @ r, which is switched in the opposite direction to a counter voltage in the non-braked state and is empty runs and for braking via at least one controlled electric valve a load circle works. Motor pushers usually consist of a three-phase motor, which drives a centrifugal force arrangement with its motor shaft, which when sufficient Speed moves a spring-loaded linkage. This push rod can for example act on clutches or mechanical brakes, as often found in hoists be used. With these hoists, measurements were taken when the voltage was switched off or the voltage failed of the drive motor apply the mechanical brake immediately. This is achieved by that the motor of the motor pusher, which works as a brake fan, of the same Power source how the drive motor of the hoist is fed. The push rod and the centrifugal force arrangement are brought back to their rest position by a spring, the hoist brake being operated by this spring. This is primarily for the lifting drive of the hoist is important in order to prevent the load from sagging.

Um beim Abschalten oder bei Ausfall der Spannung ein schnelles Ansprechen der Bremse zu gewährleisten, wird der Motordrücker durch eine eigene Bremse in seiner Drehzahl vermindert. Das Abbremsen des Motordrückers geschah bisher durch eine mechanische Reibungsbremse, die im Motordrückergehäuse untergebracht war. Diese Reibungbremse ist aber ein Verschleißteil und maß gewartet werden. Die Erfindung schafft hier eine wesentliche Verbesserung der Betriebsbedingungen. Durch die Anordnung eines sehr einfachen Belastungskreises mit angesteuerten elektrischen Ventilen wird die bei mechanischen Bremsen vorhandene Abnutzung völlig vermieden und eine betriebssichere, wartungsfreie Arbeitsweise erzielt.To ensure a quick response when the unit is switched off or if the voltage fails To ensure the brake, the motor is depressed by its own brake in its Speed decreased. The braking of the motor pusher was previously done mechanically Friction brake, which was housed in the motor pusher housing. This friction brake but is a wear part and needs to be maintained. The invention creates here a significant improvement in operating conditions. By arranging a very simple load circuit with controlled electric valves is the Existing wear and tear of mechanical brakes is completely avoided and an operationally reliable, maintenance-free operation achieved.

Die Erfindung geht davon aus, daß ein mit den abzubremsenden Massen des Motordrückers mitumlaufender Generator so lange kein Bremsmoment ausübt, solange ein Stromfluß des Generators über den Belastungswiderstand unterbunden wird. Sie besteht darin, daß als Belastung ein ohmscher Widerstand im dauernd geschlossenen Belastungskreis vorgesehen ist, an dem im nichtgebremsten Zustand über mindestens ein elektrisches Ventil als Gegenspannung eine von der Speisespannung des die Massen antreibenden Motors abgeleitete Spannung liegt, und daß im gesamten Belastungskreis außer dem Belastungswiderstand nur nicht steuerbare Schaltungselemente angeordnet sind.The invention assumes that one with the masses to be braked of the motor pusher rotating generator as long as no braking torque is exerted as long as a current flow of the generator via the load resistor is prevented. she consists in the fact that the load is an ohmic resistance in the permanently closed Load circuit is provided on which in the non-braked state over at least an electric valve as a counter voltage to one of the supply voltage of the masses driving motor is derived voltage, and that in the entire load circuit in addition to the load resistor, only non-controllable circuit elements are arranged are.

Es ist bereits eine Schaltung zum Bremsen von Gleichstrommotoren durch Verstärken des Erregerfeldes mit selbsttätiger Feldschwächung bei überwiegen der Ankerspannung über eine Vergleichsspannung bekannt, bei der die Ankerspannung über eine aus einem Widerstand und einer Sperrzelle bestehende Reihenschaltung gegen eine vorzugsweise von einem ersten Potentiometer abgegriffene Vergleichsspannung und der Spannungsabfall am Widerstand über die Feldwicklung des Gleichstromimotors gegen die an einem weiteren Potentiometer eingestellte Erregerspannung geschaltet ist. Die Sperrzelle sperrt hierbei gegen die Vergleichsspannung. Diese Schaltung ist jedoch - abgesehen von ihrer ausschließlich beschriebenen Verwendbarkeit zur Feldänderung von Gleichstrommotoren - erheblich aufwendiger als die erfindungsgemäße Bremsanordnung und somit für dem Zusamraanbau mit einem Motordrücker ungeeignet. Weiterhin ist die bekannte Schaltung zum Bremsen von Gleichstrommotoren in deren Erregerkreis anzuordnen und zur Einschaltung in den Belastungskreis (Ankerstromkreis), der die gesamte kinetische Energie der umlaufenden Massen in Wärme umsetzt, nicht brauchbar.There is already a circuit for braking DC motors Strengthening of the excitation field with automatic field weakening in the majority of cases Armature voltage known via a comparison voltage at which the armature voltage is above a series circuit consisting of a resistor and a blocking cell against a reference voltage, preferably tapped off by a first potentiometer and the voltage drop across the resistor across the field winding of the DC motor switched against the excitation voltage set on another potentiometer is. The blocking cell blocks the comparison voltage. This circuit is however - apart from its exclusively described usability for Field change of DC motors - considerably more complex than the one according to the invention Brake arrangement and therefore unsuitable for assembly with a motor pusher. Furthermore, the known circuit for braking DC motors is in their To arrange the excitation circuit and to switch it on to the load circuit (armature circuit), which converts the entire kinetic energy of the rotating masses into heat, not useful.

