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Einrichtung zur Verhütung der Rückwirkung von Belastung88chwankungen durch Schwungmanen-Elektromotoren angetriebener Arbeitsmaschinen oder Stromerzeuger auf das Netz.
Elektromotoren zum Antrieb von Arbeitsmaschinen mit stark schwankendem Kraftbedarf, z. B. Walzenstrassen oder deren Anlassstromerzeugern, werden ohne besondere Regelungseinrichtungen oft zu unzulässig hoher Stromaufnahme veranlasst, die für die Elektromotoren selbst gefährlich sein kann und auch auf das Netz einwirkt. Dadurch werden andere Stromverbraucher des Netzes störend beeinflusst, ausserdem wird eine derartige Anläge unwirtschaftlich gross, da sie auf den stärksten Kraftbedarf berechnet sein muss. Zum Belastungsausgleich des Netzes hat man sonst Pufferbatterien oder mit Schwungmassen verbundene sogenannte Speicherdynamos parallel zu den Hauptstromerzeugern geschaltet, die diese bei grösserem Kraftbedarf unterstützen und bei geringerem ihre überschüssige Energie aufnehmen.
Auch hat man bereits die Elektromotoren der Arbeitsmaschinen mit schwankender Belastung mit Schwungmassen verbunden, die bei Verminderung ihrer Umdrehungszahl ihre lebendige Kraft auf die Welle des Motors abgeben, die sie bei Beschleunigung des Motors aufgenommen haben. Diese Puffereinrichtungen bedürfen einer Regelung, um in dem beabsichtigten Sinne die Stromerzeugeranlage zu unterstützen. Bei den bisherigen Einrichtungen werden dabei aber die elektrischen Antriebsmaschinen selber nicht genügend gegen unzulässige Stromaufnahme geschützt.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine Einrichtung, die beiden Aufgaben gleichzeitig zu lösen : die Rückwirkung der Belastungsschwankungen elektrisch angetriebener Arbeitsmaschinen auf das Netz und die Stromerzeugungsanlage zu verhindern und dabei die Antriebsmaschinen selber gegen Überlastung ihres elektrischen Teiles zu schützen.
Zu dem Zweck werden die in bekannter Weise mit den Motorenverbundenen Schwung- massen oder die in ihnen an sich vorhandenen oder eingebauten Schwungmassen so zur Mitarbeit herangezogen, dass der elektrische Teil der Motoren nie über seine Leistungsfähigkeit hinaus beansprucht wird. Der Mehrbedarf der mechanischen Arbeitsleistung der Motoren wird dann aus den ihnen parallel geschalteten Schwungmassen entnommen, die während des Arbeitsüber- schusses der Anker aufgeladen wurden.
Da der elektrische Teil der Motoren infolgedessen stets annähernd dieselbe Arbeit zu leisten hat, nehmen die Motoren annähernd gleichen Strom auf und beanspruchen die Kraftübertragungsanlage gleichmässig. Eine derartige Mitwirkung der Schwungmassen wird nach vorliegender Erfindung dadurch erreicht, dass die Stromaufnahme des Elektromotors der jeweiligen durchschnittlichen Belastung entsprechend begrenzt und er überhaupt verhindert wird, eine unzulässige Stromstärke aufzunehmen. Falls dann die Welle fies Elektronlotors mehr Arbeit abzugeben hat. als der Anker seiner Stromaufnahme entsprechend
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nicht entsprechendes Sinken seiner elektrischen Leistung veranlasst.
Somit schwankt die Strom aufnahmc des Motors selbst bei erheblichen Unterschieden seiner Belastung nur innerhalb kleiner Grenzen.
Wesentlich für die Einrichtung nach vorliegender Erfindung ist, dass die Beschränkung der Stromaufnahme in unmittelbarer Abhängigkeit von der Belastung des Motors erfolgt, u. zw. in der Weise, dass die Stromaufnahme auf den der mittleren Belastung entsprechenden Wert begrenzt wird. Als einfachstes Mittel dient dazu ein in den Motorstromkreis geschaltetes Relais in derartiger Verbindung mit den Regelungseinrichtungen r) es Motors, dass sie von einer bestimmten Stromstärke an so lange beeinflusst werden, bis die Stromaufnahme auf den der mittleren Belastung entsprechenden Wert gesunken ist. Selbstverständlich kann das Relais auch so eingerichtet werden, dass es ausserdem auch dann wirkt, wenn dieser Wert nicht über-, sondern unterschritten wird.
