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Gleichlaufregeleinrichtung für Mehrmotorenantriebe Bei elektrischen
Mehrrnoto@renantrieben für Arbeitsmaschinen mit durchlaufendem Arbeitsgut, insbesondere
also kontinuierlichen Walzenstraßen oder auch Papiermaschinen, wird die Aufrechterhaltung
der gewünschten Drehzahl. der einzelnen Arbeitsmotoren entweder durch Regelung ihres
Feldes oder durch Regelung der ihnen zugeführten Spannung herbeigeführt. Bei einer
Regelung des Feldes der Arbeitsmaschinen ist es erwünscht, daß die Motoren stets
mit möglichst geringer Feldschwächung arbeiten. Bei Herabsetzung der Feldstärke
sinkt das Drehmoment der Motoren und die Stromaufnahme der Motoren steigt, so daß
eine Überlastung eintreten kann. Entsprechendes gilt für Regelungsanordnungen, bei
denen die Spannung der Arbeitsmotoren durch Veränderung der Größe einer Zusatzspannung
geregelt wird. Die Leistung der Zusatzmaschinen ist meist mit Rücksicht auf die
Wirtschaftlichkeit des Antriebes gering. Man ist daher gezwungen, die Zusatzmaschinen
möglichst gut auszunutzen.
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Bei Antrieben, bei denen die Drehzahl des einzelnen Arbeitsmotors
durch Vergleich mit einer Leitdrehzahl geregelt wird, kann man den Regelbereich
bei den einzelnen Arbeitsmotoren dadurch verschieben, daß man die Leitdrehzahl ändert.
Die Leitdrehzahl hängt nun aber keineswegs eindeutig mit der Arbeitsgeschwindigkeit
der Maschine zusammen. Der Bedienungswärter, der eine neue Leitdrehzahl einstellt,
weiß also von vornherein nicht, ob er bei den Arbeitsmaschinen mit größtmöglichem
Feld und günstigstem Wirkungsgrad arbeitet. Als Folge hiervon zeigt sich im Betriebe,
daß der Bedienungswärter auf die Einstellung des. günstigsten Wirkungsgrades verzichtet
und die Walzenstraße oder die Papiermaschine mit zu stark geschwächtem Motorfeld
laufen läßt.
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Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt,
daß bei Über-oder Unterschreitung der Grenzen des günstigsten Arbeitsbereichs der
Regler eines der Motoren über zusätzliche Kontakte an den Reglern die Leitdrehzahl
oder Steuerspannung sämtlicher Motoren soweit geändert wird, bis der Regler wieder
in den Grenzen des gewünschten Bereichs arbeitet. Dem den Motorenantrieb überwachenden
Bedienungswärter wird die Kontrolle der Regler der Teilmotoren abgenommen, und es
wird durch Beeinflussung einer Betriebsgröße, welche die Drehzahl sämtlicher Arbeitsmotoren
in gleicher Weise bestimmt, der Antrieb derart geregelt, daß der Regler. mindestens
eines der Arbeitsmotoren innerhalb seines günstigsten Regelbereichs arbeitet. Es
wird bei richtiger Bemessung der Motoren und Regler genügen, die Regelung so arbeiten
zu lassen, daß mindestens einer der Arbeitsmotoren
wieder in den
günstigsten Regelbereich hineingelangt, doch kann die Regelung auch so vorgesehen
werden, daß sie erst zur Ruhe kommt, wenn mindestens zwei oder mehrere der Motoren
in dem günstigsten Regelbereich arbeiten. Die Erfindung kann dabei in gleicher Weise
für Antriebe verwendet werden, bei denen die Drehzahl durch Feldregelung eingestellt
wird, oder für Antriebe, bei denen durch Zusatzmaschinen im Ankerstromkreis der
Teilmotoren geregelt wird.
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Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung nach der Erfindung sei an Hand
eines Ausführungsbeispieles, dessen Schaltungsschema in der Zeichnung dargestellt
ist, näher erläutert.
