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Mehrmotorenantrieb für Walzen
Bei Walzenstrassen oder ähnlichen Antrieben werden die einzelnen Walzenpaare in der Regel durch einen eigenen Antrieb angetrieben. Hiebeiistes, dem Arbeitsprogramm entsprechend, in der Regel wichtig, die Geschwindigkeitssteuerung der einzelnen Antriebe in der Weise durchzuführen, dass unabhängig von der Quetschung des Materials und der dadurch bedingten Längenänderung der Zug in dem Material praktisch konstant gehalten wird.
Für solche Zwecke sind Regeleinrichtungen bekannt, bei denen allen Motoren der gesamten Strasse ein bestimmter Sollwert als Leitwert, z. B. in Form einer Spannung, aufgegeben wird, die auf die einzelnen Regeleinrichtungen arbeitet. Die einzelnen Motoren sind beispielsweise mit Tachometer-Dynamos verbunden, die die Spannung auf den Regler geben, so dass die Regelung in der Weise beeinflusst wird, dass Soll-und Istspannung auf gleichen Werten bleiben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Anordnung dahin auszubauen, dass der Zug auch bei weitgehenden Änderungen der Leitspannung (Sollspannung) und bei weitgehenden Änderungen der-Drehzahl praktisch konstant bleibt. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Regeleinrichtungen der Einzelmotoren, die in Abhängigkeit von einem Soll- und einem Istwert arbeiten, noch zusätzlich im Sinne einer Konstanthaltung des Drehmomentes beeinflusst werden, wobei die Drehmomente der Einzelmotoren dauernd als elektrische Grössen abgebildet und als zusätzliche Einflussgrössen dem Regelkreis zugeführt werden.
Hiebei wird zweckmässig die für die se1bsttätigeBeeinflussung dieser eingeführten Fremdspannung bestimmte Regeleinrichtung derart ausgebildet, dass sie erst nach Überschreitung bestimmter Schwellenwerte eine Ausregelung herbeiführt.
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch eine Steuerung für zwei Motoren dargestellt, von denen jeder ein Walzenpaar einer Tandemstrasse antreibt.
Diese beiden Motoren sind in Fig. 1 mit Ml und M2 bezeichnet und sind als Gleichstrommotoren ausgeführt, die über Gleichrichter Gl und G2 und Transformatoren Tri und Tr2 gespeist werden. Die Steuerung erfolgt hier beispielsweise durch Gittersteuerung der Gleichrichter mit Hilfe eines Steuersatzes Sl bzw. S2, welcher durch Magnetverstärker MV1 und MV2 beaufschlagt wird. Mit jedem der Motoren ist eine Tachodynamo TD1 bzw. TD2 gekuppelt, die einen der Drehzahl des Motors entsprechenden Spannungswert abgibt, der als Istwert in die Regelung eingeführt wird. Der Sollwert wird von einer Leitspannung El gegeben. Zur Durchführung des Vergleichs zwischen der Leitspannung und der den Istwert wiedergebenden Spannung ist für jeden Motor ein Brückensystem I bzw. II vorgesehen, die aus den Widerständen 1, 3,4, 5,6 und 10 und der Spule eines Relais 4 gebildet werden.
Dieses enthält ein Potentiome- ter 1, das an der Leitspannung liegt und von dem mit Hilfe eines verstellbaren Abgriffes 2 die jeweils benötigte Sollspannung abgegriffen werden kann. Durch Verstellung dieses Abgriffes kann hiebei eine Einstellung des Warenzuges erfolgen. Die von der Tachodynamo abgegebene Spannung ist an einen Widerstand 3 gelegt. Die beiden Enden der Widerstände l und 3 sind zu der Steuerwicklung des Magnetverstärkers MV geführt. Das andere Ende des Widerstandes 3 sowie der verstellbare Abgriff 2 sind an Leitungen angeschlossen, die zu der Spule 4 eines polarisierten T-Relais führen, das mit einem nicht gezeichneten Verstellmotor zusammenarbeitet.
Das T-Relais ist hiebei so ausgeführt, dass es nach Überschreitung bestimmter Grenzspannungen den Verstellmotor in der einen oder in der andern Richtung einschaltet.
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Parallel zu dem Relais 4 nind zwei Widerstand ? S und 6 geschaltet. An den Widerstand 5 wird hiebei eine Spannung gelegt, die dem Strom des zugehörigen Motors Ml bzw. M2 verhältnisgleich ist, was beispielsweise über nichtgezeichnete, zu den Enden des Widerstandes 5 führende Leitungen mit Hilfe eines gleichfalls nichtgezeichneten Gleichstromwandlers geschehen kann, der etwa nach dem Magnetverstär- kerprinzip ausgebildet ist. Dies ist durch eine Einflusslinie 7 symbolisch angedeutet.
An dem Widerstand 6 liegt eine Spannung, die aus einer Fremdspannungsquelle 8 mit Hilfe des Abgriffes 9 eines Potentiometers 10 abgenommen wird. Der Abgriff dieses Potentiometers 10 ist mit dem Verstellmotor so verbunden, dass bei dem Ansprechen des R-Relais eine Verstellung dieses Abgriffes durchgeführt wird. Die Einstellung erfolgt hiebei so, dass im normalen Betrieb die Spannung an dem Widerstand 6 gleich aber entgegengesetzt gross zu der stromabhängigen Spannung an dem Widerstand 5 ist, dass also die Summe dieser beiden Spannungen, die ja an die Klemmen des T-Relais 4 gelegt wird, in diesem Falle gleich Null ist.
