CH313461A - Einrichtung für die Drehzahlregulierung von Gleichstrommotoren - Google Patents

Description

  Einrichtung für die     Drehzahlregulierung    von     Gleichstrommotoren       Bei der Speisung von     Gleichstrommotoren     für kontinuierliche Walzwerke muss die Dreh  zahl der Motoren innerhalb     enger    Grenzen       konstant    gehalten werden. Beim Auftreten  von     Belastunggsstössen    muss die     Möglichkeit          bestehen,        augenblicklich    den Strom und also  die     Gleichspannung    am Motor zu erhöhen,  um das     Absinken.,der        Drehzahl        zu    vermeiden.

         -Werden    die Motoren über     gittergesteuerte     Gleichrichter     gespeist,    so, wird in bekannter  Weise die rasche     Regulierung    der Motoren  durch die Gittersteuerung der     speisenden          Gleichrichter        .durchgeführt.    Zu     diesem    Zweck       mu    ss die     .Steuerung    des Gleichrichters so erfol  gen können,     @dass    für die     Erhöhung    des  Stromes eine gewisse     S.pünnungsTeserve    vor  handen     ist.    Das bedeutet,

       d\ass    die     Gleich-          richter        wenigstens        bei        geringen        Belastungen     nicht vollständig     ausgesteuert    werden dürfen.

    Dies bat weiter zur Folge, dass     diese        Gleich-          richter    einen     gewissen;    erhöhten     Blindstrom     aus dem Primärnetz entnehmen und dass  ausserdem die Beanspruchung oder     Gleichrich-          ter    bei der reduzierten Spannung erhöht  wird..

       Ausserdem    treten in der     Regel    noch       Schwankungen    der     Primärspannung    auf, wel  che     ebenfalls        durch    die     Gitterregulierung    auf  genommen werden     müssen..    Je nach dem     Walz-          programm    müssen -die Motoren auf - verschie  dene     Solldrehzahlen        eingestellt        werdenkönnen,     was in     d!er    Regel mit     Hilfe    der Erregung     des     Feldes geschieht.

   Es     ist    bekannt, diese letztere       Regulierung    dazu zu benützen, die Gitter-         steuerung    zu     entlasten.        Dies        kann        beispiels-          weise    dadurch geschehen,

   dass die     Regulie-          rung    von der dem     Motor    zugeführten Gleich  spannung aus     erfolgt.        Diese    Art der     Rege-          lierung    kann den Einfluss von .Spannungs  schwankungen des     Primärnetzes        nicht    er  fassen und ergibt somit je nach der Grösse .

    der     Primärspannung        unter        Umständen        un-          günstige        Verhältnisse        in    bezug auf die       mittlere        Reguuilierung    der     Gl'eiehrichter,    den       Blindleistungsbedarf    und die     Spannungs-          reserve.    Diese Nachteile können an Hand der ,  vorliegenden     Erfindung        umgangen    werden.  



       Gegenstand    der     Erfindung        ist    eine Ein  richtung für die     Drehzahlregulierung    von  über     gittergesteuerte    Gleichrichter     gespeisten.          Gleichstrommotoren,        insbesondere    für konti  nuierliche Walzenstrassen.

   Die     Erfindung    be  steht darin,     däss    die     .Schnellregulierung    der  Drehzahl jedes Motors mit     Hilfe    der Gitter  steuerung     des    zugehörigen Gleichrichters  durch     Einzelregulierung        oder    dem Motor     zage-,          führten:

          Rotorspannung        in    Abhängigkeit der  Abweichung der Drehzahl des Motors vom       Sollwert    erfolgt, während     glelehzeitig    in Ab  hängigkeit vom     Verschiebungsfaktor        cos        9p     des gesamten Primärstromes der speisenden  Gleichrichter die     Feldregulierung    der Moto  ren dieser     Gruppe    gemeinsam erfolgt.  



  Die     Erfindung    wird an     Hand    eines     Aus-          führungsbeispiels    näher     erläutert:     Eine     Gruppe    von     Gleichstrommotoren    5,  50 ... wird vom     Wechselstromnetz    1 aus über      Gleichrichter gespeist. Der Rotor des Motors  5 ist über den     gittergesteuerten    Gleichrichter  4 und den     Transformator    3 zusammen mit  den     übrigen    in gleicher Schaltung angeord  neten Motoren     gemeinsam    über die     Leitung    2  an das Netz 1 angeschlossen.

