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Schutzeinrichtung für Gleichstromantriebe
Die Erfindung betrifft geregelte Gleichstromantriebe, die gemäss dem System Leonard arbeiten.
Geregelte Leonard-Antriebe finden bei verschiedensten Anlagen Verwendung, deren Drehzahl unabhängig von der Belastung konstant gehalten werden soll, manchmal im ganzen Bereich zwischen der Nenndrehzahl und einer Schleichdrehzahl, die bei nur wenigen Prozenten der Nenndrehzahl liegt. Dies kommt vor bei Kranen, Aufzügen, Seilbahnen, Baggern, Winden und andern Anlagen.
Bekanntlich wird beiLeonard-Antrieben die Drehzahl des Gleichstromantriebsmotors, der meist konstant erregt bleibt, dadurch geändert, dass dem Anker von einer weiteren Gleichstrommaschine, die von Leonard"Zwischenmaschine"genannt wurde, eine veränderliche Spannung zugeführt wird. Die Drehzahl der Zwischenmaschine wird von einem Drehstrommotor annähernd konstant gehalten und die Erregung derselben ist veränderlich und wird meist von einer kleinen Erregermaschine mit veränderlichem Feld, neuerdings oft direkt vom Netz über Gleichrichter und Verstärker (z. B. Magnetverstärker) gespeist.
Dem Regler wird in bekannter Weise ein Soll-Wert vorgegeben, der möglichst genau dem gemessenen Ist-Wert entsprechen soll.
Es hat sich nun gezeigt, dass beim Versagen des Reglers rasche Drehzahländerungen am Motor auftreten, die grosse betriebliche Nachteile und Gefährdungen mit sich bringen. Wenn z. B. der Ist-Wert infolge einer Unterbrechung ausfällt, so bedeutet das für den Regler, dass der Antriebsmotor stillsteht. Daher erhöht der Regler die Erregung der Zwischenmaschine, so dass dann die Drehzahl des Antriebsmotors ansteigt bis zur Nenndrehzahl. Geschieht dies beispielsweise bei einem Kran kurz vor dem Aufsetzen der Last oder bei einer Seilbahn während der Schleichfahrt beim Einfahren in die Station, so können die Anlagen und Fördergüter weitgehend zerstört werden. Das Ansteigen der Drehzahl erfolgt oft blitzartig, so dass man von einem Blitzstart spricht.
Um solche Ereignisse zu vermeiden, wurden an Stelle von einem Ist-Wertgeber zwei angeordnet und deren Differenzangaben zum Auslösen von Befehlen herangezogen. Auch wurden dem Ist-WertgeberStromkreis Ströme überlagert, die dem Regler beim Ausfallen des Ist-Wertes eine zu hohe Drehzahl des Antriebsmotors vortäuschen, so dass der Regler die Drehzahl erniedrigt.
Diese Einrichtungen haben aber den Nachteil, dass sie nur Fehler am Ist-Wertgeber erfassen. Alle übrigen Defekte im Ist-Wertkreis und insbesonders auch im Soll-Wertkreis können sich weiterhin verheerend auswirken.
Dieser Nachteil wird durch die Einrichtung gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass wenigstens ein Stossrelais im Hauptstromkreis (Motor-Zwischenmaschine) eingebaut wird oder bzw. und im Erregerstromkreis der Zwischenmaschine oder bzw. und im Regler, von welchen Relais die gewünschten Befehle zum Abstellen des Antriebsmotors abgegeben werden. Tritt eine plötzliche Stromänderung vor oder nach der Zwischenmaschine auf, so entstehen wenigstens in einem der genannten Stromkreise Stromstösse, auf die die Stossrelais ansprechen und der Antriebsmotor kann schnell abgestellt und abgebremst werden.
Je mehr solche Stossrelais vorgesehen sind, um so grösser ist die Sicherheit. Je weiter die Relais - elek- trisch gesehen-vom Antriebsmotor entfernt liegen, um so schneller können sie ansprechen.
Das Relais im Hauptstromkreis ist auch imstande, Fehler in der Erregung des Antriebsmotors zu erfassen. Würde die Erregung des Hauptmotors unterbrochen, so erfolgt ein Stromstoss im Hauptstromkreis
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und eine Drehzahlsteigerung des Motors, die durch Befehle des Stromrelais unterbunden werden kann.
Störende betriebsmässige Stromstösse kommen im wesentlichen nur im Augenblick des Anfahrens vor.
In diesem Moment werden erfindungsgemäss die Stossrelais unwirksam geschaltet, z. B. dadurch, dass während der betriebsmässigen Stromstösse im Augenblick des Einschalten die den Stossrelais folgenden Relais kurzzeitig verzögert sind.