Dazu wird es auf konstanten Strom bzw. konstanten Wattverbrauch eingestellt. Diese Itegelung dürfte natürlich nur so lange erfolgen, bis die Schwungmassen ihre zulässige höchste Geschwindigkeit erreicht haben. Diese Einwirkung des Relais auf die Regelungseinriehtungen kann in bekannter Weise geschehen, z. B. dadurch, dass es bei Überschreiten einer gewissen Strom- stärke den Regulierhebel verstellt und ein weiteres Anwachsen des Stromes verhindert durch stufenweises Zuschalten von Widerständen oder elektromotorischen Kräften.
Diese können in bekannter Weise auf den Hauptstromkreis oder das magnetische Feld einwirken.
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Anlassmotors a unter den normalen Mittelwert, so wird der Anker f des Relais vom Relaismagneten losgelassen und der Schältmotor läuft dann in entgegengesetzter Drehrichtung, was eine Ver- ringerung des Widerstandes im Ankerstromkreise des Motors a zur Folge hat. An Stelle eines Hauptstromrelais können ohne Änderung des Wesens der vorliegenden Erfindung auch Auslöse- vorrichtungen in Abhängigkeit von der Leistung des Motors verwendet werden.
Während die bekannten Hauptstromrelais an gewöhnlichen Motoren einfach die Strom- aufnahme des Motors nach oben begrenzen und als Sicherung wirken, ergibt ein Relais in Ver- bindung mit Schwungmassen die neue Wirkung, dass bei schwankender Belastung nicht nur die Überschreitungen der durchschnittlichen Leistung des Ankers verhindert werden, sondern auch ein Sinken der Stromaufnahme unter die mittlere Stromstärke vermieden wird. Das Relais ist infolgedessen nicht nur eine gelegentlich eingreifende Sicherheitsvorrichtung, sondern ein dauernd mitarbeitender Regler der Arbeitsverteilung zwischen dem mechanischen und elektrischen
Teil der Arbeitsmaschine derart, dass die Belastungsschwankungen in der Welle der Arbeit- maschinen keine Rückwirkung auf den elektrischen Teil der Anlage ausüben können, weder auf die Anker der Elektromotoren noch auf das Netz.
Dadurch wird es möglich, die Motoren und die Kraftübertragungsanlage auf den mittleren Energiebedarf der Gesamtanlage zu bemessen und die Netzspannung in vollem Umfange so gleichmässig zu halten, dass auch andere Strom- verbraucher zusammen mit stark schwankenden Arbeitsmaschinen ungestört an dasselbe Netz angeschlossen werden können.
Die Regelung der Stromaufnahme von mit Schwungmassen gekuppelten Motoren in Ab- hängigkeit unmittelbar von der Stromstärke oder Leistung hat vor der Regelung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit den Vorzug, dass der Motor unter allen Umständen gegen zu hohe Strom- aufnahme gesichert ist. Eine Regelung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit erfüllt nur dann den Zweck der vorliegenden Einrichtung, die Belastung des Hauptstromnetzes durch richtige
Ausnutzung der Schwullgmassen gleichmässig zu machen, wenn Spannung bzw. Periodenzahl desselben genau konstant bleiben. Anderenfalls schützt sie noch nicht einmal den Motor vor zu hoher Stromaufnahme, erfordert also noch die Anwendung von selbsttätigen Starkstrom- ausschaltern, die störende Betriebsunterbrechungen veranlassen können.
Eine Regelung unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit des elektrischen Teiles des Motors und gemäss seiner tatsächlichen Beanspruchung kann nur geschehen in Abhängigkeit von der Belastung des Motors selbst, d. h. von seiner Stromstärke oder Wattissistung.
Die Vorteile einer solchen genau wirkenden Regelung kommen besonders zur Geltung in ) Anlagen, bei denen in regelmässiger Folge stets dieselben Arbeitsleistungen mit denselben Pausen abwechseln. Hier kann durch entsprechend bemessene Schwungmassen im Zusammenwirken mit der beschriebenen Regelungsvorrichtung ein vollkommener Ausgleich der Belastung schwankungen erreicht werden. Das Kraftwerk kann infolgedessen genau für die mittlere Leistung bemessen werden, da das Relais gemäss vorliegender Erfindung in besonders einfacher Weise 'die genaue Einstellung der mittleren Stromaufnahme entsprechend der jeweiligen durchschnitt- lichen Förder-oder Walzleistung ermöglicht.