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Einrichtung zur Regelung von Elektromotoren in Betriebsanlagen mit stark wechselnder
Belastung durch elektrisch angetriebene Schwungmassen.
Die in dem Patent Nr. 14145 beschriebene Einrichtung zur Regelung von Elektromotoren in elektrischen Betriebsanlagen ergibt eine Beanspruchung der Stromerzeugerstelle derart, dass bei der Einschaltung des Antriebsmotors die von dem Zwischenmotor beanspruchte Energiemenge langsam ansteigt, bis der Zwischenmotor entsprechend der im gleichen Zeitpunkt stattfindenden Kraftentnahme der Ililfsdynamo belastet ist.
Von diesem Augenblick an gibt der Zwischonmotor den Überschuss über die von der Dynamo erforderte Kraft an die Schwungmassen ab und je mehr diese beschleunigt werden, desto mehr
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Stromerzeugerstelle folgt also eine ebenso langsame Abnahme, so dass bei Arbitsgängen, die mit den üblichen Pansen aufeinander folgen, die Kurve der Energieentnahme eine wellenförnnge Gestalt annimmt.
Infolge des Umstandes, dass der Zwischenmotor sich selbst entlastet, kann a) so die Zeit des Stillstandes der Arbeitsmaschine, welche nach jedem Arbeitszuge eintritt. nicht
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seitigen, ist hauptsächlich der Zweck vorliegender Erfindung.
In beiliegendem Schaltungsschema nach Fig. 1 stellt F den Antriebsmotor (Förder-
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mit seiner Erregungswicklung W2, sowie den zugehörigen Regulierwiderstand ss zur Regelung seiner Erregung, die Schwungmasse und M den stromaufnehmenden Teil der Motordynamo, der hier als asynchroner Drehstrommotor gedacht ist, dar. F ist ein Um- schalter zur Wechselung der Drehrichtung des Motors F. Im Diagramme (Fig. 2) stellen
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intermittierend arbeitende Maschine, z. B. eine Fördermaschine dar, wobei in der Horizontalen die Zeit, in der Vertikalen die Kraftboanspruchung, z. B. in Pferdestärken aufgetragen sind. e, al ist die Fördcrpause.
Die Wirkung der Schwungmassen geht nun dahin, dass der Zwischenmotor seine Belastung allmählich, etwa entsprechend der Kurve a, il oder al, dl übernimmt. In der Zeit e - a1 hört der Kraftbedarf der Arbeitsmaschine auf und der Hilfsmotor ladet die
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aufgeladen sind, wobei sich der Hilfsmotor selbst entlastet hat.
Durch die nachstehend beschriebene Regelung des Motors M wird bewirkt, dass auch nach Erreichung der zulässigen Höchstbelastung des Zwischenmotots die Schwungmassen noch Arbeit leisten, während der Motor normal bnlastet bleibt, ferner dass alsdann die Schwungmassen mit der der Xormalbelastung des Zwischenmotors entsprechenden Energie wieder aufgeladen werden, wenigstens bis zu einem durch die Regulierung bestimmten Zeitpunkt und endlich, dass unter der Voraussetzung amähernd regelmässig aufeinander folgender Arbeitsgänge der
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neue Arbeitsgang beginnt, solange der Zwischenmotor noch bei der Aufladung der Schwungmassen voll belastet ist, so dass also die der Stromerzeugerstelle entnommene Energie ununterbrochen gleichmässig bleibt.
Die Einrichtung arbeitet dann wie folgt : Wenn der Antriebsmotor F die Zwischendynamo D belastet, so belastet sieh der Zwischenmotor M allmählich : hat die Belastung eine bestimmte Höhe erreicht, welche bei1äufig der mittleren Belastung des Zwischenmotors unter Berücksichtigung der annähernd bekannten Arbeitspause entsprechen mag, so wird von diesem Augenblick an bei asynchronen Wechselstrommotoren Widerstand in den induzierten.
Teil geschaltet, und zwar von solcher Grösse, dass der Stromverbrauch des Motors und damit seine Leistung trotz der sich ändernden Umdrehungszahl auf gleicher Höhe erhalten wird ; das Nachschalten von Widerstand erfolgt im Verhältnis mit der Abnahme der Umdrehungszahl der Schwungmassen und des Motors M, also so lange, als die Schwungmassen noch Arbeit zu leisten haben. Sinkt alsdann der Kraftverbrauch der Dynamo D unter die Leistung des Motors M, so werden dadurch, dass die Widerstände entsprechend der Zunahme der Umdrehungszahl wieder ausgeschaltet werden, die Schwungmassen mit der gleichen Leistung des Motors wieder beschleunigt.
In dem Diagramm (Fig. 2) beginnt man bei f mit der Regelung, d. h. mit der Einschaltung der Wider- stände ; von 9 anfangend bis/ < werden die Widerstände wieder ausgeschaltet.
In dem Augenblick nun, wo die Widerstände ausgeschaltet sind, würde der Motor bei der weitergehenden Beschleunigung der Schwungmassen der Abnahme der Schlüpfung entsprechend sich selbst entlasten.
