DE295269C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei Fördermaschinen mit Leonardschaltung und Schwungradumformer soll das Schwungrad die Leistungen aufnehmen oder abgeben, welche die mittlere Leistung der Fördermaschine über- oder unterschreiten. Sofern daher das Schwungrad genügend groß gewählt wird, und der Betrieb der Förderanlagen ohne längere Zwischenpausen regelmäßig periodisch ist, kann die Stromaufnahme des Umformers auf

ίο einen annähernd konstanten Wert geregelt werden. Das ist in Fig. ι angedeutet, in der die Ordinaten die jeweilige Leistung des Umformers, die Abszissen die Zeit darstellen, während die strichpunktierte Linie die tunliehst ganz gleichmäßige Beanspruchung des Netzes durch den Umformer anzeigt. Bisweilen erscheint es aber erwünscht, mit kleineren Schwungrädern auszukommen, die vor allem die maximalen, im Diagramme durch Spitzen ausgedrückten Leistungen hergeben sollen, und während der Dauer der Beschleunigung und größten Geschwindigkeit des Fördermotors (nachfolgend Beschleunigungsperiode genannt) die Zentrale in erhöhtem Maße zur Leistung heranzuziehen (Fig. 2). Dabei zeigt sich aber der folgende Übelstand: Man ist nämlich gezwungen, die Vorrichtung, welche die Stromaufnahme des Antriebsmotors für den Umformer auf einen konstanten Wert zu regeln hat, auf einen Betrag der Stromlieferung einzustellen, der den mittleren Strombedarf in dem Maße übersteigt, als das Schwungrad zu klein gewählt ist. Aus diesem Grunde wird jedesmal nach Beendigung eines Förderzuges der Umformer während kurzer Zeit, nämlich nach Wiederäufladung des Schwungrades, einen sehr geringen Strom, nämlich den Leerlaufstrom, aufnehmen. Hierdurch ergeben sich größere periodisch wiederkehrende Schwankungen in der Belastung des Netzes.

Das nachfolgend beschriebene neue Verfahren bezweckt nun, diese Schwankungen nach Möglichkeit' zu verringern. Das geschieht durch eine Beeinflussung der selbsttätigen Drehzahlregelung in dem Sinne, daß sie während der Beschleunigungsperiode des Fördermotors auf den erforderlichen höheren Grad, während der Verzögerungsperiode und Ruhepause dagegen auf einen geringeren Grad der Leistungsaufnahme eingestellt wird. Während daher bisher der Übergang zu der geringeren Stromaufnahme erst nach vollständigem Aufladen des Schwungrades erfolgte, und die' Stromaufnahme selbst bis auf den „Leerlaufstrom herabsank, soll die Einstellung auf geringere Leistung nach dem neuen Verfahren bereits bei Beginn der Verzögerung bewirkt werden. Dadurch ist es möglich, während der Verzögerungsperiode und der darauf folgenden Ruhepause dem Umformer eine zwar verringerte, aber immer noch erhebliche Energie zuzuführen.

Diese Verhältnisse mögen an Hand der Fig. 2 erläutert werden. Die mittlere Leistung der Fördermaschine bzw. des Netzes (strichpunktierte Linie) sei = 100 Prozent gesetzt,

die Dauer der Beschleunigungsperiode des Fördermotors sei gleich der Verzögerungsperiode und der Ruhepause, und diese beiden einander gleich. Wenn nun das Schwungrad so groß gewählt wurde, daß die Drehzahlregelung während der Beschleunigungsperiode auf 120 Prozent eingestellt werden muß, so würde nach dem neuen Verfahren während der Verzögerungsperiode und Ruhepause der

ίο Strombedarf auf 8o Prozent herabsinken (ausgezogene Linie). Nach dem bisherigen Verfahren dagegen würde die Stromaufnahme des Umformers während der Ruhepause nach Aufladen des Schwungrades auf beispielsweise 40 Prozent herabsinken (gestrichelte Linie). Während sich daher im ersteren Falle nur Schwankungen zwischen 120 und 80 Prozent ergeben (wie 3:2), ergeben sich im letzteren Schwankungen zwischen 120: 40 Prozent, d. h.

wie 3:1.

