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Elektrischer Gleichlaufantrieb
Elektrische Gleichlaufantriebe sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So beschreibt z. B. die deutsche Patentschrift Nr. 954268 eine Regelvorrichtung für mehrere Asynchronmotoren, für den Antrieb mehrteiliger Arbeitsmaschinen, deren Einzelteile in einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis zueinander angetrieben werden müssen und deren Ständer oder Läufer unter Zwischenschaltung von regelbaren Frequenzwandlern an ein Drehstromnetz angeschlossen sind, wobei die Frequenzwandler in Reihe geschaltet werden und die Ausgangsfrequenzen jedes Frequenzwandlers die Eingangsfrequenz sowohl für die Asynchron-Teilmotoren der Arbeitsmaschine als auch für den nachfolgenden Frequenzwandler erzeugen.
Mit Hilfe des regelbaren Gleichstrommotors, der den Frequenzwandler treibt, kann das Verhältnis der Drehzahl der Arbeitsmaschinen beliebig geändert werden.
Weiters wurden auch Abarten der sogenannten elektrischen Arbeitswelle vorbeschrieben. So gibt z. B. die deutsche Patentschrift Nr. 935071 eine Anordnung zum Gleichlauf mehrerer Wellen mittels mit den einzelnen Wellen gekuppelten Induktionsmaschinen an, deren Primärwicklungen in Parallel- oder Reihenschaltung mit Drehstrom gespeist werden, während die Sekundärwicklungen in Parallel- oder Reihenschaltung miteinander verbunden sind und mit den einzelnen Wellen je zwei gesonderten Gleichlaufschaltungen angehörende Induktionsmaschinen gekuppelt sind, deren Primärwicklungen bei unmittelbarer Kupplung der beiden Maschinen mit gegensinniger Umlaufrichtung der Drehfelder gespeist werden.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein elektrischer Gleichlaufantrieb, bei dem in an sich bekannter Weise jedem Wellenmotor ein Wellengenerator, der ein Triebwerk oder eine Arbeitsmaschine treibt, direkt zugeordnet ist, d. h. die Drehzahl des Wellenmotors ist gleich der des Wellengenerators. Das Ziel der erfindungsgemässen Anordnung ist es. zwei oder mehrere Triebwerke, im allgemeinen Antriebsmaschinen, im Gleichlauf zu halten, wobei das auf ein Triebwerk oder eine Arbeitsmaschine übertragene maxi-le Drehmoment durch die Maschinenanordnung selbst begrenzt und durch die Maschinenauslegung genau bestimmbar ist.
Elektrisch angetriebene Triebwerke müssen fir das höchste Moment, das der Antriebsmotor aufbringen kann, bemessen werden. Sollen nun zwei oder mehrere Triebwerke in Gleichlauf gehalten werden, so wird meistens eine elektrische Ausgleichswelle vorgesehen. Wird bei dieser Schaltung die äussere Last aller Triebwerke bis auf eines gleich Null, so arbeiten sämtliche Antriebsmotoren über die elektrische Welle auf dieses Triebwerk. Aus diesem Grunde müssen die Triebwerke für die Summe der höchsten Motormomente bemessen werden, um sie vor Zerstörung z. schützen. Damit erhalten die Triebwerke eine wirtschaftlich nicht mehr vertretbare Grösse.
Nachstehend soll der Einfachheit halber der praktisch wizhtigste Fall mit zwei Triebwerken, die im Gleichlauf geschaltet sind, behandelt werden. Verwendet man zum Gleichlauf eine elektrische Ausgleichs-
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bes, so darf die äussere Lastdifferenz nicht mehr als 60 % des Nennmolucntes betragen. Nirumi. man an, dass das Kippmoment gleich dem zweifachen Nennmoment des Antriebsmotors ist, so muss das Triebwerk im vorbeschriebenen Fall für das 2, 3-fache Nennmoment bemessen sein. Ist ein Antrieb aber vollkom-
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bei einem Triebwerk addieren, kann eine sogenannte Arbeitswelle, bestehend aus einem Antriebsmotor und einem Wellengenerator, der mehrere Wellenmotoren speist und die im Gleichlauf arbeiten, als Antrieb vorgesehen werden.
Bei dieser Anordnung tritt jedoch eine Beeinflussung des Kippmomentes der Wellenmotoren durch die andern Motoren auf, welches vom jeweiligen Lastzustand der andern Motoren abhängt.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Gleichlaufantrieb nach Art einer elektrischen Welle, bei welchem jeder Wellenmotor von einem nur ihm zugeordneten Wellengenerator gespeist wird und die Wellengeneratoren mechanisch gekuppelt sind und einen gemeinsamen Antrieb besitzen und zeichnet sich dadurch aus, dass in der Verbindungsleitung jeder der Läuferphasen eines Wellenmotors zu der entsprechenden Wicklungsphase des zugeordneten Wellengenerators mindestens ein Festwiderstand oder ein einstellbarer Widerstand in Serie liegt. Auf diese Weise kann das Kippmoment der Wellenmotoren nach Belieben festgelegt werden, was ein Vorteil ist.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen Gleichlaufantrieb mit zwei Wellen-bzw. Triebwerksmotoren.