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Die Drehzahlen der Arbeitsmotoren i, 2, 3 ünd 4 werden über Kegelradvorgelege
5 und Differentialgetriebe 6 mit der Drehzahl eines Leitmotors 7 verglichen. Die
Differeptialgetriebe 6 steuern über Kontakte 8 in der Figur nicht dargestellte Widerstände,
die im Erregerkreis der einzelnen Arbeitsmotoren liegen. Die Nebenschlußregler sind
außer mit den Regelkontakten 8 noch mit einem Kontaktring 12 und zwei Hilfskontakten
io und i i ausgerüstet- Durch ein besonderes Kontaktstück des mit dem Differentialgetriebe
gekuppelten Reglerhebels g wird je nach der Stellung dieses Hebels der Kontaktring
12 mit den Kontakten i o und i i vefbunden, oder der Stromkreis des Kontaktringes
i2 bleibt geöffnet. Die Hilfkontakte io und ii sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich
ist, verschieden lang. Der Kontakt io besteht aus einer kurzen Kontaktschiene, wird
demnach nur bei einer bestimmten Stellung des Reglerhebels g mit dem Kontaktring
i2 verbunden. Die den Hilfskontakt x i bildende Kontaktschiene ist dagegen wesentlich
länger und erstreckt sich daher auf einen größeren Bereich der Widerstandskontakte
B. Die Kontaktschiene i i ist dabei so angeordnet, daß die in ihrem Bereich liegenden
Widerstandskontakte 8 dem günstigsten Regelbereich des Nebenschlußreglers entsprechen,
d. h. also dem Bereich, bei dem die Feldschwächung des zugeordneten Motors möglichst
klein ist.
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Das Wesen der Erfindung besteht, wie noch näher zu erläutern sein
wird, darin, daß mindestens einer der Regler der Teilmotoren i bis 4 innerhälb des
Bereiches der Kontaktschiene ii gehalten wird, und daß Steuerungsmaßnahmen ausgelöst
werden, sobald der Regler aus diesem Bereich heraustritt.
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Durch die Kontakte io, ii und i2 werden je nach der Stellung des Reglerhebels
g Schütze 13 und 14 gesteuert, die im Stromkreis eines Hilfsmotors 16 liegen. Der
Motor 16 steuert einen Regler 17 im Stromkreis der Erregerwicklung 18 des'
Leitmotors Der Feldregler des Leitmotors 7 ist mit Endkontakten ig und 2o ausgerüstet,
die in den Endstellungen des Widerstandes die Erregerkreise der Schütze 13 und 14
unterbrechen. Die beiden Schütze 13 und 14 sind mit Ruhekontakten 131, 132
und 141 und mit Arbeitskontakten 133 und 134 ausgerüstet. Letztere werden im erregtem
Zustand der Schütze geschlossen,, während die Ruhekontakte geschlossen sind, wenn
der Erregerstromkreis der Schütze, unterbrochen ist.
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Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung ist folgende: Solange sich
der Reglerhebel 9-mindestens eines der Teilmotoren in der Stellung befindet, die
für den Motor i gezeichnet ist, ist der Erregerkreis des Schützes 13 unterbrochen
und der Erregerkreis des Schützes 14 geschlossen (gezeichnete Stellung der Schütze).
Der Motor 16 ist in dieser Stellung der beiden Schütze abgeschaltet, an der Drehzahl
des Leitmotors 7 wird nichts geändert. Der Zustand bleibt so lange erhalten, wie
sich der Reglerhebel g innerhalb des Regelbereiches befindet, der durch die Länge
der Kontaktschiene ii gegeben ist. Weicht die Stellung des Reglerhebels von diesem
Regelbereich ab, so wird die Verbindung zwischen den Kontakten i i und 12 unterbrochen,
mithin das Schütz 14 ausgeschaltet. Je nachdem der Reglerhebel g nach der einen
oder anderen Seite von dem günstigsten Regelbereich abweicht, wird entweder der
Stromkreis des -Kontaktes 12- unterbrochen, so daß beide Schütze 13 und 14 abfallen,
oder es wird die Verbindung zwischen den Kontakten io und 12 hergestellt und damit
der Stromkreis des Schützes 13 geschlossen. In beiden Fällen wird der Motor 16 in
der einen oder anderen Drehrichtung eingeschaltet. Durch den Regler 17 wird dann
die Drehzahl des Leitmotors 7 derart geändert, daß der Reglerhebel g wieder in den
Bereich der Kontaktschiene ii zurückkehrt. Die die Drehzahl sämtlicher Motoren bestimmende
Betriebsgröße, in diesem Falle die Leitdrehzahl, ist demnach selbsttätig derart
geändert worden, daß mindestens einer der Motoren bzw. dessen Regler sich in dem
günstigsten Arbeitsbereich befinden.
