Elektrowickler. Bei Wickelvorrichtungen zum Auf- und Abwickeln von Metallband, Papier und der gleichen wird die Wickelrolle üblicherweise von einem besonderen Elektromotor ange trieben. Dieser Elektromotor muss gewöhn lich auch als Stromerzeuger betrieben wer den können, wenn von einer Rolle abgewickelt wird. An solche Elektrowickler werden strenge Forderungen gestellt. Es wird ver langt, dass bei gleichbleibender Geschwindig keit des Papiers oder des Metallbandes der Zug ebenfalls während des.
Wickelvorganges gleich bleibt, und zwar unabhängig davon, welchen Radius der Wickel momentan auf- weist. Die Drehzahl des Motors znuss also stets umgekehrt proportional seinem Dreh moment sein oder mit andern Worten, es muss die Leistung des Motors konstant ge halten werden. Man hat versucht, die erfor derlichen Charakteristiken des Ixotors mit tels besonderer Regelsysteme zu erhalten, ,die das Erregerfeld so beeinflussen, dass bei konstanter Motorklemmenspannung auch der Motorstrom konstant gehalten wird.
Der be nötigte grosse Drehzahlbereich von etwa 1 : 7 bis 1 : 10 ist aber für elektrische'Maschinen der üblichen Bemessung nicht allein durch Regelung des Erregerfeldes möglich, sofern nicht eine kostspielige Überbemessung und ein schlechter Wirkungsgrad in Kauf ge nommen wird. Man ist daher dazu überge gangen, den Antriebsmotor nicht mehr mit konstanter Spannung, sondern mit veränder licher Spannung während,des Wickelvorgan ges zu betreiben.
Weil aber gewöhnlich nur ein Speisenetz konstanter Spannung vorhan den ist, hat man eine geeignete Umformer gruppe zwischen Motor und Speisenetz ge legt. Eine verbreitete Schaltung dieser Um formergruppe besteht darin, -dass deren eine Maschine in Reihe mit dem Antriebsmotor der Wickelrolle an das Netz gelegt und mit der andern Maschine der Umformergruppe gekuppelt wird, die ihrerseits am Netz liegt. Die Umformergruppe hat daher jeweils nur die veränderliche Differenzleistung aufzu- bringen und kann infolgedessen verhältnis mässig klein gebaut werden.
Um nunmehr die eingangs erwähnte Bedingung für den Antriebsmotor der Wickelvorrichtung zu verwirklichen, hat man, ähnlich wie bei den genannten früheren Schaltungen, mit Hilfe eines Reglers die Motorklemmenspannung und den Motorenstrom so verändert, dass das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl gleich bleibt. Weil nun aber die Spannung und der Strom während des Rollvorganges sich stark verändern und zudem der Zug für verschiedene Materiale und Bandbreiten ebenfalls in weiten Grenzen einstellbar sein soll, erhält man eine sehr verwickelte Regel einrichtung, deren Inbetriebnahme und Ab gleichung mit. erheblichen Schwierigkeiten verknüpft. ist.
Die bekannten Anordnungen der letztgenannten Art vermochten sich des halb trotz der theoretisch zu erwartenden Vorteile nicht einzuführen.
Nach der Erfindung werden diese Mängel für Elektrowickler, bei welchen die Wickel rolle mit einer elektrischen Maschine gekup pelt ist, die mit einer weiteren elektrischen Maschine in Reihe geschaltet am Speisenetz liegt und mit einer dritten, ebenfalls am Speisenetz liegenden elektrischen Maschine gekuppelt ist, in weitgehendem Masse ver mieden. Ausserdem wird eine einfache Regel möglichkeit zur Einstellung des Bandzuges gewährleistet, ohne da.ss die Abgleichung und Inbetriebnahme irgendwie auf Schwierigkei ten stösst.
Dies wird dadurch erreicht, dass zur Erzielung einer möglichst gleichbleiben den Zugkraft an der Wickelrolle während des Auf- oder Abwickelns die drei elektri schen Maschinen über einen gemeinsamen Shunt an das Speisenetz gelegt sind und .die am Shunt hervorgerufenen Spannungen als Steuergrösse in ein Reglersystem einge führt sind, welches die Stromaufnahme oder -abgabe des gesamten Maschinenaggregates möglichst konstant hält.
Bei dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wickelrolle a unmittelbar mit der als Motor oder Generator arbeitenden elektrischen Ma- schine <I>b</I> gekuppelt. Die Maschine<I>b</I> liegt in Reihe mit der Maschine c am Speisenetz e, an welches auch die mit c gekuppelte Ma schine d angeschlossen ist. Dabei ist die Schaltung so getroffen, dass im gemeinsamen Stromkreis der drei Maschinen ein veränder barer Shunt <I>f</I> angebracht ist.
Die am Shunt <I>f</I> hervorgerufenen Spannungen werden nun als Steuergrösse in das Antriebssystem g des Re glers geführt, welcher beispielsweise zwei mittels Wälzsektorkontakte veränderliche Widerstände<I>h</I> und<I>i</I> verstellt. Es hat sich nun als vorteilhaft erwiesen, bei beiden Ma schinen b und c zwangsläufig über ihre Erregerwicklungen<I>m, n zu</I> regeln, während die Erregung<I>p</I> der Maschine<I>d</I> zweckmässig konstant zu halten ist. Die geregelten Wi derstände<I>h, i</I> sind dabei so mit. den Erreger wicklungen<I>m,</I> n verbunden, dass auf gleich bleibenden Gesamtstrom im Shunt geregelt wird.
Der Regler ist so geschaltet, dass damit auch die Leistung der Maschine b trotz ihrer veränderlichen Klemmenspannung und ihres veränderlichen Ankerstromes während des Rollvorganges mit weiter Annäherung kon stant gehalten wird.