Jedes einzelne Triebwerk Tx wird mit je einem Drehstromasynchronmotor Mx mit Schleifringläufer gekuppelt. Die einzelnen Motoren können gleiche oder unterschiedliche Leistungen besitzen. Jeder dieser Triebwerksmotoren Mx wird durch einen eigenen Wellengenerator Wx rotorseitig gespeist, welche ihrerseits mechanisch miteinander verbunden und von einem gemeinsamen Antriebsmotor AM angetrieben werden. Die Triebwerksmotoren wie auch die einzelnen Wellengeneratoren liegen ständerseitig am gleichen Netz wie der Antriebsmotor. In den Läuferstromkreisen befinden sich justierbare Rotorwiderstän-
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Leitungswiderständeständen verändert werden. Dadurch ist es möglich, den Triebwerksmotoren während des Betriebes verschiedene Kippmomente zu geben.
Der Rotorstrom ist dem Drehmoment des Triebwerksmotors fast genau proportional. Somit kann ein Amperemeter im Rotorstromkreis, geeicht in kpm oder andem Masseinheiten, direkt zur Messung des vom Triebwerksmotor abgegebenen. Momentes herangezogen werden.
In der gemeinsamen Ständerzuleitung zu den Triebwerksmotoren oder fund Wellengeneratoren befindet sich ein Leistungsstossrelais, also ein dN/dt-oder z. B. ein dJ/dt-Relais StR, vorzugsweise ein Wirkleistungs- oder Wirkstrom-Stossrelais, welches den Zweck hat, bei einem steilen Leistungsanstieg den Antriebsmotor (AM) unabhängig von der jeweiligen Grundlast abzuschalten. Statt in die gemeinsame Ständerzuleitung könnten natürlich auch in die einzelnen Rotorzuleitungen Stossrelais eingeschaltet werden. Es ist z. B. bei Wehrschützantrieben möglich, dass infolge eines mechanischen Hindernisses in der Führung der Wehrtafel die Motorleistung plötzlich ansteigt.
Bevor noch ein Verklemmen der Wehrtafel in der Führung und somit ein Kippen des Motors stattfinden kann, wird der Antrieb mittels des Leistung- stossrelais abgeschaltet. Die Vorteile der Verwendung eines derartigen Stossrelais sind z. B. in der Schweizer Patentschrift Nr. 329983 erläutert, die Umlaufseilbahnen betrifft. Als weitere Schutzmassnahme kann es sich als zweckmässig erweisen, im Läuferstromkreis der Triebwerksmotoren ein Überstromrelais Ü einzubauen, mit welchem für die einzelnen Triebwerksmotoren eine individuelle auf das jeweilige Kippmoment bezogene Leistungsbegrenzung erreicht werden kann.
Die Anordnung wird dabei so getroffen, dass der Ansprechstrom des Überstromrelais gleichzeitig mit der Veränderung der Rotorwiderstände und somit des Kippmomentes der einzelnen Triebwerksmotoren ebenfalls händisch oder mittels Fernsteuerung oder selbsttätig so geändert wird, dass das Relais auf jeden Fall vor Erreichen der Kippgrenze anspricht.
Es ist zweckmässig, die Wellengeneratoren und Wellenmotoren so laufen zu lassen, dass die Richtung des Ständerdrehfeldes mit der Laufrichtung übereinstimmt, um beim Kippen der Wellenmotoren (Triebwerksmotoren) eine Drehrichtungsumkehr zu vermeiden.
Irgendwelche mechanische Überlastungsschutzmassnahmen wie Rutschkupplungen oder die ansonsten erforderliche unwirtschaftliche Überdimensionierung der Triebwerke sind bei der erfindungsgemässen Anordnung nicht notwendig, da die mechanische Triebwerksbelastung schon durch die elektrische Wellenschaltung begrenzt ist. Die Umstände, dass das Leitaggregat (Antriebsmotor und Wellengeneratoren) getrennt von den Triebwerken aufgestellt werden kann und jedes Triebwerk mechanisch nur mit einer elektrischen Maschine verbunden ist, sind willkommene Vorteile. Bei Wehrantrieben z. B. kann das Leit- aggregat durch relativ einfache Umschaltungen mehreren Wehrfeldern gemeinsam sein, was bei mehr- , feldrigen Wehranlagen auch einen grossen wirtschaftlichen Vorteil darstellt.
Die den einzelnen Wellenmaschinen zugeordneten Wellengeneratoren können konstruktiv zu einer
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Maschine vereinigt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Gleichlaufantrieb nach Art einer elektrischen Welle, bei welchem jeder Wellenmo- tor von einem nur ihm zugeordneten Wellengenerator gespeist wird und die Wellengeneratoren mechanisch gekuppelt sind und einen gemeinsamen Antrieb besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbin- dungsleitung jeder der Läuferphasen eines Wellenmotors zu der entsprechenden Wicklungsphase des zuge- ordneten Wellengenerators mindestens ein Festwiderstand oder ein einstellbarer Widerstand in Serie liegt.