Einrichtung zur Steuerung elektrischer Motoren. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung elek trischer Motoren, insbesondere Umsteuer motoren, die durch. einen Generator in Ward- Ileonard-Schaltung mit Strom gespeist wer -den, welche einen Gesehwindigkeittssteuer- schalteT für den Motor und ein Gesahwindig- kestsausgleicbarelais besitzt, welches in Ab hängigkeit von der Differenz aus :der wirk lichen Motorgeschwindigkeit und der :
ge- wünschten Geschwindigkeit, wie esse durch die Einstellung des Gess,ahwindigkeitsateuer- schalters ;gegeben ist, betätigt wird.
Die Steuereinrichtung ist derart angeordnet, dass bei Betätigung des Gesehwindigkeitssteuer- achalters im Sinne einer Erhöhung der Mo- toren,gesahwin:
digkeit, sich die Beschleuni gung des Motors erhöht, bis die wirkliche Motorgeschwindigkeit die gewünschte Ge schwindigkeit erreicht. Ferner sind bei dieser Steuereinrichtung .Sicherungsrelaisvorri chtun- gen vorgesehen, um bei Beschleunigungspha- sen .des Motors und beim Eintreten- von ge- fährlichen Zuständen, wie z.
B. Überstrom im Clenerator-Motor-Stromkreis, das !die Be schleunigung -des Motors bewirkende Ge- schwindigkeitsausgleiehsrelais unwirksam zu machen.
Die erfindungsgemässe Steuereinrichtung für Elektromotoren ist dadurch gekennzeich- net, dass das Ges-ehwindigkeitsausgleichsrelais zwei Wicklungen aufweist, von denen die eine in Abhängigkeit von der wirklichen Motorgeschwindigkeit,
während die andere in Abhängigkeit von der Einstellung des Ge- achwindigkeitssteuerschalters erregt wird, und dass,das Gesahwindigkeitsausgleicharelais ein beweglich angeordnetes Kontaktorgan be sitzt, um zwei Kontaktgruppen zu steuern, von denen die eine bei Beschleunigung des Motors zur Erhöhung derselben betätigt wird,
während. die andere bei Verlangsamung und Umkehrung der Drehrichtung des Motors be tätigt wird,. derart, dass bei Eintritt eines gefährlichen Zustandes während der Verlang samung oder Umsteuerung der Drehrichtung die Änderungsgeschwindigkeit der Genera- torfelderregung wenigstens einer von den zwei Maschinen derart gesteuert wird, dass der gefährliche Zustand beseitigt wird.
Die beiliegende Zeichnung veranseliau- licht beispielsweise das Schema. einer nach dem Ward-Leonard-Prinzip arbeitenden An- ord-nung. Gemäss dieser Zeichnung ist der Motor 1 der Anordnung zur Verwendung in Verbindung mit einem umkehrbaren Walz werk ausgebildet, und dieser Motor 1 muss zu sehr raschen Umkehrungen während der gesamten Dauer .des Betriebes dieses Walz werkes befähigt sein.
Dieser Motor wird durch einen Generator ? mit Energie ver sorgt, wobei die Regelung der Motor geschwindigkeit und die Drehungsrichtungen des Motors durch die Erregung der Gene rator-Feldwicklung 3 gesteuert und höhere Geschwindigkeiten durch Abschwächung der Erregung der Motor-Feldwicklung 4 erzielt werden. So kann zum Beispiel eine Steue rung nach Ward-Leonard von 0 bis 60 Um drehungen pro Minute und eine Motor-Feld- steuerung von 60-150 Umdrehungen pro Minute verwendet werden.