Man hat nur dafür zu sorgen, dass eine Vergrösserung des Gesamt stromes im Shunt f beiden Maschinen b und c eine entsprechend starke Erhöhung ihrer Erregungen verursacht, wodurch die Ma schine c mehr Spannung verbraucht und die Drehzahl der Wickelrolle a nicht nur infolge der Verstärkung des Feldes m, sondern auch infolge geringerer Ankerspannung der Na schine a herabgesetzt wird;
der Gesamtstrom im Shunt sinkt dadurch wieder auf seinen Normaflwert. Mittels des Shunts f kann daher die Zugkraft an der Wickelrolle a, das heisst die Leistung der Maschine b, auf vorgegebene Werte zum voraus eingestellt werden. Besonders vorteilhaft ist bei der beschriebenen Einrichtung, dass die einzige massgebende Abgleichung allein mit Hilfe des Widerstandes q durchführbar ist, der bei gegebener Netzspannung ersichtlich die Drehzahl der Maschinengruppe d-c be stimmt.
Zur Vermeidung einer Abhängigkeit der Regeleinrichtung von der Netzspannung werden, ferner, wie dargestellt, möglichst sämtliche Hilfsstromkreise, insbesondere aber die Erregungen der drei elektrischen Xaschi- nen, unter Vermeidung zusätzlicher Span nungsquellen wenigstens mittelbar vom Netz selbst gespeist.
Electric winder. In winding devices for winding and unwinding metal tape, paper and the like, the winding roll is usually driven by a special electric motor. This electric motor must usually also be able to operate as a power generator when it is unwound from a roll. Strict requirements are placed on such electrical winders. It is required that at constant speed of the paper or the metal strip, the train also during the.
The winding process remains the same, regardless of the radius of the winding at the moment. The speed of the motor must therefore always be inversely proportional to its torque or, in other words, the power of the motor must be kept constant. Attempts have been made to obtain the necessary characteristics of the Ixotors by means of special control systems that influence the excitation field in such a way that the motor current is also kept constant when the motor terminal voltage is constant.
The required large speed range of about 1: 7 to 1:10 is not possible for electrical machines of the usual dimensioning solely by regulating the excitation field, unless costly over-dimensioning and poor efficiency are taken into account. One has therefore passed over to operate the drive motor no longer with constant voltage, but with changeable voltage during the winding process.
But because there is usually only one supply network with constant voltage, a suitable converter group has been placed between the motor and the supply network. A widespread circuit of this converter group is that one machine is placed in series with the drive motor of the winding roll on the network and is coupled to the other machine of the converter group, which in turn is connected to the network. The converter group therefore only has to provide the variable differential power and as a result can be built relatively small.
In order to realize the above-mentioned condition for the drive motor of the winding device, the motor terminal voltage and the motor current have been changed with the aid of a controller, similar to the earlier circuits mentioned, so that the product of torque and speed remains the same. But because the voltage and the current change greatly during the rolling process and the train for different materials and bandwidths should also be adjustable within wide limits, you get a very complex control device, its commissioning and comparison with. associated considerable difficulties. is.
The known arrangements of the last-mentioned type were unable to implement the half despite the theoretically expected advantages.
According to the invention, these shortcomings for electrical winders, in which the winding roll is gekup pelt with an electrical machine, which is connected in series with another electrical machine on the supply network and is coupled to a third electrical machine, also located on the supply network, to a large extent Avoid mass. In addition, a simple control option for adjusting the belt tension is guaranteed, without the adjustment and commissioning encountering any difficulties.
This is achieved by connecting the three electrical machines to the supply network via a common shunt and introducing the voltages generated at the shunt as a control variable into a regulator system in order to achieve the same tensile force as possible on the winding roll during winding or unwinding that keep the power consumption or output of the entire machine unit as constant as possible.
In the exemplary embodiment shown schematically in the drawing, the winding roll a is coupled directly to the electrical machine working as a motor or generator. The machine <I> b </I> is in series with the machine c on the supply network e, to which the machine d coupled with c is also connected. The circuit is made in such a way that a changeable shunt <I> f </I> is attached in the common circuit of the three machines.
The voltages generated at the shunt <I> f </I> are now fed as a control variable into the drive system g of the regulator, which, for example, has two resistors <I> h </I> and <I> i </I> which can be changed by means of rolling sector contacts adjusted. It has now proven to be advantageous for both machines b and c to inevitably regulate <I> m, n </I> via their excitation windings, while the excitation <I> p </I> of the machine <I> d < / I> is expediently kept constant. The regulated resistances <I> h, i </I> are included. the exciter windings <I> m, </I> n connected that is regulated to a constant total current in the shunt.
The controller is switched in such a way that the power of the machine b is kept constant with further approximation during the rolling process, despite its variable terminal voltage and its variable armature current.
You only have to ensure that an increase in the total current in the shunt f causes both machines b and c to increase their excitations accordingly, whereby the machine c consumes more voltage and the speed of the winding roller a not only due to the strengthening of the field m, but also as a result of the lower armature voltage of the Na machine a is reduced;
the total current in the shunt falls back to its normal value. By means of the shunt f, the tensile force on the winding roll a, that is to say the output of the machine b, can therefore be set to predetermined values in advance. It is particularly advantageous in the device described that the only decisive adjustment can be carried out solely with the aid of the resistor q, which clearly determines the speed of the machine group d-c for a given mains voltage.
To avoid a dependency of the control device on the mains voltage, as shown, if possible all auxiliary circuits, but especially the excitations of the three electrical machines, are at least indirectly fed from the mains itself, avoiding additional voltage sources.