An Hand der Fig. 1 wird für eine Einrichtung gemäss der Erfindung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Fig. 1 bedeutet 1 den Antriebsmotor, der über eine Bremse 2 auf ein Getriebe 3, an dem sich eine Seilscheibe 4 befindet, arbeitet. Der Motor 1 wird gespeist von der Zwischenmaschine 6, die von einem Drehstrommotor 5 angetrieben ist. Das Feld 7 des Antriebsmotors 1 wird konstant erregt. Die Feldwicklung 8 der Zwischenmaschine 6 wurde vom Magnetverstärker 9 gespeist, der am Netz 10 hängt. Der Regler 11 führt dem Magnetverstärker 9 denjenigen Steuer- strom zu, der notwendig ist, um die der jeweiligen Stellung des Soll-Wertgebers 12 entsprechende Drehzahl des Motors l herzustellen, die vom Ist-Wertgeber 13 gemessen und an den Regler 11 weitergemeldet wird.
Im Erregerstromkreis der Zwischenmaschine ist ein Stossrelais 14-16 eingebaut, das hier aus einem einphasigen Transformatorkern 14 besteht, dessen eine Wicklung 14a vorn Erregergleichstrom durchflossen wird, der den Kern magnetisiert. Tritt eine Änderung im Erregerstrom ein, so ändert sich das Magnetfeld im Kern 14 und induziert in der Wicklung 14b eine Spannung, so dass das polarisierte Relais 15, dessen Empfindlichkeit mit Hilfe des Widerstandes 16 eingestellt werden kann, erregt wird. Die Zunge 17 des Relais 15 schliesst dann das Relais 18 an die Spannungsquelle 19 an.
Vom Relais 18 werden dann die gewünschten Befehle abgegeben, z. B. Entregen der Zwischenmaschine 6, Einfallen der Bremse 2, Einfallen der Selbstmordschaltung u. dgl. m. Es könnte vom Relais 18 auch der Regler so beeinflusst werden, dass die Drehzahl des Motors 1 auf Null herabgesetzt wird.
Der Kern des Stossrelais 22 ist in den Hauptstromkreis geschaltet. Der Strom, der die durch den Kern gesteckte Leitung durchfliesst, magnetisiert denKern. EineÄnderung im Hauptstrom induziert wieder in der Wicklung 22b eine Spannung. Wie vorhin erwähnt, können davon die gewünschten Befehle abgeleitet werden.
Ein weiteres Stossrelais 23 ist in einem Stromkreis des Reglers eingeschleift. Auch davon können die gewünschten Befehle abgeleitet werden.
Wenn, beispielsweise im Moment des Anfahrens, ein Stromstoss in den Stossrelais unwirksam gemacht werden soll, kann mit Hilfe des Kontaktes 21, der im Moment des Anfahrens geschlossen ist, die Kombination 20, bestehend aus einem Kondensator und einem Widerstand, zur Spule des Relais 18 parallelgeschaltet werden und dadurch das Ansprechen von 18 kurzzeitig, d. h. bis zum Abklingen des betriebsmässig auftretenden Stromstosses verzögert werden.
Es können somit durch diese und gegebenenfalls durch noch weitere Stossrelais alle stossartig auftretenden Stromänderungen im geregelten Leonard-Antrieb überwacht werden. Ohne diese Überwachung verhält sich der geregelte Leonard-Antrieb bei den erwähnten Störungen sehr gefährlich sprunghaft. Wegen der grossen Leistungen, die der Regler in vielen Fällen freigeben kann, werden bei diesen Störungen gewaltige Energien frei, die sich vernichtend auswirken können. Durch den Einbau der erwähnten Stossrelais wird der geregelte Leonard-Antrieb wieder beherrschbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schulzeinrichtung für einen Gleichstrom-Leonard-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stossrelais im Hauptstromkreis (Motor-Zwischenmaschine) eingebaut ist oder bzw. und im Erregersiromkreis der Zwischenmaschine oder bzw. und im Regler, von welchen Relais die gewünsch- ten Befehle zum Abstellen des Antriebsmotors abgegeben werden.
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Protective device for direct current drives
The invention relates to regulated direct current drives which operate according to the Leonard system.
Controlled Leonard drives are used in a wide variety of systems, the speed of which should be kept constant regardless of the load, sometimes in the entire range between the nominal speed and a creep speed that is only a few percent of the nominal speed. This occurs with cranes, elevators, cable cars, excavators, winches and other systems.
As is well known, the speed of the DC drive motor, which usually remains constantly excited, is changed in Leonard drives by supplying a variable voltage to the armature from another DC machine, which Leonard called "intermediate machine". The speed of the intermediate machine is kept almost constant by a three-phase motor and the excitation thereof is variable and is usually fed by a small exciter with a variable field, recently often directly from the mains via rectifiers and amplifiers (e.g. magnetic amplifiers).