   Die     Steuerung     der Gleichrichter, durch Beeinflussen der       Stromdurchgangsphase,        erfolgt        mittels    der  Steuergeräte 9, 90 ... in     bekannter        Weise    in  Abhängigkeit der jeweiligen     ,Steuerspannung     <I>d U.</I> Mit dem Motor ist der     Tachometergene-          rator    1.0 gekuppelt, der eine drehzahlpropor  tionale Spannung     UT    abgibt.

   Diese     Spannung          ist    einer ,dem     Spannungteiler    12 abgegriffe  nen Spannung     Us        gegengeschaltet,    und diese  bilden zusammen die Steuerspannung<I>d U</I> des       Steuergerätes.    Die Spannung<I>d U</I> dient als       Steuerspannung    einer     Schnellregulierung    des  Motors, da die     Steuerung    des     Rotorstromes     praktisch     trägheitsfrei    erfolgt.

   Sämtliche       Spannungsteiler    12, 120...     sind    von     der          Sammelsehiene    13 aus     gemeinsam    mit Gleich  strom     gespiesen.     



  Die Speisung der     Feldspulen    des Motors  5 bzw. 50 ... erfolgt     aus    der     für    alle Motoren       gemeinsamen        Gleiehspannungs,quelle    13 über  den     gemeinsamen        Regler    B.

   Die     Steuerung        des     Reglers     erfolgt    über einen     Spannungswandler     7 in Abhängigkeit der     Wechselapeisespannung     sämtlicher Gleichrichter     sowie        inAbhängigkeit     des den     Gleichrichtern.        gelieferten    gesamten       Stromes    über den Stromwandler 6.

   Der Re  gler     ist    in bekannter Weise so gebaut,     dass    er  auf ,den     Verschiebungsfaktor        :cos        99    der ge  samten Anlage     reagiert.    Der     Erregerstrom    der  Motoren wird     gemeinsam    automatisch in Ab  hängigkeit     des        cos        9p    der     Wechselstromseite          eingestellt.    Diese     gemeinsame        Regulierung    der  Motorfelder erfolgt im Gegensatz     zu    den ein  

  zelnen Gittersteuerungen     verhältnismässig     langsam.  



  Die     '\Virlaugsweise    der     Einrichtung    ist  folgende:  Entsprechend dem     Verwendungszweck    der  Motoren soll erreicht     werden,    dass     die    hinter  einander arbeitenden Walzwerke entweder  mit gleicher oder mit     verhältnisgleicher    Dreh-    zahl arbeiten.

   Die jedem Motor zugeteilte  Drehzahl wird durch eine entsprechende     Soll-          spannung        Us    an     Iden        Spannungsteilern    12,  120 ...     eingestellt.    Das damit     eingestellte    Dreh  zahlverhältnis der Motoren     soll        nun    während  des     Walzvorganges    erhalten bleiben.

   Ergeben  sich Schwankungen in der     Belastung    und da  mit auch in der Drehzahl, welche beim     Walz-          vorgang        betriebsmässig        auftreten,    können, so  müssen diese, durch     Eingriff    der     Regulierung     wieder automatisch     ausgeglichen    werden. Der  sieh dabei abspielende     Regelvorgang    ist fol  gender:  Angenommen, der Motor 5 werde ent  lastet, so dass dieser die Tendenz hat, schneller  zu laufen.

   Dadurch     erhöht    sich die Tacho  meterspannung     UT    gegenüber der     Sollspan-          nung        Us,    was eine entsprechende Änderung  der     Differenzspannung   <I>d U</I> zur Folge hat.

         Entsprechend    dieser     Änderung    erzeugt das       Reguliergerät    9 sofort eine     Verschiebung    der       Stromdurchlassphase    am Gleichrichter 4, so  dass der Rotor von 5     praktisch    ohne Zeitver  zögerung eine verringerte mittlere Gleich  spannung erhält und dadurch der Motor die  Tendenz     bekommt,    in der     Drehzahl    zu     fallen     oder     mindestens    nicht anzusteigen.