Bei etwaigen Drehzahländerungen eines Motors ändert sich der Spannurgswert an dem Widerstand 3, so dass infolge der Differenz gegenüber der an dem Widerstand 1 abgegriffenen Spannung ein Strom über die Steuerwickijng des Magnetverstärkers fliesst, der eine entgegsngerichtete beeinflussung des Gitters des Gleichrichters zur Folge hat, so dass sich die Motordrehzahl soweit ändert, bis sie wieder ihren vorgeschriebenen Wert erreicht hat.
Bei einer Änderung des Stromes im Ankerkreis des Motors wird die dem Widerstand 5 aufgedrückte Spannung geändert, dies hat zur Folge, dass durch die Spannungsdifferenz an den Widerständen 5 und 6 eine Abweichung zwischen Soll- und Istspannung vorgetäuscht wird, wodurch eine solche Beeinflussung der Magnetverstärker MV1 bzw. MV2 bewirkt wird, dass eine der Stromänderung entgegengerichtete Regelung des Motors eintritt.
Sobald der Spannungsunterschied zwischen den Spannungen an den Widerständen 5 und 6 den Schwellenwert des Relais überschreitet, wird jedoch ausserdem über den Verstellmotor die eingeführte Fremdspannung so lange geändert, bis die beiden Spannungen sich wieder das Gleichgewicht halten, so dass - gegebenenfalls bei dem geänderten Stromwert - wieder eine dem vorgeschriebenen Wert entsprechende Motordrehzahl erreicht wird.
Durch eine entsprechende Wahl der Neigung der Drehzahl-Kennlinien der Antriebsmotoren lässt sich auf diese Weise erreichen, dass im ganzen Drehzahlbereich praktisch k ? ine wesentlichell Zugspannungs- änderungen auftreten.
Zur Erläuterung der Verhältnisse ist auf das in Fig. 2 wiedergegebene Diagramm zu verweisen. Es ist hiebei davon auszugehen, dass die Drehzahlen als Spannungen erfasst werden, so dass in dem Diagramm an Stelle der Drehzahlen die diesen entsprechenden Spannungen eingetragen sind. Im Diagramm ist hiebei der Verlauf der der Drehzahl entsprechenden Spannung En über dem Moment dargestellt. No sei die Leerlaufdrehzahl, Nv die Drehzahl bei einem bestimmten herausgegriffenen Moment.
Die Charakteristik der Maschine ist durch die schräge Linie Ch wiedergegeben, deren Neigung durch einstellbare Konstanten c bestimmt ist.
Um in der Anlage den Zug bei einer Veränderung der zugeführten Spannung konstant zu halten, ist es erforderlich, dass die Drehzahl des einen Walzenpaares (nl) in einem konstanten Verhältnis zu der Drehzahl des zweiten Walzenpaares (n2) bleibt. Es ergibt sich also hieraus die Bedingung
EMI2.1
Wenn man dann statt der Drehzahlen selbst die diesen entsprechenden Spannungen einsetzt, so erhält man folgende Abhängigkeit :
EMI2.2
In Fig. 2 ist nun über dem Wert Null die Spannung Eno aufgetragen. Diese setzt sich aus der Sollspannung En soll und dem Wert AEnv zusammen.
Wenn man nun die Gleichungen betrachtet, so kann man feststellen, dass die Bedingungen, wonach das Verhältnis nl : n2 konstant bleiben soll, für den ersten Teil der Gleichung erfüllt würde, aber durch den zweiten Teil gestört wird. Diese Bedingung kann aber dadurch erfüllt werden, dass noch eine Zusatzspannung (EI bzw. E2) eingeführt wird, die den gleichen Wert, aber entgegengesetztes Vorzeichen hat.
Die Zahlen 1, 2... stellen hiebei die Indizes der einzelnen Walzenpaare dar, wobei mit v der allgemeine Begriff für diese Indexzahlen gegeben ist.
Durch die selbsttätige Einregelung der Spannung an dem Widerstand 5 auf diesen Wert wird nun dieser Bedingung in einfacher Weise Rechnung getragen.
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Man kann also auf diese Weise erreichen, dass auch bei Änderungen des Leitwertes der Spannung innerbalb eines grossen Bereiches der Wert der mechanischen Zugspannung in dem Walzgut praktisch unver- ändert bleibt, was auch bei nichtmetallischem Walzgut, wie z. B. Faserstoffen, Papier und Kunststoffen, von Vorteil ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrmotorenantrieb für Walzen, die ein durchlaufendes Gut bearbeiten, mit Regelung der Antriebsmotoren der einzelnen Walzen, auf einem durch das Arbeitsverfahren bestimmten relativen Gleichlauf mit Regeleinrichtungen, die in Abhängigkeit von einem Soll-und einem Istwert arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass neben der durch Soll-Istwert-Vergleich erfolgenden Drehzahlregelung der Einzelmotoren noch eine Beeinflussung dieser Regeleinrichtungen im Sinne einer Konstanthaltung des Drehmomentes erfolgt, wobei die Drehmomente der Einzelmotoren dauernd als elektrische Grössen abgebildet und als zusätzliche Einflussgrössen dem Regelkreis zugeführt werden.