The controller is given a setpoint value in a known manner, which should correspond as precisely as possible to the measured actual value.
It has now been shown that if the governor fails, rapid changes in the engine speed occur, which entail major operational disadvantages and risks. If z. For example, if the actual value fails due to an interruption, this means for the controller that the drive motor is at a standstill. The controller therefore increases the excitation of the intermediate machine so that the speed of the drive motor then increases up to the rated speed. If this happens, for example, in the case of a crane shortly before the load is placed, or in the case of a cable car during crawl travel when entering the station, the systems and conveyed goods can be largely destroyed. The increase in speed often takes place in a flash, so that one speaks of a lightning start.
In order to avoid such events, instead of one actual value transmitter, two were arranged and their difference information was used to trigger commands. Currents were also superimposed on the actual value transmitter circuit, which, if the actual value fails, simulate that the drive motor is rotating too high, so that the controller reduces the speed.
However, these devices have the disadvantage that they only detect errors in the actual value transmitter. All other defects in the actual value range and especially in the target value range can continue to have devastating effects.
This disadvantage is eliminated by the device according to the invention in that at least one shock relay is installed in the main circuit (motor intermediate machine) or / and in the excitation circuit of the intermediate machine or / and in the controller, from which relay the desired commands to turn off the drive motor be handed in. If a sudden change in current occurs before or after the intermediate machine, current surges occur in at least one of the circuits mentioned, to which the surge relay respond and the drive motor can be quickly switched off and braked.
The more such shock relays are provided, the greater the safety. The further the relays are - from an electrical point of view - away from the drive motor, the faster they can respond.
The relay in the main circuit is also able to detect errors in the excitation of the drive motor. If the excitation of the main motor were to be interrupted, a current surge would occur in the main circuit
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and an increase in the speed of the motor, which can be suppressed by commands from the current relay.
Disruptive operational current surges essentially only occur at the moment of start-up.
At this moment, according to the invention, the push relays are switched ineffective, e.g. B. the fact that during the operational current surges at the moment of switching on the relay following the surge relay are briefly delayed.
An exemplary embodiment is described for a device according to the invention with reference to FIG. In Fig. 1, 1 denotes the drive motor which works via a brake 2 on a gear 3 on which a pulley 4 is located. The motor 1 is fed by the intermediate machine 6, which is driven by a three-phase motor 5. The field 7 of the drive motor 1 is constantly excited. The field winding 8 of the intermediate machine 6 was fed by the magnetic amplifier 9, which is connected to the network 10. The controller 11 feeds that control current to the magnetic amplifier 9 which is necessary to produce the speed of the motor 1 corresponding to the respective position of the setpoint value transmitter 12, which is measured by the actual value transmitter 13 and reported to the controller 11.
In the excitation circuit of the intermediate machine, a surge relay 14-16 is installed, which here consists of a single-phase transformer core 14, one winding 14a of which is traversed by a direct excitation current that magnetizes the core. If there is a change in the excitation current, the magnetic field in the core 14 changes and induces a voltage in the winding 14b, so that the polarized relay 15, the sensitivity of which can be adjusted with the aid of the resistor 16, is excited. The tongue 17 of the relay 15 then connects the relay 18 to the voltage source 19.
The desired commands are then issued by the relay 18, e.g. B. De-energizing the intermediate machine 6, engaging the brake 2, engaging the suicide circuit and. like m. The controller could also be influenced by the relay 18 in such a way that the speed of the motor 1 is reduced to zero.
The core of the shock relay 22 is connected to the main circuit. The current that flows through the cable inserted through the core magnetizes the core. A change in the main current again induces a voltage in winding 22b. As mentioned before, the desired commands can be derived from this.
Another push relay 23 is looped into a circuit of the controller. The desired commands can also be derived from this.
If, for example, at the moment of start-up, a current surge in the surge relay is to be made ineffective, the combination 20, consisting of a capacitor and a resistor, can be used to connect the coil of the relay 18 to the contact 21, which is closed at the moment of start-up are connected in parallel and thereby the response of 18 briefly, i. H. be delayed until the normally occurring current surge has subsided.
All sudden changes in current in the controlled Leonard drive can thus be monitored by these and, if necessary, by further push relays. Without this monitoring, the regulated Leonard drive behaves very dangerously by leaps and bounds in the event of the disturbances mentioned. Because of the great power that the regulator can release in many cases, enormous energies are released during these disturbances, which can have devastating effects. The regulated Leonard drive can be controlled again by installing the above-mentioned shock relay.
PATENT CLAIMS:
1. Schulz device for a direct current Leonard drive, characterized in that at least one shock relay is installed in the main circuit (motor intermediate machine) or or and in the excitation circuit of the intermediate machine or or and in the controller, from which relay the desired commands to switch off the drive engine.