DE1123040B

DE1123040B - Electric motor consisting of two sub-motors for the drive of ship loading winches. like

Info

Publication number: DE1123040B
Application number: DES40255A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Haas; Robert Herold; Dipl-Ing Franz Petschel; Dipl-Ing Johann Woell
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-07-31
Filing date: 1954-07-31
Publication date: 1962-02-01

Description

Aus zwei Teilmotoren bestehender Elektromotor für den Antrieb von Schiff sladewinden od. dgl. Seit man dazu übergegangen ist, Schiffe mit Drehstrombordnetzen auszurüsten, bestand die Möglichkeit, die Vorzüge des robusten Elektromotors mit Käfigläufer auszunutzen. Besondere Schwierigkeiten ergaben sich aber bei der Verwendung dieser Käfigläufermotoren für den Antrieb von Ladewinden, da bei diesen sehr weitgehende Regelbedingungen bestehen, die mit Gleichstrommotoren gut erfüllt wurden. Diese Bedingungen bestehen beispielsweise darin: 1. Schnelles Heben und Senken des Leerhakens; 2. schnelles Heben und Senken häufig vorkommender leichter Lasten bis etwa 1 t; 3. langsames Heben und Senken seltener vorkommender Lasten bis zu 2,5 t; 4. langsames Heben und Senken selten vorkommender empfindlicher Lasten bis zu 3 t; 5. ganz langsames Anheben und Absetzen sämtlicher Lasten und ganz langsames Heben und Senken sehr empfindlicher und sehr selten vorkommender Lasten bis zu 3 t.Electric motor consisting of two sub-motors for driving Ship sladewinden or the like. Since it was switched over to ships with three-phase electrical systems to equip, there was the possibility of taking advantage of the robust electric motor To exploit squirrel cage. However, particular difficulties arose in its use these squirrel cage motors for the drive of loading winches, as these are very extensive There are control conditions that have been met well with DC motors. These Conditions are, for example: 1. Rapid raising and lowering of the empty hook; 2. Rapid lifting and lowering of frequently occurring light loads up to about 1 t; 3. Slow lifting and lowering of seldom occurring loads up to 2.5 t; 4. slow Lifting and lowering of seldom occurring sensitive loads up to 3 t; 5. very slow Lifting and lowering of all loads and very slow lifting and lowering sensitive and very seldom occurring loads up to 3 t.

Es wurden schon mehrere Vorschläge gemacht, um das Problem, den Gleichstromantrieb durch einen Drehstromantrieb gleichwertig zu ersetzen, zu lösen. So hat man einen Leonard-Umformer mit getrenntem Leonardkreis für jede Winde vorgesehen, wobei der Leonard-Umformer aus einem Gleichstromgenerator und einem Asynchron-Käfigläufermotor besteht. Der Aufwand für diesen Antrieb ist erheblich, außerdem ergeben sich durch die Energieumwandlung Verluste, ferner ist eine Überwachung der Kommutatoren erforderlich. Man hat auch schon polumschaltbare Schleifringmotoren verwendet, die unmittelbar aus dem Bordnetz gespeist werden. Schließlich hat man auch polumschaltbare Wechselstrommotoren mit Kurzschlußläufern vorgesehen, wobei der Kurzschlußläufer eine durch Gleichstrom gespeiste Wicklung hat, die auf eine der beiden Ständerwicklungen arbeitet.Several proposals have already been made to address the problem of direct current drive to replace it with a three-phase drive. That's how you have one Leonard converter provided with a separate Leonard circuit for each winch, with the Leonard converter consisting of a direct current generator and an asynchronous squirrel cage motor consists. The effort for this drive is considerable, also result from the energy conversion losses; furthermore, the commutators must be monitored. Pole-changing slip ring motors have also been used that directly are fed from the on-board network. Finally, pole-changing AC motors are also available provided with squirrel cage, the squirrel cage one by direct current has fed winding that works on one of the two stator windings.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, einen reinen Kurzschlußläufermotor mit vier verschiedenen Polzahlen als Antriebsmotor für Ladewinden zu verwenden. Es ist aber nicht bekannt, daß dieser Vorschlag praktische Anwendung gefunden hat. Das liegt vermutlich daran, daß dieser reine Kurzschlußläufermotor den genannten schweren Regelbedingungen nicht genügend entsprochen hat.A pure squirrel cage motor has also been proposed with four different numbers of poles to use as a drive motor for loading winches. However, it is not known that this proposal has found practical application. This is probably due to the fact that this pure squirrel cage motor is the aforementioned has not sufficiently complied with severe control conditions.

