DE969180C - Einrichtung zur Regelbremsung von Asynchronmotoren, insbesondere fuer Hub- und Fahrwerksantriebe - Google Patents

Description

Im Kranbetrieb und bei ähnlichen Antrieben wird zum Einfahren in die Endlagen u. dgl. eine stark herabgesetzte Drehzahl von z. B. io°/o der Normaldrehzahl verlangt, die möglichst lastunabhängig eingehalten werden soll. Bei einer bekannten Regelbremsschaltung wird dies dadurch erreicht, daß die Läuferspannung des Asynchronmotors zum Antrieb einer Ölpumpe dient, welche die federbelastete Reibungsbremse über einen Stellkolben mit zunehmender Läuferspannung lüftet. Das Widerstandsmoment, das sich aus der Summe des abgegebenen Nutzmomentes und des Bremsmomentes der Regelbremse ergibt, und damit die Motordrehzahl bleiben so angenähert konstant, d. h. unabhängig von der Größe des Nutzmomentes.

Es ist weiterhin eine Einrichtung zur Regelbremsung bekannt, bei welcher zur Betätigung einer Bremse von der Läuferspannung des Antriebsmotors beeinflußte, mit verhältnismäßig großer Masse behaftete elektromagnetische Stellglieder verwendet werden. Als elektromagnetische Stellglieder sind hier Elektromotoren und gewöhnliche Elektromagneten vorgesehen, welche auf eine normale Backenbremse einwirken, für deren Betätigung eine verhältnismäßig große Kraft erforderlich ist. Derartige Elektromagneten müssen also verhältnismäßig groß ausgeführt werden.

Die bekannten Einrichtungen zur Regelbremsung haben den Nachteil, daß die verwendeten Stellglieder eine \^erhältnismäßig große Masse besitzen und infolgedessen träge arbeiten, weshalb die genaue Einhaltung einer bestimmten Drehzahl bei schnell wechselnder Belastung des Antriebsmotors nicht möglich ist.

S09 505/67

Außerdem läßt sich mit ihnen die Regeldrehzahl

im Betrieb nicht verstellen, so daß also nur entweder mit der vollen Motordrehzahl oder mit einer, im voraus festgelegten Drehzahl von z. B. 10% der Normaldrehzahl gefahren werden kann.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie besteht im wesentlichen in der gleichzeitigen Verwendung eines an sich bekannten Reibungsdrehmomentverstärkers als Regelbremse und eines an sich bekannten, die Läuferspannung des Antriebsmotors messenden, verstärkungsfreien und massearmen elektromagnetischen Meßwerkes, z. B. eines Tauchspulenmeßwerkes, wobei der Reibungsdrehmomentverstärker für ein so hohes Verhältnis von Bremsmoment zum Steuermoment ausgelegt ist, daß das Meß werk selbst ihn betätigen kann, und wobei der Sollwert des Meßwerkes durch einen Einstellwiderstand od. dgl. zur betriebsmäßigen Einstellung der Drehzahl des Asynchronmotors veränderbar ist. In der Zeichnung zeigt

Abb. ι ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes für eine Drehrichtung und

Abb. 2 und 3 je ein solches für beide Drehrichtungen.

In Abb. ι a mit der Seitenansicht Abb. 1 b stellt 1 den Antriebsmotor mit der Antriebswelle 2 dar, mit der die Trommel 3 einer Reibungsbremse verbunden ist. 4 ist das Bremsband der Reibungsbremse. Das ablaufende Ende 5 des Bremsbandes 4 ist gehäusefest, während das auflaufende Ende 6 des Bremsbandes 4 über einen drehbar gelagerten Hebel 7 mit einem Spannungsmeßwerk 8 verbunden ist. Die Kraft der Tauchspulen 9 des Meßwerkes 8 wirkt der Kraft der Federn 10 entgegen. 11 ist der Regelanlasser des Asynchronmotors 1, an dem die Läuferspannung abgegriffen und über Gleichrichter 12 gleichgerichtet wird. Sie wird dann über einen Sollwerteinsteller 13 dem Spannungsmeßwerk 8 zugeführt.

Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Umschalten von Normalbetrieb mit der Asynchronmotordrehzahl — wo die Bremse 3 dadurch gelüftet ist, daß auf das Meßwerk 8 eine genügend große, feste Spannung, z. B. die den Asynchronmotor 1 speisende Netzspannung, gegeben wird — auf Regelbetrieb mit stark herabgesetzter Drehzahl wird der Läuferwiderstand 11 eingeschaltet und an das Meßwerk 8 die Läuferspannung gelegt. Das Meßwerk 8 ist nun so angelegt, daß beim Erreichen der Regelsolldrehzahl, die z. B. 10% der Normaldrehzahl des Asynchronmotors betragen kann, die Kraft des Meßwerkes 8 gerade gleich der Federkraft in der angezogenen Stellung des Bremsbandes 4 ist, so daß also das volle Bremsmoment auftritt. Wird jetzt der Asynchronmotor durch ein Nutzmoment belastet, so sinkt die Drehzahl noch mehr; durch die vergrößerte Schlupfspannung wird aber auch die Zugkraft des Meßwerkes vergrößert, so daß die Reibungsbremse lüftet und ihr Bremsmoment abßo nimmt.

Beim Regelbereich wird also die Drehzahl des Asynchronmotors unabhängig von seiner Belastung nahezu konstant gehalten, weil sich das Bremsmoment immer so einstellt, daß die Summe aus Nutzmoment und Bremsmoment angenähert konstant bleibt. Die Reibungsbremse ist dabei so ausgebildet, daß zu ihrer Betätigung eine relativ kleine Steuerleistung benötigt wird, die durch ein einfaches Zugkraftmeß werk aufgebracht werden kann. Das Meßwerk kann durch Einschalten eines Vor-Widerstandes 13 als Sollwerteinsteller auf einfache Weise zum betriebsmäßigen Einstellen beliebiger Regeldrehzahlen verwendet werden, was bei den bekannten Einrichtungen nicht möglich ist. Wird der Widerstand des Sollwerteinstellers 13 vergrößert, so ist ein größerer Schlupf des Asynchronmotors erforderlich, um das Meßwerk 8 auszusteuern, d. h. die Regeldrehzahl nimmt mit zunehmendem Widerstand des Sollwerteinstellers 13 ab und umgekehrt.

In der Anordnung nach Abb. 2 a ist das Bremsband 4 drehbar gelagert, während die Bremstrommel 3 feststeht. Die Lastwelle 2 des Asynchronmotors ι ist mit dem ablaufenden Ende 5 des drehbar gelagerten Bremsbandes 4 verbunden, während das auflaufende Ende 6 mit einer kleineren Reibtrommel 14 verbunden ist, die sich um eine Achse der feststehenden Reibtrommel 3 drehen kann. Das Steuermoment wird vom Meßwerk 8 mittels Kniehebelübersetzung (Abb. 2 b) auf die Bremstrommel 14 übertragen. 16 stellt hierbei die Bremsbacken dar, die an den drehbar gelagerten Hebeln 17 sitzen und durch die Stelzen 15 entgegen der Kraft der Federn 10 α und 10 & gelüftet werden können. 18 ist eine Dämpfungseinrichtung, bestehend aus einem Kolben, der sich in einem Zylinder mit einstellbarer Luftauslaßöffnung 19 bewegt.

Die Wirkungsweise ist ähnlich wie bei der Anordnung nach Abb. 1. Beim Betrieb mit normaler Drehzahl wird das Meßwerk 8 an eine feste Spannung gelegt, die das Lüften der Bremsvorsteuerung 14, 16 und damit der Reibungsbremse 3, 4 ermöglicht. Zweckmäßig nimmt man dazu die Spannung des Asynchronmotornetzes, so daß bei Ausfall des Drehstromnetzes I a die Bremse sofort anzieht. Zwischen Meßwerk 8 und Drehstromnetz ι α wird ein Gleichrichter 12 geschaltet. Beim Umschalten auf Regelbetrieb wird das Meßwerk 8 an die Läuferspannung des Asynchromotors gelegt und mittels des Sollwerteinstellers 13 die gewünschte Regeldrehzahl eingestellt. Durch die Kniehebelwirkung der übertragungseinrichtung 15, 17 wird erreicht, daß wenige Prozent Spannungsänderung am Meßwerk 8 genügen, um das Steuermoment an der Bremsscheibe 14 vom Wert Null bis zum vollen Wert und umgekehrt zu ändern, d. h. die Vorsteuereinrichtung 8,14, 15, 17 arbeitet praktisch astatisch, und die Regeldrehzahl wird unabhängig von der Größe des angegebenen Nutzmomentes konstant gehalten, während nach der Anordnung der Abb. 1 eine gewisse Lastabhängigkeit noch vorhanden ist. Ferner tritt durch die Kniehebelübersetzung eine Vorverstärkerwirkung auf.