Die Motor- bezw. Generatorarmaturen 5 bezw. 6 sind direkt miteinander verbunden und die Motor-Feld- wicklung 4 ist in .Serie mit einem Feld- sohwächungswiderstand 7 verbunden und wird durch einen Erreger 8 mit Energie ver sorgt, dessen Feldwicklung in einer aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Weise durch den Steuerschalter 10 gesteuert wird,
wenn die Geschwindigkeit des Motors 1 mehr al.s 60 Umdrehungen pro Minute betragen soll. Normalerweise ist der Fel.dscliwäcliungs- widerstand 7 durch einen Kontaktgeber<B>1.1.</B> kurzgeschlossen.
Die Generator-Feldwicklung 3 ist. mit einem Ballastwiderstand 12 in Serie verbunden und wird über diesen .durch einen Erreger 13 mit Energie versorgt, dessen Feldwicklung 14 sowohl dem Sinn als dem Grad der Erregung na-oh in geeigneter, aus der Zeichnung ebenfalls nicht ersichtlichen Weise :durch :
den Steuerschalter 10 so ge- steuert'wird, da.ss der Motor 1 rückwärts läuft und dass er eine Geschwindighwitsregelung
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bis <SEP> zu. <SEP> 1_i0 <SEP> Umdrehungen <SEP> pro <SEP> Minute <SEP> bewirkt.
<tb> Ein <SEP> normalerweise <SEP> offener <SEP> Kontaktgeber <SEP> <B>1.3</B>
<tb> i,--t <SEP> angeordnet, <SEP> uni <SEP> den <SEP> Ballastwiderstand <SEP> 1?
<tb> kurz <SEP> zu <SEP> :schliessen, <SEP> und <SEP> der <SEP> Steuerschalter <SEP> l0
<tb> ist <SEP> nicht <SEP> nur <SEP> mit <SEP> einer <SEP> zentralen <SEP> Unter brechun;
-sstellun-, <SEP> sondern <SEP> noch <SEP> mit <SEP> secha
<tb> Vorwärts- <SEP> und <SEP> sechs <SEP> Rüekwärtsstellungen <SEP> I
<tb> bis <SEP> V <SEP> I <SEP> verseben, <SEP> welche <SEP> Stellungen <SEP> den <SEP> Ge schwindigkeiten <SEP> von <SEP> 10, <SEP> 30, <SEP> 60, <SEP> 90. <SEP> 120 <SEP> und
<tb> 150 <SEP> Umdrehungen <SEP> pro <SEP> Minute <SEP> entsprechen.
<tb> Um <SEP> die <SEP> ganze <SEP> Anordining <SEP> gegen <SEP> Über spannunäen, <SEP> @\berstrom <SEP> und <SEP> übermässige <SEP> Cxe schwindigkeit <SEP> des <SEP> Motors <SEP> 1 <SEP> zu <SEP> schützen, <SEP> i::t
<tb> ein <SEP> Stromrelais <SEP> 1i;
<SEP> vo!-gesi-lien. <SEP> dessen <SEP> WiclT lun(Y <SEP> 17 <SEP> in <SEP> den <SEP> Stromkreis <SEP> der <SEP> Armaturen
<tb> 5 <SEP> bezw. <SEP> 6 <SEP> des <SEP> Motors <SEP> 1 <SEP> bezw. <SEP> Generators
<tb> eingeschaltet <SEP> i.st. <SEP> Ein <SEP> Spannungsrelais <SEP> 18 <SEP> mit.