Die Erfindung geht von der neuen Erkenntnis aus, daß auch mit einem reinen Kurzschlußläufermotor die Regelbedingungen in optimaler Weise erfüllt werden können, wenn die Läufer der Motoren in bestimmter Weise ausgeführt werden, und daß in diesem Falle der Motor gegenüber der bekannten Ausführung vereinfacht werden kann. Die Erfindung bezieht sich demnach auf einen aus zwei Teilmotoren bestehenden Elektromotor mit Kurzschlußläufer in polumschaltbarer Ausführung für den Antrieb von Schiffsladewinden od. dgl. Erfindungsgemäß ist der Motor dreifach polumschaltbar mit einem Polzahlverhältnis 1: 2 : 8, wobei der Läufer der beiden Teilmotoren für abfallende Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien ausgelegt und der Läufer des polumschaltbaren Teilmotors als Doppelstabläufer und der Läufer des anderen Teilmotors als Widerstandsläufer ausgeführt ist.The invention is based on the new knowledge that with a pure squirrel cage motor, the control conditions are met in an optimal way can, if the rotors of the motors are carried out in a certain way, and that in this case the motor can be simplified compared to the known design can. The invention therefore relates to a motor consisting of two sub-motors Electric motor with squirrel-cage rotor in a pole-changing version for the drive of ship loading winches or the like. According to the invention, the motor is three-way pole-changing with a number of poles ratio 1: 2: 8, the rotor of the two sub-motors for falling torque-speed characteristics designed and the rotor of the pole-changing Part of the motor as a double rod rotor and the rotor of the other part of the motor as a resistance rotor is executed.

Die genannten Lehren für die Ausführung der Läufer sind an sich bekannt, jedoch haben sie für die Erfindung besondere Bedeutung, da diese Ausführung zum ersten Male ermöglicht, den Gleichstrommotor für den genannten Antrieb durch einen reinen Kurzschlußläufermotor in optimaler Weise zu ersetzen.The above teachings for the execution of the runner are known per se, however, they are of particular importance for the invention, since this version is used for first time allows the DC motor for the said drive by a to replace pure squirrel cage motor in an optimal way.

An Hand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung wird die Erfindung erläutert.The invention is explained with reference to FIGS. 1 and 2 of the drawing.

Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Doppelmotor im Längsschnitt und Fig.2 den Verlauf der Arbeitskennlinien des Doppelmotors.Fig. 1 shows, as an embodiment, a double motor in longitudinal section and FIG. 2 shows the course of the operating characteristics of the double engine.

In dem gemeinsamen Gehäuse 1 eines Ladewindendoppelmotors nach Fig.l sind die beiden Teilmotoren 2 und 20 eingebaut. Der Motor 2 hat als polumschaltbarer Motor zwei getrennte Ständerwicklungen 3 und 4 für die Polzahlen 4 und 8 und einen mit Doppelstabkäfig ausgeführten Läufer 5. Der andere Motor 20 ist 32polig und hat einen Widerstandsläufer 6. Die Läuferblechpakete sitzen auf einer gemeinsamen Welle 7.In the common housing 1 of a twin loading winch motor according to Fig.l, the two sub-motors 2 and 20 are installed. As a pole-changing motor, the motor 2 has two separate stator windings 3 and 4 for the number of poles 4 and 8 and a rotor 5 designed with a double bar cage. The other motor 20 is 32-pole and has a resistance rotor 6.