Um ein sanftes Ansprechen der Bremse zu erreichen, wird das bewegliche Organ, z. B. Tauchspule 9, des Meßwerkes 8 mit einer Luftkolbendämpfungseinrichtung 18 versehen. Sie wirkt sich

dämpfend auf den ganzen Regelvorgang aus und verhindert ein ruckartiges Ansprechen der Bremse. Bei raschen Momentschwankungen kann zur Erhöhung der Regelgeschwindigkeit ein elastisches Glied, z. B. eine Feder, zwischen Tauchspule 9 und Dämpfungskolben 18 geschaltet werden.

Die Anordnung nach Abb. 2 a eignet sich auch für beide Drehrichtungen, wenn die Reibungsbremse nach Abb. 3 a und 3 b mit zwei gegensinnig wirkenden Bremsbändern ausgerüstet wird. Abb. 3 a stellt den Schnitt und Abb. 3 b eine Perspektive Ansicht einer derartigen Einrichtung dar. Um die Bremstrommel 3 sind zwei Bänder 4 a und 46 gelegt, deren ablaufende Enden 5 mit der Motorwelle 2 und deren auflaufende Enden 6 über den Steuerhebel 20 mit der Bremsscheibe 14 verbunden sind. Die Bremstrommel 3 ist wieder feststehend. Wird auf die Pjremsscheibe 14 ein Bremsmoment durch die Bremsbacken 16 ausgeübt, so legt sich, je nach der Drehrichtung der Motorwelle 2, das Bremsband 4 α l)zw. 4b an die Bremstrommel an und überträgt das Bremsmoment auf die Motorwelle, während das Bremsband 4 Z) bzw. 4 a gelüftet wird.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Einrichtung zur Regelbremsung von Asynchronmotoren, insbesondere für Hub- und Fahrwerksantriebe, mittels einer Reibungsbremse, die abhängig von derLäuferspannung des Asynchronmotors gesteuert wird, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Verwendung eines an sich bekannten Reibungsdrehmomentverstärkers (3, 4, 5, 6) als Regelbremse und eines an sich bekannten, die Läuferspannung messenden, verstärkungsfreien und massearmen elektromagnetischen Meßwerkes (8), z. B. Tauchspulenmeßwerkes, wobei der Reibungsdrehmomentverstärker für ein so hohes Verhältnis von Bremsmoment zum Steuermoment ausgelegt ist, daß das Meßwerk selbst ihn betätigen kann, und wobei der Sollwert des Meßwerkes durch einen Einstellwiderstand (13) od. dgl. zur betriebsmäßigen Einstellung der Drehzahl des Asynchronmotors (1) veränderbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibtrommel (3) der Bremse vom Asynchronmotor (1) angetrieben wird und das ablaufende Ende (5) des Bremsbandes (4) gehäusefest gelagert ist, während das drehbar gelagerte Auflaufende (6) des Bremsbandes mit dem Meßwerk (8) verbunden ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibtrommel (3) der Bremse fest steht, während das Bremsband (4) derselben drehbar gelagert ist, wobei das ablaufende Ende (5) des Bremsbandes vom Asynchronmotor angetrieben wird, während das auflaufende Ende (6) mit einer Bremsscheibe (14) verbunden ist, auf die das Meßwerk (8) ein Bremsmoment ausüben kann.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Kraft des Meßwerkes (8) auf die Bremsscheibe (14) mittels Kniehebel (15) erfolgt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk (8) direkt oder indirekt über eine Feder mit dem Dämpfungskolben (18) verbunden ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse zwei gegensinnig wirkende Bremsbänder (4 α und 4 b) aufweist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ablaufenden Enden der beiden Bremsbänder (4a und 4b) mit dem Asynchronmotor und die auflaufenden Enden (6) mit der Bremsscheibe (14) nach Anspruch 3 verbunden sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 158822, 662300; britische Patentschrift Nr. 403618; Elektrotechnische Zeitschrift, Ausgabe A, 1952,

   s. 585,586.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 809 505/67 4.58