Eine Einrichtung zum Ausüben des gekennzeichneten Verfahrens ist in Fig. 3 dargestellt. Darin ist α der Antriebsmotor des Schwungradumformers, durch die Welle b verbunden mit dem Schwungrade c und der Anlaßdynamo d, die den Fördermotor e treibt. Als Antriebsmotor ist ein Drehstrommotor angenommen, der durch einen Schlupf widerstand/" mit Motorrelais g derartig geregelt wird, daß dieLeistungsaufnahme innerhalb des einen bzw. anderen Teiles der Förderperiode konstant bleibt. Das Motorrelais g wird gespeist durch einen Stromtransformator h, dessen Übersetzungsverhältnis in irgendeiner Weise, etwa durch einen Stufenschalter i einstellbar ist. Eine weitere Einstellung für die Leistungsaufnahme, die durch das Motorrelais g geregelt wird, erfolgt durch einen Parallelwiderstand k, der durch das zweipolige Schütz I betätigt wird. Die Einschaltung dieses Schützes erfolgt durch einen Schleppkontakt in, der beim Auslegen des Steuerhebels η nach vorwärts (O₁) oder rückwärts (o₂) geschlossen, bei der Rückbewegung des Steuerhebels (J)₁, φ₂) nach der Mittellage zu dagegen geöffnet wird. Das Kurvenstück q drückt nämlich die Schub-' stange r beim Auslegen des Hebels herab, und beim Zurücklegen des Hebels in die Nullage gleitet die Stange r unter Wirkung der Feder s wieder empor. Die Kontaktbrücke von m ist mit der Schubstange r aber nicht fest, sondern mittels der Reibkupplung t verbunden. Der Kontakt m wird daher schon beim Beginn des Auslegens des Hebels geschlossen und bleibt auch während des weiteren Auslegens und bei Stillstand des Hebels in seiner Schlußlage. Sobald dagegen der Hebel um ein geringes Maß nach der Mittellage zurückgezogen wird, wird sofort der Kontakt m geöffnet. Statt des Reibungsantriebes für den Kontakt m können natürlich auch andere Vorrichtungen verwendet werden, etwa ein Kippkontakt, der auf dem Hinwege des Steuerhebels geschlossen, auf dem Rückwege dagegen geöffnet wird, wobei aber dafür gesorgt werden muß, daß die Öffnung des Kontaktes nicht schon am Ende der Auslegung des Hebels, sondern erst bei beginnender Rückführung erfolgt.

Durch den Parallelwiderstand k zum Stromtransformator h wird ein Teil des Sekundärstromes von h abgeleitet, so daß nur der übrig bleibende Teil dem Motorrelais g zufließt. Bei ausgeschaltetem Parallelwiderstand k regelt daher die Einrichtung auf geringere Stromaufnahme, bei eingeschaltetem Parallelwiderstand auf größere Stromaufnahme des Umformers.

Da das Motorrelais g unter Umständen ziemlich große Abmessungen erfordert und infolgedessen einen nicht unerheblichen Energieverlust verursacht, so ist es erwünscht, diesen Energieverlust nicht noch weiter zu erhöhen durch den Energieverlust, den der Parallelwiderstand k verursacht. Bei der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung ist ein solcher zusatzlicher Energieverlust vermieden. Zu dem Zwecke ist der Stromtransformator in zwei Teile A₁ und h₂ zerlegt, von denen der letztere durch das Schütz I kurz geschlossen werden kann. Die Stromtransformatoren brauchen daher in jedem Falle nur die Energie herzugeben, die zum Speisen des Motorrelais g gerade erforderlich ist.