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Bei der Regeleinrichtung nach der Erfindung ist zu beachten, daß Drehzahlabweichungen
eines der Teilmotoren von dem Sollwert nach wie vor zunächst durch- den mit dem
Differential gekuppelten Regler ausgeglichen werden. Die nach diesem Regelvorgang
gemäß der Erfindung vorzunehmendeRegelmaßnahme kann etwa als Rückführung bezeichnet
werden. Die mit dem Differential in Verbindung stehenden Regler, welche entweder
im Feldkreis der einzelnen Teilmotoren oder im Feldkreis der diesen Teilmotoren
zugeordneten
Zusatzmaschinen liegen, gleichen, unabhängig davon,
in welcher Stellung sie sich jeweils befinden, jede Drehzahlabweichung zwischen
Leitdrehzahl und Teilmotordrehzahl aus. Erst nach diesem Regelvorgang tritt die
Zusatzregelung in Tätigkeit, und zwar stets dann, wenn bei dem vorstehend erwähnten
Regelvorgang einer der Regler der Einzelmotoren eine .bestimmte Endstellung erreicht
hat. Durch die Zusatzregeleinrichtung wird entweder die Leitdrehzahl geändert oder
in anderer- Weise das Drehzahlniveau verschoben, damit mindestens einer der den
Einzelmotoren zugeordneten Regler wieder seine günstigste Lage einnimmt und damit
auf diese Weise stets bei einer neuen Drehzahlabweichung der volle Regelbereich
-bei diesem Regler zur Verfügung steht. Diese f..'berlegungen gelten sowohl für
Feldregelung als auch für die Zusatzmaschinenregelung. Im letzteren Falle soll mindestens
eine der Zusatzmaschinen auf Nullspannung eingestellt sein, damit ihr voller Regelbereich
zum Ausgleich von Drehzahldifferenzen zur Verfügung steht. Die Zusatzmaschinen brauchen
dann nur für den Bereich ausgelegt zu werden, der bei Drehzahlschwankungen im Höchstfalle
auftritt. Würde man die Einrichtung nach der Erfindung nicht anwenden, so könnten
die Zusatzmaschinen unter Umständen so eingestellt sein, daß ein Teil ihres Regelbereichs
verlorengeht.
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Durch die Änderung der Leitdrehzahl zum Zwecke der Änderung des Reglerniveaus
der den Einzelmotoren zugeordneten Regler wird naturgemäß die Grunddrehzahl des
ganzen Antriebes geändert, während nur das relative Drehzahlverhältnis zwischen
den einzelnen Teilmotoren beibehalten wird. Dies kann bei bestimmten Arbeitsmaschinen
ohne weiteres in Kauf genommen werden, insbesondere dann, wenn mit relativ kleinen
Drehzahlschwankungen zu rechnen ist. Soll dagegen nicht nur das relative Drehzahlverhältnis,
sondern auch die absolute Größe der Vergleichsdrehzahl beibehalten werden, so wird
zweckmäßig noch eine weitere Zusatzregeleinrichtung vorgesehen, mit Hilfe deren
die d, -n Teilmotoren zugeführten-Spannungen der geänderten Leitdrehzahl angepaßt
werden. Diese zusätzliche Regeleinrichtung darf naturgemäß nicht auf die Feldregler
der einzelnen Motoren einwirken. Die Zusatzregelung muß sich vielmehr auf die Ankerspannung
der Teilmotoren erstrecken, was auch noch deswegen erforderlich ist, weil dieser
zusätzliche Regelvorgang für alle Motoren gleichmäßig erfolgen muß. Nur dann kann
das relative Drehzahlverhältnis der Motoren aufrechterhalten bleiben.