<tb> einer <SEP> Wicklung <SEP> 1:) <SEP> ist <SEP> über <SEP> die <SEP> Generator arma1ur <SEP> t;
<SEP> in <SEP> Serie <SEP> mit <SEP> den <SEP> Kontakten <SEP> 20
<tb> eines <SEP> Hilfsrelais <SEP> 21 <SEP> verbunden, <SEP> und <SEP> endlich
<tb> ist <SEP> noch <SEP> ein <SEP> Gesehwindigkeitsausgleich.srelais
<tb> 2? <SEP> vorgesehen, <SEP> welches <SEP> zwei <SEP> Wicklungen <SEP> 23
<tb> und <SEP> 24 <SEP> besitzt, <SEP> von <SEP> denen <SEP> die <SEP> )Vicklung <SEP> 23
<tb> durch <SEP> einen <SEP> Magnetinduktor <SEP> \35 <SEP> erregt <SEP> wird,
<tb> der <SEP> einerseits <SEP> durch <SEP> den <SEP> Walzwerhmotor <SEP> 1
<tb> <B>#</B> <SEP> an2 <SEP> getrieben <SEP> wird, <SEP> w# <SEP> ährend <SEP> die <SEP> andere <SEP> Wick lun- <SEP> ?4 <SEP> durch <SEP> eine <SEP> Quelle <SEP> konstanten <SEP> Poten tials <SEP> 36 <SEP> über <SEP> einen <SEP> Eichwiderstand <SEP> 2 <SEP> 7 <SEP> er regt <SEP> wird,
<SEP> dessen <SEP> Wert <SEP> dureli <SEP> den <SEP> .Steuer schalter <SEP> 10 <SEP> derart <SEP> -eregelt <SEP> wird, <SEP> dass <SEP> die <SEP> bei den <SEP> Wicklungen <SEP> -?3 <SEP> und <SEP> 21 <SEP> des <SEP> Relais <SEP> 22
<tb> sieh <SEP> untereinander <SEP> das <SEP> Gleichgewicht <SEP> halten,
<tb> wenn <SEP> der <SEP> Walnverkmotor <SEP> 1 <SEP> eine <SEP> Geschwin digkeit <SEP> erreicht. <SEP> die <SEP> die <SEP> Stellung <SEP> des <SEP> Steuer sehalters <SEP> 10 <SEP> entspricht.
<tb> Das <SEP> Stromrelais <SEP> 16 <SEP> ist <SEP> mit <SEP> zwei <SEP> Sätzen
<tb> fester <SEP> Kontakte <SEP> ?8. <SEP> 29 <SEP> verseben, <SEP> die <SEP> derart
<tb> angeordnet <SEP> sind.
<SEP> dass <SEP> das <SEP> Relais <SEP> bei <SEP> einem
<tb> vorbestimmten <SEP> Stromwert <SEP> das <SEP> Kontaktpaar
<tb> ?9 <SEP> öffnet <SEP> und <SEP> das <SEP> andere <SEP> Kontaktpaar <SEP> 28
<tb> schliesst. <SEP> Ausser <SEP> den <SEP> genannten <SEP> drei <SEP> Relais <SEP> 16,
<tb> 18 <SEP> und <SEP> ?? <SEP> i.st <SEP> noch <SEP> ein <SEP> polarisiertes <SEP> Relais
<tb> <B>30</B> <SEP> vorgesehen. <SEP> dessen <SEP> eine <SEP> @iricklung <SEP> 31
<tb> durch <SEP> den <SEP> vorn <SEP> Walz rerl@niotor <SEP> 1 <SEP> angetrie benen <SEP> 3lagrietindul@tor <SEP> 25 <SEP> erregt <SEP> wird, <SEP> mäh rend <SEP> seine <SEP> zweite <SEP> Wicklun.g <SEP> 32 <SEP> durch <SEP> die <SEP> ge nannte <SEP> @uz11e <SEP> konstanten <SEP> Potentials <SEP> 26 <SEP> in <SEP> der
<tb> Weise <SEP> erregt.
<SEP> wird, <SEP> dass <SEP> der <SEP> Sinn <SEP> ihrer <SEP> Er- regung umgekehrt wird, wenn .der .Steuer- schalter vom Vorwärtsgang auf Rückwärts- aang umgestellt wird.
Die Kontakte 3,3 des Relais 30 sind normalerweise geschlossen und nur dann offen, wenn .der Motor 1 sieh ent- gegeng.es etzt der der .Stellung des Steuer- sehalters 10 entsprechenden Richtung dreht, und sie sind in ,Serie mit der Wicklung 24 des Gesühwindi@gkeitsauagleichs:relais 22 und mit dem Eiehwiderstand 27 verbunden.