Die Fig. 4 enthält ferner noch eine Einrichtung, die unter Umständen erwünscht sein kann. Da nämlich beim Einfahren der Förderbühne in die Hängebank meist ein mehrfaches Manövrieren mittels des Steuerhebels η erforderlich ist, so wäre es unerwünscht, wenn hierhei die Einstellung des Motorrelais g wiederholt verändert würde. Deshalb ist hier die Kurve q so ausgebildet, daß sie in der Nähe der Nullage des Steuerhebels η keinen Einfluß auf die Bewegung des Kontaktes m ausübt, sondern daß diese Bewegung erst bei weiterer Auslage des Steuerhebels eingeleitet wird.

Das beschriebene Verfahren ist nicht nur bei Umformern verwendbar, deren Antriebsmotor ein Drehstrommotor ist, sondern ebensogut bei Umformern, die an ein Gleichstromnetz angeschlossen sind. Es ist dann nur erforderlich, daß das Relais durch Beeinflussung der Erregung während der Beschleunigungsperiode des Fördermotors auf einen höheren Strombetrag, während der Verzögerungsperiode auf einen niedrigeren reguliert wird. Die Änderung der Einstellung des Relais braucht nicht in der dargestellten Weise von der Bewegungsrichtung des Steuerhebels abhängig

gemacht zu werden, sie kann vielmehr auch auf rein elektrischem Wege erfolgen, etwa in folgender Weise: Es wird in den Stromkreis des Fördermotors ein Strom- oder Leistungsrelais angeschlossen, das bei Überschreiten der mittleren Stromaufnahme des Fördermotors den Parallelwiderstand k einschaltet und beim Unterschreiten wieder ausschaltet.

Im vorstehenden wurde die erfolgte Beschleunigung oder Verzögerung der Fördermaschine dadurch angezeigt, daß entweder der Bewegungssinn des Steuerhebels oder die Stromaufnahme des Fördermotors durch geeignete Vorrichtungen überwacht wurde. Es

*5 ist aber auch möglich, die Beschleunigung und Verzögerung des Fördermotors unmittelbar zu messen. Dieses kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man eine kleine rotierende Schwungmasse durch eine Feder mit der Fördermaschinenwelle verbindet und durch Messen der i Relativbewegung dieser Schwungmassen gegenüber der Fördermaschinenwelle die Beschleunigung oder Verzögerung feststellt und durch dieses Mittel die erforderliche Beeinflussung des Steuerrelais g vornimmt.

Die Beeinflussung des Motorrelais g, die in Fig. 3 und 4 auf elektrischem Wege bewirkt ist, kann auch auf mechanischem Wege erfolgen," indem die Belastung des Motorrelais durch eine Feder oder ein Zusatzgewicht vergrößert oder verkleinert wird, so daß die Gleichgewichtslage bei einer höheren oder niedrigeren Stromaufnahme erfolgt.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Regelung der Stromaufnahme von Schwungradumformern, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromaufnahme während der Beschleunigungsperiode des Fördermotors auf einen höheren, während der Verzögerungsperiode auf einen niedrigeren konstanten Wert eingestellt wird.

2. Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schlepp- oder Kippvorrichtung, ⁴^ die von dem Steuerhebel angetrieben wird und bei Auslegen des Steuerhebels im Sinne der Beschleunigung des Fördermotors die Drehzahlregelung auf größere, bei Zurücklegen des Steuerhebels auf kleinere Leistungsaufnahme regelt.

3. Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein weiteres Strom- oder Leistungsrelais, das bei Über-bzw. Unterschreiten der mittleren Leistungsaufnahme des Fördermotors das Steuerrelais für die Drehzahlregelung im erforderlichen Sinne beeinflußt.

4. Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Beschleunigungsmesser, der durch Feststellung der Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fördermotors die erforderliche Änderung in der Einstellung des Steuerrelais vornimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.