Ebenfalls bekannt ist eine Senkbremsschaltung bei mit Drehstrom betriebenen Aufzugsanlagen. Bei dieser Schaltung maß; um überhaupt eine Bremswirkung zu erzielen, der Antriebsmotor beim Senken vom Drehstromnetz abgeschaltet und mit einem besonderen Gleichstromgenerator in Reihe geschaltet werden. Durch die hierfür erforderlichen Schaltmittel wird die Störanfälligkeit erhöht und die Betriebssicherheit herabgesetzt.Also known is a lowering brake circuit operated with three-phase current Elevator systems. With this circuit measured; in order to achieve a braking effect at all, the drive motor is switched off from the three-phase network when lowering and with a special DC generator can be connected in series. Through the necessary Switching means the susceptibility to failure is increased and the operational safety degraded.

Die neue verschleißfreie Bremsanordnung, die die Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeidet, wird an Hand eines schematischen Ausführungsbeispiels näher erläutert.The new wear-free brake arrangement that eliminates the disadvantages of the known Avoiding facilities is explained in more detail with the aid of a schematic exemplary embodiment explained.

In F i g. 1 ist die auf beliebige Weise angetriebene Masse Ma mechanisch mit einem Gleichstromgenerator G gekuppelt. Die Masse kann beispielsweise über einen Elektromotor angetrieben oder auch auf andere Weise in Drehung versetzt sein. Im Normalfall kann der Generator über einen Gleichrichter Gll durch einen an die Klemmen angeschlossenen, beispielsweise verstellbaren Widerstand R keinen Strom treiben, wenn eine Gegenspannung U von solcher Polarität und Größe an den Widerstand R angelegt ist, daß der Gleichrichter G11 sperrt. Wenn nun die Abbremsung der Masse durch Wirksamwerden des Bremsgenerators G erfolgen soll, dann wird die Gegenspannung U zum Verschwinden gebracht, so daß der Generator über den Gleichrichter Gll in Durchlaßrichtung und den Widerstand R einen Stromfluß treibt. Der Generator sei hierbei als Nebenschlußgenerator angenommen, wobei seine Erregerwicklung weggelassen ist. Ein solcher Generator würde bei entsprechender Bemessung des Widerstandes R beispielsweise eine drehzahlabhängige Momentenkennlinie 2 in F i g. 2 haben, d. h., bei Fortfall der Gegenspannung U würde bei der Nenndrehzahl der Masse Ma und damit auch des Generators G ein hohes bremsendes Moment auftreten, das die Masse schnell auf eine wesentlich geringere Drehzahl abbremsen würde. Die vollkommene Stillsetzung könnte dann durch eine gering dimensionierte Feststellbremse vorgenommen werden, wenn dies im Einzelfall erforderlich ist.In Fig. 1, the mass Ma , which is driven in any way, is mechanically coupled to a direct current generator G. The mass can, for example, be driven by an electric motor or it can also be set in rotation in some other way. Normally, the generator cannot drive any current via a rectifier Gll through a resistor R connected to the terminals, for example an adjustable resistor, if a counter voltage U of such polarity and magnitude is applied to the resistor R that the rectifier G11 blocks. If the mass is now to be decelerated by the braking generator G coming into effect, the counter voltage U is made to disappear, so that the generator drives a current flow via the rectifier Gll in the forward direction and the resistor R. The generator is assumed to be a bypass generator, with its excitation winding omitted. With an appropriate dimensioning of the resistance R, such a generator would, for example, have a speed-dependent torque characteristic curve 2 in FIG. 2, ie if the counter voltage U ceased to exist, a high braking torque would occur at the nominal speed of the mass Ma and thus also of the generator G, which would quickly decelerate the mass to a significantly lower speed. The complete stop could then be made by a small-sized parking brake, if this is necessary in individual cases.

