AT249183B - Einrichtung zur Erfassung des beendeten Auslaufes von elektrischen Maschinen - Google Patents

Description

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Bei Stillsetzvorgängen von umlaufenden Maschinen bzw. Maschinensätzen (z. B. Generator + Antriebsmaschine) ergibt sich immer wieder das Problem einer sicheren Stillstanderfassung. Diese ist für die Inaktivierung von auf automatischem Wege vor sich gehenden Notabstellungen sowie   laufabhängigenGe-   fahrenüberwachungen, wie z. B. auf Ausbleiben der   Lageröl- oder Kühlwasserströmung   stets von grossem Interesse. 



   Von besonderer Bedeutung erweist sich eine solche Einrichtung für die elektrische Bremsung von Ma-   schinen, da das Herausnehmen der Bremse (A bschalten der Polradfremdeinspeisung) zeitgerecht vorgenommen    werden soll. Zu truhe Unterbrechung des Bremsvorganges bedeutet für die auslaufende Maschine langes Verweilen in dem durch mangelhafte Schmierverhältnisse gekennzeichneten unteren Drehzahlbereich. Zu späte Herausnahme verursacht hingegen unnötiges Erwärmen des Polrades bei stehendem, also schlecht gekühltem Rotor. 



   Die Erfindung gestattet, mit verhältnismässig geringem Aufwand auf einfache und sichere Weise den Stillstand unter Ausnutzung der durch das Verfahren der elektrischen Bremsung bedingten Gegebenheiten zu erfassen. Gegenstand der Erfindung ist nämlich eine Einrichtung zur Erfassung des beendeten Auslaufes von elektrischen Maschinen bzw. Maschinensätzen (praktischer Stillstand), die mit elektrischer Bremsung stillgesetzt werden, mit dem besonderen Merkmal, dass der im Zuge der Bremsung in der elektrischen Maschine fliessende Ankerstrom über eine Messeinrichtung, z.B. eine Relaiskombination erfasst wird, welche auf das Absinken bzw. Ausbleiben des Stromes (Grösse oder Frequenz bzw. beides) anspricht. 



   Bei elektrischer Bremsung von Generatoren wird der Ankerstrom (Bremsstrom) üblicherweise innerhalb gewisser Grenzen konstant gehalten. Dies vor allem, wenn-wie es meist der Fall ist-der Strom für die Polradeinspeisung von einer von der Drehzahl des gebremsten Maschinensatzes   unabhängigen Konstant-   spannungsquelle aufgebracht wird. Hiebei gelten folgende Zusammenhänge :   I   = E/Z 
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   on1= Ankerstrom, E= induzierte Spannung, < = Feld, n = Drehzahl, Z = Impedanz des Ankers bzw. 



  Ankerkreises, R = Wirkanteil, X = Blind-Anteil, #=Kreisfrequenz, L=Induktivitätskonstante, c1 und c-Konstanten. 



  Unter Berücksichtigung der geometrischen Zusammensetzung des massgeblichen Widerstandes im Ankerkreis als komplexe Grösse kann der Bremsstrom bis knapp an die Erreichung des Stillstandes alshinitnglich konstant angesehen werden. Die Abnahme erfolgt erst wesentlich in der allerletzten Phase in Form eines jähen Zusammenbruchs. Letzterer begründet sich auch durch den dort plötzlichen Anstieg der verzögernd wirkende Momente, welche einen asymptotische Auslauf verhindern. Oszillographische A ufnal1men bestätigen den vorhin beschriebenen Verlauf des Ankerstromes, etwa wie er in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser bedeutet 1 den Ankerstrom bei hoher Drehzahl und 2 den Ankerstrom bei Erreichen des Stillstandes.