   Die Ver  schiebung der     Durchlasszeit    des     Gleichrichters     4 hat aber auf der     Weclvselstromseite        in    be  kannter     Weise    eine     Vergrösserung    der Phasen  verschiebung des Stromes gegenüber der  Spannung zur Folge.

   Diese Vergrösserung der       Phasenverschiebung    ergibt über     dieWandler    7  und 6 und den Regler 8 eine Vergrösserung des       Gleichstromes    in der     Erregerwicklung    von  5, so dass die     Rotorspannung        zur.    Konstant  haltung der Drehzahl entsprechend erhöht wer  den muss, was vom Regler 9     besorgt        wird.    Der  Regler 9 verschiebt die     Stromdurchlassphase     im Sinne einer     Spannungserhöhung,

      wodurch  auch     idie    Vergrösserung der Phasenverschie  bung     wenigstens    zum Teil rückgängig ge  macht wird.     Eis    ergibt sich somit die     sehr     erwünschte Wirkung,     dass        durch    den Regler  9 zwar sehr rasche     Stromänderungen        zum          Ausgleich    der Belastungsschwankungen er  halten werden,     :

  dass    aber hinterher die     Erre-          gung    der Motoren den neuen Betriebsverhält-           nissen    angepasst wird, so dass     die        erforderliche     dauernde Verschiebung der     Durcblassphase          der        Gleichrichter        zumindest        auf        ein     beschränkt     wird.        Diese        Tatsache        ist    sowohl  vom     Gesichtspunkt    :

  der     geringeren    Belastung       des        Primärnetzes    durch     Blindstrom    als auch  von     demjenigen    der geringeren     Beansp-ra-          chung        des    Gleichrichters von     Vorteil:

  .    Alle       Vargänge,    welche zu     einer    länger andauern  den     Verminderung        -des        Leistungsfaktors    der       Gleichrichtergruppe    bei     alleiniger    Gitter  steuerung führen würden,     werden    im wesent  lichen durch den Regler 8 durch entspre  chende     Einstellung    der Erregung der Motor  felder     ausreguliert.    Dies gilt vor     allem    auch  dann, wenn Schwankungen der Primärspan  nung auftreten.

   Da die     Belastung    der ein  zelnen Motoren in weiten Grenzen ändert       und.    die Belastungsstösse in den einzelnen Mo  toren nicht gleichzeitig auftreten,     ist    das Ein  schaltendes Stromwandlers 6 in die     gemein-          same        Zuleitung    mehrerer     Gleichrichtergrup-          pen        besonders    vorteilhaft, indem dann der  mittlere     Leistungisfakt:or    der ganzen Anlage  erfasst wird.     Gleichzeitig    wird dadurch die  Einrichtung einfach.  



       Erwähnt    sei, dass natürlich auch die Aus=       regulierung    der Erregung der Motoren ein-         zeln    erfolgen könnte. Jedem Gleichrichter       und    Motor wäre dann     ein    Regler 8     zugeordnet     und die     Stromentnahme    über einen Wandler  6 wäre     in    jeder     Gleichrichterzuleitung        vor-          zunehmen.        Betriebstechnisch        bringt        dies        Je-          doch    keinen 

      Vorteil    mit     sich,    da es bei solchen       Anlagen    auf eine     mittlere        Ausregulierung    des       Leistungsfaktorsunkommt    und     ausser'd'em    der  Aufwand     für    die     Regulierung    grösser wäre.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung für die Drehzahlregulierung von über gittergesteuerte Gleichriehter ge speisten Gleichstrommotoren, insbesondere für kontinuierliche Walzenstrassen, dadurch ge- kennzeichnet, dass :

   die Schnellregulierung der Drehzahl. jedes Motors mit Hilfe -der Gitter steuerung des zugehörigen, Gleichrichters durch Einzelregulierung der dem Motor zuge führten Rotonsp:annung in Abhängigkeit der Abweichung :

   der Drehzahl des Motors vom Sollwert erfolgt, während gleichzeitig in Ab hängigkeit vom Verschiebungsfaktor cos (p des gesamten Primärstromes der speisenden Cxleichxiehter die Feldregulierung der Moto ren dieser Gruppe gemeinsam erfolgt.