In dem Schaubild nach Fig. 2 sind als Abszissen auf der Momentenlinie die Lastgewichte am Haken und als Ordinaten auf der Geschwindigkeitslinie die Lastgeschwindigkeiten beim Heben und Senken aufgetragen. Die Kurven 8, 9 und 10 sind die Arbeitskennlinien des Doppelmotors für die Polzahlen 4, 8 und 32. Es ist ersichtlich, daß die Kennlinien bis zu etwa 3,5 t geradlinig verlaufen. Da sich infolge der erfindungsgemäßen Läuferausführung keine Drehmomentsättel bilden und die Kennlinien jeder Polzahl sowohl im Motor als auch im Generatorbetrieb nur je einen Schnittpunkt mit der jeweiligen Lastmomentlinie im Bereich kleiner Schlupfwerte aufweisen, ist vermieden, daß der Motor beim Hochschalten bzw. Herunterschalten, das in der Regel in der Reihenfolge 32-8-4polig bzw. 4-8-32polig vor sich geht, bei irgendeiner Drehzahl mit hohem Schlupf hängenbleibt.In the diagram according to FIG. 2, the load weights on the hook are plotted as abscissas on the moment line and the load speeds when lifting and lowering are plotted as ordinates on the speed line. The curves 8, 9 and 10 are the working characteristics of the double motor for the number of poles 4, 8 and 32. It can be seen that the characteristics are straight up to about 3.5 t. Since no torque saddles are formed as a result of the rotor design according to the invention and the characteristic curves of each number of poles both in the motor and in the generator mode each have only one intersection with the respective load torque line in the area of small slip values, it is avoided that the motor when upshifting or downshifting, which in the Usually takes place in the order 32-8-4pole or 4-8-32pole, gets stuck at any speed with high slip.

Beim Heben einer Last mit beispielsweise 2,5 t Gewicht wird zunächst mit der Kennlinie 10, die die 32polige Teilmaschine mit Widerstandsläufer erzeugt, gefahren. Nach kurzer Zeit wird auf die Kennlinie 9 übergegangen, d. h., der polumschaltbare Teilmotor wird eingeschaltet, und zwar mit der 8poligen Wicklung, wodurch der Lasthaken beschleunigt gehoben wird. Beim Heben leichterer Lasten bis etwa 1 t Gewicht wird von der Kennlinie 10 zur Kennlinie 9 und dann zur Kennlinie 8 übergegangen.When lifting a load with a weight of 2.5 t, for example, the characteristic curve 10 generated by the 32-pole submachine with resistance rotor is first used. After a short time there is a transition to the characteristic curve 9, that is, the pole-changing motor part is switched on with the 8-pole winding, whereby the load hook is lifted more quickly. When lifting lighter loads up to a weight of about 1 t, a transition is made from characteristic curve 10 to characteristic curve 9 and then to characteristic curve 8 .

Die gestrichelt gezeichneten Linien in Fig. 2 sind Arbeitskennlinien eines entsprechenden Gleichstrommotors für den Antrieb von Ladewinden. Es ist ersichtlich, daß die Arbeitskennlinien des Drehstromdoppelmotors gemäß der Erfindung nahezu den gesamten Arbeitsbereich des Gleichstrommotors überdecken, und zwar ist durch entsprechende Wahl der Polzahlen, z. B. 8, 4, 32, der Geschwindigkeitsbereich und durch die erfindungsgemäße Ausführung der Kurzschlußläufer der in Frage kommende Lastbereich durch nahezu geradlinig verlaufende, mit zunehmender Drehzahl abfallende Kennlinien erfaßt.The dashed lines in FIG. 2 are operating characteristics a corresponding DC motor for the drive of loading winches. It can be seen that the working characteristics of the three-phase double motor according to the invention almost the Cover the entire working area of the DC motor, and that is by corresponding Choice of number of poles, e.g. B. 8, 4, 32, the speed range and by the invention Execution of the squirrel cage the load range in question by almost straight running, falling with increasing speed detected characteristics.

Claims

P1.Tt:N T ANSPRLCti: Electric motor consisting of two sub-motors with squirrel-cage rotor in pole-changing design for driving ship loading winches Od. Like., characterized in that the motor is three-way pole-changing, wherein the rotors of the two sub-motors for decreasing torque-speed characteristics designed and the rotor of the pole-changing motor part as a double rod rotor and the rotor of the other sub-motor is designed as a resistance rotor.