Ein weiteres, auf Geschwindigkeit ansprechendes Relais 34 besitzt die Wicklung 3:5, die durch den Magnetinduktor 25 erregt wird. Die Kon takte<B>3-6</B> dieses Relais 34 sind in Serie mit der Wicklung 37 des Kontaktgebers 11 ge schaltet, der den Feldschwächungswider- stand 7 kurzschaltet. Diese Kontakte 36 des Relais 34 schliessen sich,
wenn die Ge- s-ehwindigkeit des Walzwerkmotors 1 60 Um drehungen pro Minute überschreitet.
Die Wicklung 38,des Hilfsrelais 21"des- sen Kontakte 20 in Serie mit der Wicklung 19 des Spannungsrelais 1.8 verbunden sind, ist ihrerseits mit der Wicklung 39 des Kon taktgebers 15, welcher den Ballastwiderstand 12 kurzschliesst, und mit den normalerweise geschlossenen Kontakten 40 des .Spannungs- relais 18 verbunden, wobei die Stromzufuhr zu ,den Wicklungen 37, 39 ,der Kontaktgeber 11,
f5 und zu der Wicklung 38 des Hilfs relais 21 durch -das Stromrelais 16, das Ge- schwindigkeitsausgleichsrelais 22 und das polarisierte Relais 30 ,gesteuert wiT.d. Das Geschwindigkeitsausgleichsrelais 22 ist mit obern Kontakten, 41, welche geschlossen sind, wenn die G.esehwintligkeit .des Motors 1 unter derjenigen liegt,
die der !Stellung des Steuerschalters 10 entspricht, sowie mit obern Kontakten 42 versehen, die geschlossen sind, wenn,die Geschwindigkeit des Motors 1 über derjenigen, die der Stellung :
des Steuerschal- ters 10 entspricht. Eine Anschlu.ssklemme jeder der Wicklungen .37, 38 und 39 der Kontaktgeber 11, 20 und 15 ist mit dem negativen Hauptleiter der konstanten Span- nungsquelle 26 verbunden, während die an- d,ern Anschlussklemmen der Wicklungen 37, 38<B>und</B> 39 mit einem ,
gemeinsamen Punkt 43 verbunden sind, der seinerseits mit dem posi tiven Hauptleiter :der Quelle 26 über die Kontakte 28, 29 und 41, 42 de8Strom- bezw. C'xesohwindigkeitsausgleichsrelais 16 bezw. 22 in Verbindung steht, während die Wicklung 37 .des Kontaktgebers 11, der der Motorfeld wieklung zugeordnet ist,
mit dem genannten gemeinsamen Punkt 43 durch die Kontakte 36 des Relais 34 und die Wicklung 39 des Kontaktgebers 15 über :den Kontaktgeber 40 des Spannungsrelais 18 mit dem ,
gemein samen Punkt 43 verbunden sind. Dieser ge meinsame Punkt 43 ist mit einem der obern und einem der untern Kontakte 28 und 29 des Stromrelais 16 und der andeare obere Kontakt 28 dieses Relais 1-6 mit einem zier untern Kontakte 42 des Geschwindsgkeits- a.usgleichsTelais 22 und ferner
der untere Kontakt 29 des Stromrelais 16 mit einem der obern Kontakte 41 ,des Ges.chwin@digkeits- ausgleichsrelais 22 verbunden. Die positive Hauptleitung der Stromquelle 26 ist mit den verbleibenden obern und untern Kontakten 41,
42 .des Geschwindigkeitsausgleichsxela%s 22 verbunden, und normalerweise berlihrt der bewegliche Kontakt 44 dieses Relais- 22 weder das obere noch das untere Kontaktpaar 41 bezw. 42 ,des Relais 22,.