Es kann aber mit Leichtigkeit durch entsprechende Bemessung des Motors die Anordnung so getroffen worden, dass die Erreichung dieses Zeitpunktes mit dem Beginn des nächsten Maschinenganges zusammentrifft, so dass dann die Stromerzeugerstelle andauern gleich belastet bleibt, d. h. der Motor wird so bemessen, dass der Zeitpunkt h mit f1 zusammenfällt.
Durch die Einschaltung der Widerstände wird die Leistung des Motors selbst- verständlich bei gleichem Energieverbrauch vermindert. Da aber die Widerstände nicht mehr wie 5 bis l () I1/o der Motorleistung in Anspruch nehmen werden, so dass der Motor noch wirtschaftlich arbeitet, so erscheint es statthaft, von der gleichen normalen Leistung des Motors zu sprechen.
Es ist dabei auch zu berücksichtigen, dass der vorzuschaltende Widerstand allmählich vergrössert wird, so dass der grösste Widerstand am Ende der Arbeitsleistung der
Schwungmassen vorgeschaltet ist ; der mittlere Energieverlust durch die Widerstände ent- 3pl'idlt demnaeh nur der Hälfte des dem grössten vorgeschalteten Widerstand entsprechenden.
Bei Gleichstrommotoren kann die Regelung der Stromentnahme sowohl durch die Änderung der Erregung wie durch die Anwendung eines Vorschaltwiderstandes vor dem
Anker erfolgen.
Um die Widerstände oder die Vorrichtungen zur Regulierung der Erregung zur
Wirkung zu bringen, ist jedes Verfahren, sei es von Hand oder selbsttätig, zulässig, wenn
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zahl auf gleicher Höhe zu belassen.
Ein solches selbsttätiges Verfahren erhält man z. B. durch Anwendung eines Kontakt- Amperemeters, bei welchem sowohl bei Überschreitung als auch bei Unterschreitung passende Stromentnahmekontakte geschlossen werden, welche je einen Hilfsstromkreis betätigen. Die Über-und Unterschreitung der Stromentnahme des Hilfsmotors, wie auch die Änderungen der Stromstärke überhaupt stehen im engsten Abhängigkeitsverhältnisse zur Änderung der Umdrehungszahl des Umformeraggregates. Während der Entladung der Schwungmassen nimmt die Umdrehungszahl des Umformeraggregates ständig ab und die Stromstärke würde, wenn nicht geregelt wird, ständig bis zu einem gewissen Maximum anwachsen.
Das Kontaktamperemetor wird also ständig nach einer Seite, der oberen, ausschlagen, wenn eine Regelung nicht erfolgt. Bei der Wiederaufladung der Schwungmassen nimmt die Umdrehungszahl des Aggregates ständig zu, die Stromstärke hat die Neigung sich zu verringern und das Amperemeter wird auf der unteren Seite solange Kontakt geben, bis die richtige Stromstärke jeweils eingestellt ist. Erst dann wird eine Kontaktgebung des Kontaktamperemeters nicht mehr erfolgen können, wenn eindeutig jeder bestimmten Umdrehungszahl der Motordynamo eine bestimmte Regulierstufe oder Widerstandsstufe des Regulierapparates entspricht.
Es besteht also zwischen der Arbeitsweise des Kontaktamperemeters und zwischen den Schwankungen der Umdrehungszahl ein enges Abhängigkeitsvorhältnis. Diese Hilfsstromkreise bewirken, wie bei den selbsttätigen Spannungsregulatoren oder den selbst- tiitigen Zellenschaltern mit Hilfe von magnetelektrischen Kupplungen die Ein-oder Ausschaltung der Widerstände.
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Ein weiteres Verfahren ergibt sich durch Anwendung eines Zentrifugalregulators, welcher von der Achse der Motordynamo angetrieben wird und dessen Grenzstellungen der höchsten und niedrigsten Umdrehungszahl der Schwungmassen 8 entsprechen. Dieser Zentrifngatregutator, welcher in der beifolgenden Zeichnung mit C bezeichnet ist, wirkt auf den Widerstand 1 so ein, dass jeder bestimmten Umdrehungszahl der Motordynamo eine bestimmte Stufe des Widerstandes entspricht.
Das vorstehend beschriebene Verfahren ist nicht nur für die Fördermaschinen, sondern auch für andere intermittierende Betriebe wie Walzwerke anwendbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Regelung der Stromentnahme aus dem Netz in Anlagen mit stark wechselnder Belastung nach Patent Nr. 14145, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zweck einer weiteren Verringerung und Vergleichmässigung der Stromentnahme nicht nur eine Regelung der Erregung des stromabgebenden Teiles (D) der Zwischenmaschine, sondern auch eine solche des stromaufnehmenden Teiles (M) in einer bestimmten Abhängigkeit von der Änderung der jeweiligen Tourenzahl der mit der Schwungmasse (S) gekuppelten Motordynamo erfolgt.