Bei Verwendung einer Anordnung nach der Erfindung für einen Motordrücker ist eine völlige Stillsetzung meist nicht erforderlich, da das Schubgestänge durch die Feder schon bei der Hälfte bis einem Drittel der Nenndrehzahl so weit zurückgeschoben wird, daß die Bremse des Hebezeuges schon mit voller Kraftwirksam ist.When using an arrangement according to the invention for a motor pusher a complete shutdown is usually not necessary because the push rod through the spring is pushed back that far at half to a third of the nominal speed becomes that the brake of the hoist is already effective with full force.

Damit aber der Generator über die Spannungsquelle zur Erzeugung der Gegenspannung keinen unerwünschten Stromfluß treiben kann, wenn dies auf Grund des Aufbaues der Spannungsquelle möglich sein sollte, wird zwischen der Gegenspannungsquelle und dem Belastungswiderstand R ein dem ersten Gleichrichter Gll in seiner Durchlaßrichtung entgegengesetzter zweiter Gleichrichter G12 vorgesehen.But so that the generator uses the voltage source to generate the Counter voltage cannot drive an undesired flow of current if this is due to the It should be possible to build up the voltage source between the counter voltage source and the load resistor R in the first rectifier Gll in its forward direction opposite second rectifier G12 provided.

In F i g. 3 ist der Gegenstand der Erfindung für einen Motordrücker schematisch dargestellt, wobei die Gegenspannung für den Bremsgenerator von der Speisespannung für den Antriebsmotor der Massen abgeleitet ist. Die Massen Ma umfassen dabei außer dem Motoranker noch die Fliehkraftanordnung. Über einen Schalter Sch wird der Motor Mo des Motordrückers an Spannung gelegt, dessen Massen, wie bereits erwähnt, schematisch durch die Scheibe Ma angedeutet sind. Mit der Motorachse ist ferner noch der Bremsgenerator G in Form eines Dreiphasensynchrongenerators verbunden, der entweder selbsterregt oder in Weiterbildung der Erfindung durch Permanentmagnete erregt ist. Beide Erregungsarten sind gleich gut brauchbar, da in jedem Fall eine Unabhängigkeit der Erregung von der Spannung des Speisenetzes besteht. Die Generatorwicklung ist an eine Gleichrichteranordnung in DrehstrombrückenschaltungG111 angeschlossen, die mit einem Belastungswiderstand R verbunden ist. Der Belastungswiderstand R ist andererseits mit einer zweiten Gleichrichteranordnung in Drehstrombrückenschaltung G122 so verbunden, daß die Durchlaßrichtungen beider Gleichrichteranordnungen einander entgegengesetzt gerichtet sind. Der Gleichrichter Gl22 ist mit den Zuleitungen zur Motorwicklung entweder unmittelbar oder gegebenenfalls auch über Wandler oder Umformer verbunden.In Fig. 3 the subject matter of the invention for a motor pusher is shown schematically, the counter voltage for the brake generator being derived from the supply voltage for the drive motor of the masses. In addition to the motor armature, the masses Ma also include the centrifugal force arrangement. The motor Mo of the motor trigger is connected to voltage via a switch Sch, the masses of which, as already mentioned, are indicated schematically by the disk Ma. The brake generator G in the form of a three-phase synchronous generator, which is either self-excited or, in a further development of the invention, is excited by permanent magnets, is also connected to the motor axle. Both types of excitation can be used equally well, since in each case the excitation is independent of the voltage of the supply network. The generator winding is connected to a rectifier arrangement in a three-phase bridge circuit G111, which is connected to a load resistor R. On the other hand, the load resistor R is connected to a second rectifier arrangement in the three-phase bridge circuit G122 in such a way that the forward directions of the two rectifier arrangements are directed opposite one another. The rectifier Gl22 is connected to the supply lines to the motor winding either directly or, if necessary, also via a converter or converter.