   Der Erfindungsgedanke bedient sich dieser Tatsache, indem der Ankerstrom des gebremsten Generators selbst in seiner Grösse oder Frequenz oder in beiden Werten als Stillstandskriterium herangezogen wird. Auf einfachste Weise kann dies durch eine Relaiskombination erfolgen, welche unabhängig von der Frequenz auf die in der letzten Auslaufphase jähe Abnahme des Stromes anspricht. Eine hiebei eventuell unerwünschte Einflussnahme der kleiner werdenden Frequenz karn durch ein Zeitglied ausgeschaltet werden. 



  Die Lösung nach der Erfindung ist besonders sinngemäss, weil mit dem als Kriterium für die. Abschal- tung der elektrischen Bremse. verwendeten starken Absinken des Ankerstromes ohnehin auch die Bremswirkung abklingt, somit also eine Ursächlichkeit der Zuordnung der Inaktivierung der Bremse mit dem Ausbleiben der Bremswirkung vorliegt. 



  Die elektrische Bremse wird meist, soferne vorhanden, nicht nur bei gewöhnlichen, sondern auch bei aussergewöhnlichen Stillsetzungen, z. B. bei den eingangs erwähnten Notabschaltungen bzw. laufabhängigenGefahrenüberwachungen, eingesetzt. Das erfindungsgemässe Stillstandskriterium kr. nn, besonders in den letzteren Fällen, auch noch für andere Zwecke als die Abschaltung der Bremse, z. B. zur. Abschaltung einer Gefahrenmeldung oder für sonstige Eingriffe, Verriegelungen bzw. Schalthandlungen benutzt werden. 



  Weitere Vorteile der Erfindung bestehen in der Einfachheit der Ausführung und im geringen Aufwand (Stromrelais oder Frequenzrelais- bzw. Kombination der beiden ohne Anforderung an besondere Genauig- keitoderÜberlastungsfähigkeit). Beiden sonst meist üblichen Verfahren mit drehzahl-proportionaler Mess- grösse (z. B. Tachospannulig), muss das Messsystem im unteren Bereich (sehr kleine Spannungen) arbeiten, jedoch für eine viel höhere Dauerbearspruchung bemessen sein (Nenndrehzahl, Nennspannung). Die damit verbundenen Schwierigkeiten werden bei der Erfindung vermieden, weil ja der Bremsstrom bei noch höherer Drehzahl keineswegs entsprechend grösser ist. 



  Schliesslich ist die Genauigkeit der erfindungsgemässen Stillstandserfassung hervorzuheben. Während sonst meist als Stillstandszeitpunkt das Ende einer nach der Erfahrung gewählten beträchtlichen Ablaufzeit eines Zeitgliedes angenommen wird, welches schon bei einem bestimmten zu erfassenden, erheblich von Null verschiedenenDrehzahlwertin Gang gesetzt wird, wobei natürlich durch Ungenauigkeiten bzw. durch Streuung der Reibungswerte Fehler möglich sind, kann bei der Erfindung ein derartiges Zeitglied nur eine sehr kurze Ablaufzeit haben oder ganz entfallen. 



  Es sei noch erwähnt, dass gerade Maschinen mit vertikaler Achse, bei denen die elektrische Bremse gerne angewendet wird, meist eine hohe Polzahl aufweisen, so dass die erfindungsgemässe Stillstandserfassung schon deshalb besonders genau wird, weil einer Periode des Wechselstromes nur ein entsprechend kleiner Bruchteil einer Umdrehung zugeordnet ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Einrichtung zur Erfassung des beendeten Auslaufes (praktischer Stillstand) von elektrischen Maschinen bzw. Maschinensätzen, die mit elektrischer Bremsung stillgesetzt werden, dadurch gekennzeich- net, dass der im Zuge der Bremsung in der elektrischen Maschine fliessende Ankerstrom über eine Mess-' einrichtung, z. B. eine Relaiskombinationerfasst wird, welche auf das Absinken bzw. Ausbleiben des Stromes (Grösse oder Frequenz bzw. beides) anspricht.