Die Wirkungsweise der beschriebenen An ordnung ist folgende: Angenommen: der Motor 1 steht still, und der Steuerschalter 10 befindet sich in seiner Unterbrechunb stellung. Wenn nun dieser Steuerschalter 10 in seine erste Vorwärtsstel- lung I gebracht wird,
so werden die Gene rator- und. Motor-Feldwicklungen 3- und 4 erregt und veranlassen den Motor 1, sich zu drehen. Das Gesehwindigkeitsausgleiohsrelais 22 wird dann seine obern Kontakte 41 schliessen,
welche durch die untern Kontakte 29 des Stromrelais 16 die Wicklung 38 des Hilfsrelais 21 und die Wicklung 39 des mit dem Ballastwiderstand 12 in Verbindung ste henden Kontaktgebers 15 erregen. Der Kon taktgeber 15 schliesst sich und schliesst da: duTCh -den Ballastwiderstand 12 kurz.
Infolge dessen wird die Generatorspannung rasch auf einen Wert gebracht, der, wenn ihm- erlaubt würde, weiter zu bestehen, höher wäre als erforderlich ist.
Der Walzwerkmotor 1 be schleunigt sich daher rasch, und wenn er sich der Geschwindigkeit von 10 Umdrehun gen pro Minute nähert, so genügt die Span nung des Magnetinduktors 25, um die bei den Wicklungen 23, 24 des Geschwindig- keitsausgleschsrelais 22 wieder ins Gleich gewicht zu 'bringen. Der Kontaktgeber 15 öffnet sieh, und die Generatorspa.nnung fällt. auf ihren richtigen Wert.
Das Hilfsrelais 21 bewirkt die Zurückführung des Spa-nnungs - relais 18, ohne dass der Abfall der Spannung auf einen niederen Wert abgewartet wird. Ein ähnlicher Vorgang findet statt, wenn der Steuerschalter in seine zweite bezw. dritte Vorwärtsstellung II bezw. III bewegt wird.
Sollte während der Zeit, in der der Ballastwiderstand 12 kurzgeschlossen ist, eine gefährliche Stromspitze auftreten, so öffnet das .Stromrelais 16 seine untern Kontakte 29, und der den Ballastwiderstand 12 kurz schliessende Kontaktgeber 15 wird geöffnet. Eine Überspannung wird den gleichen Effekt haben, indem nämlich die Kontakte 40 des Spannungsrelais 18 in Serie mit der Wick lung 39 des Kontaktgebers 15 sich öffnen.
Wenn nun der Steuerschalter 10 in seine vierte Stellung IV, die einer Umlauf geschwindigkeit von 90 Touren pro Minute entspricht, bewegt wird, so schliesst das auf Geschwindigkeit ansprechende Relais 34 seine in Serie mit der Wicklung 37 des mit der Motorfeldwicklung 4 verbundenen Kon- taktgebers <B>11</B> befindliche Kontakte 36, und wenn das Geschwindigkeitsausgleichsrelais 22 ausser Gleichgewicht ist,
so wird der Kon taktgeber 11 geöffnet und der Feldabschwä- chungswiderstand 7 in den .Stromkreis der Feldwicklung 4 eingeschaltet. Dieser Vor gang erhöht die Beschleunigung des Motors 1 bis auf 90 Umdrehungen pro Minute.
Nach dem das Geschwindigkeitsausgleichsrelais -2-) wieder ins Gleichgewicht gekommen ist, wird der Widerstand 7 nochmals durch die Üff- nung der obern Kontakte 41 des Relais 22 kurzgeschlossen. Ein ähnlicher Vorgang fin- tlet in den Stellungen V und VI des Steuer- schalters 10 statt. Gleichzeitig erfolgt die Regulierung des Widerstandes 12 im Feld stromkreis des Generators.