Die Charakteristik des Synchrongenerators G bei Erregung durch Permanentmagnete ist in F i g. 2 mit 1, 1 a bzw. 1 b bezeichnet, je nachdem, welchen Wert der Belastungswiderstand R hat. Bei Kurzschluß des Generators gilt beispielsweise die Kurve 1, während bei einem endlichen Wert des Widerstandes R entweder die Kurve 1 a oder für einen größeren Widerstandswert die Kurve 1 b gilt. Zwischen den einzelnen Kurven liegt selbstverständlich in Abhängigkeit von den Zwischengrößen des verstellbaren Widerstandes R eine Vielzahl von weiteren Momentenkennlinien des Bremsgenerators. Der Widerstand R wird zweckmäßig so eingestellt, daß der Generator im Falle des Spannungsloswerdens des Gleichrichters Gl22 bei der Nenndrehzahl n" sein maximales Moment M,"", im bremsenden Sinne abgibt, d. h., die Scheitelkurve der Momentkennlinie sollte möglichst in der Nähe der Nenndrehzahl liegen. Die Bremsung des Motors Mo mit seiner Masse Ma setzt dann sofort ein, wenn der Schalter Sch geöffnet ist oder die Spannung aus anderen Gründen bei geschlossenem Schalter Sch wegfällt, so daß, wenn der Antrieb des Hebezeuges stromlos wird, die nicht gezeigte mechanische Bremse für das ebenfalls nicht dargestellte Hebezeug sofort wirksam wird. Dies geschieht, wie bereits oben erwähnt, dadurch, daß die Gegenspannung zur Generatorspannung wegfällt und somit der Bremswiderstand R wirksam wird, d. h. ein Stromfluß vom Generator G über den Widerstand R möglich ist. Dadurch wird die Fliehkraftanordnung abgebremst, und die Feder im Motordrücker bringt über das Schubgestänge die mechanische Bremse zur Wirkung. Als Bremsgenerator eignet sich für solche Motordrücker ganz besonders ein Synchrongenerator mit Pennanentmagnetläufer, da ein solcher Bremsgenerator besonders robust und wartungsfrei ist und auch leicht im Motordrückergehäuse untergebracht werden kann.The characteristic of the synchronous generator G when excited by permanent magnets is shown in FIG. 2 denoted by 1, 1 a or 1 b, depending on the value of the load resistance R. If the generator is short-circuited, curve 1 applies, for example, while if the resistance R has a finite value, either curve 1 a or, for a larger resistance value, curve 1 b applies. Of course, there is a large number of further torque characteristics of the brake generator between the individual curves, depending on the intermediate values of the adjustable resistor R. The resistor R is expediently set so that the generator outputs its maximum torque M, "", in the braking sense in the event of the rectifier Gl22 becoming de-energized at the nominal speed n " , i.e. the peak curve of the torque characteristic should be as close as possible to the nominal speed The braking of the motor Mo with its mass Ma starts immediately when the switch Sch is open or the voltage is removed for other reasons when the switch Sch is closed, so that when the drive of the hoist is de-energized, the mechanical brake (not shown) for This happens, as already mentioned above, in that the counter voltage to the generator voltage disappears and thus the braking resistor R becomes effective, ie a current flow from the generator G via the resistor R is possible braked, and the spring in the motor pusher brings the mechanical brake to the Wi via the push rod remediation. A synchronous generator with a magnetic rotor is particularly suitable as a brake generator for such motor pusher, since such a brake generator is particularly robust and maintenance-free and can also be easily accommodated in the motor pusher housing.

Claims

Claims: 1. Wear-free brake assembly for the rotating Masses of an engine pusher with a coupled electrical brake generator, the in the non-braked state, a counter voltage is switched in the opposite direction and runs idle and for braking via at least one uncontrolled electrical valve on one Load circuit works, characterized in that an ohmic load is used Resistance is provided in the permanently closed load circuit, on the one in the non-braked State of at least one electrical valve as a counter voltage to one of the supply voltage the voltage derived from the motor driving the masses; and that in the entire load circuit, except for the load resistance, only non-controllable ones Circuit elements are arranged.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the brake generator is a synchronous generator with permanent magnet rotor. Into consideration printed publications: German Patent Specifications No. 767 686, 881688, 107 432; German Auslegeschriften Nos. 1027 774, 1104 991; ATM-J 162-6, July issue 1950, p. 4510, Part 2,