Das Auftreten von Überspannungen oder Überstrom während sich das Geschwindigkeitsausgleiehsrelals 22 nicht in CTleieligewieht befindet, wird daher die Wiedereinschaltung des Widerstandes 12 in den Feldstromkreis des Generators und die Ausschaltung des Widerstandes 7 aus dem Feldstromkreis des Motors bewirken.
Befindet sich der Steuerschalter 10 in der Stellung VI, die einer Umdirehungsgescliwin- digkeit von 150 Touren pro Minute ent spricht, und wird er nun in die Ausschalt stellung zurüel#.bewegt, so wird der der Wicklung 24 des Geschwindigkeitsa,usgleichs- rela.is 22 aus der Hauptleitung 26 zugeführte Strom aboyeschwäelit und zuletzt auf Null reduziert.
Die andere Wicklung 23 bleibt jedoch erregt. bis der Walzwerkmotor 1 still steht, wobei die Kontakte 42 des Relais 22 sich -schliessen. Diese Schliessung der Kon takte 42 des Relais 2 2 hat keine Wirkung auf die ganze Anordnung, wenn nicht die Kontakte 28 des Stromrelais 16 geschlossen sind.
Sollte ein starker Strom auftreten, so schliessen sich die Kontakte 28 des .Strom- relais 16, und die Wicklung 39 des mit. dem Generator-Feldstromkreis in Verbindung ste henden Kontaktgeber 15 wird erregt und schliesst den Widerstand 12 im F'eldstrom- krei3 kurz. wobei gleichzeitig die Zeitkon- sta.ute der Generatorfeldwicklung 3 erhöht wird.
Natürlich sinkt auch die Spannungsdes Generatorfelderregers 13 mit der Bewegung des Steuerschalters 10 in seine Ausschaltstel lung. Ferner wird, wenn die Motorgeschwin digkeit noch mehr als 60 Touren pro Minute beträgt, der Kontaktgeber 11, der mit dem Feldstromkreis des Motors in Verbindung steht, erregt und die Einschaltung des Wider standes 7 in den Motorfeldstromkreis wird die dadurch erzeugte elektromotorische Gegenkraft verringern.
Ein ganz ähnlicher Vorgang ergibt sieh, wenn .der Steuerschalter 10 aus seiner Aus schaltstellung in eine Rückwärtsstellung be- webt wird, mit dem Unterschied, ,dass in die sem Falle .der Sinn :
derr Erregung der Wick lung 32 des polarisierten Relais 33, die über den .Steuerschalter 10 stattfindet, umgekehrt wird, die Kontakte 33 des Relais 30 sich öffnen und bewirken, :
dass die untern Kon- takte 42 des Geschwindigkeitsausgleichsrela.iä 22 geschlossen bleiben. Wenn nun. eine Über stromspitze auftritt, so schliesst sich der Kon- taktgeber 15, Ader an den Widerstand 12 :
des Generatorfeldes angeschlossen ist, und erhöht dadurch wiederum die Zeitkonstante der Generatorfeldwicklung 3.. Zuletzt fällt die Motorgeschwindigkeit auf Null, kehrt sieh dann um, und das polarisierte Relais 30 schliesst wiederum. seine Kontakte 33. Die obern Kontakte 41 des Geschwindigkeitsaus- :gleichsrelais 22 schliessen sich ebenfalls, um eine rasche Beschleunigung des Motors 1 in der rückläufigen Bewegung hervorzurufen, wie :
dies bereits bei der Bewegung des Steuerschalters 10 in die Vorwärtsstellungen beschrieben wurde.
Ausser den verschiedenen oben erwähnten Relais sind noch Übergmakwindigkeitskon- takte 45 am Motor 1 angeordnet, und zwar derart, :dass sie alle Erregung von Motor 1 und Generator 2 abschalten, wenn die Motor- geschwindigkeit irgend einen vorbestimmten Wert oberhalb der maximal zulässigen Ge schwindigkeit erreicht.