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Verfahren zum Inbetriebsetzen einer Einrichtung mit wenigstens einer ein Gut enthaltenden Drehtrommel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Inbetrieb- setzen einer Einrichtung mit wenigstens einer, ein zu behandelndes Gut enthaltenden, liegenden Drehtrommel mit wenigstens einem Drehstrom-Kurzschlussläufer-An- triebsmotor mit Stern-Dreieck-Schalter und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Drehtrommel kann beispielsweise eine Waschtrommel (z. B. für Kies), eine Mischtrommel, eine Trok- kentrommel, die Trommel einer Trommelmühle (Rohrmühle, Kugelmühle), einer Trommelschleifmaschine oder eines Drehofens sein.
Der Stern-Dreieck-Schalter hat bekanntlich den Zweck, den hohen Anlaufstrom des Drehstrom-Kurz- schlussläufer-Antriebsmotors herabzusetzen, indem dessen Statorwicklung beim Anlaufen in Stern und für den Betrieb in Dreieck geschaltet wird. Dieser Zweck wird aber nur dann erreicht, wenn beim Umschalten von Stern auf Dreieck die Drehzahl des Motors in dem Zeitpunkt, in welchem der Motor in Dreieck mit dem Netz verbunden wird, annähernd der betriebsmässigen Drehzahl entspricht.
Bei Einrichtungen der genannten Art sind die Anlass- bedingungen in dieser Hinsicht sehr ungünstig. Beim Anlassen befindet sich das Gut (und gegebenenfalls zum Beispiel bei einer Kugelmühle auch die Kugeln) in der Regel in der tiefsten Lage in der Trommel. Der in Stern geschaltete Motor muss zunächst im wesentlichen die Trägheit der Trommel und des Gutes und dann das durch die Schwerkraft des Gutes verursachte Drehmoment, das bestrebt ist, die Trommel entgegengesetzt zur Betriebsdrehrichtung zu drehen, überwinden.
Dieses Drehmoment nimmt mit zunehmender Drehung der Trommel zu, bis die Oberfläche des Gutes dessen Schütt- neigung überschreitet (oder - wenn die Trommel Schaufeln enthält - über diese fliesst) und bleibt dann im wesentlichen konstant.
Dieses mit zunehmender Drehung der Trommel wachsende Drehmoment erschwert den Anlaufvorgang in Sternschaltung, durch den bis zum Umschalten auf Dreieck eine der Betriebsdrehzahl möglichst nahekommende Drehzahl erreicht werden soll. Während der Stromunterbrechung beim Umschalten von Stern auf Dreieck hindert dieses Moment den Motor daran, seine Drehzahl annähernd aufrecht zu erhalten. Das kann dazu führen, dass der Motor nahezu oder ganz stehen bleibt oder sogar zurückläuft, so dass beim Einschalten in Dreieck ein ganz erheblicher Überstrom auftritt.
Noch ungünstiger sind die Verhältnisse, wenn das Gut beim Inbetriebsetzen auf der hochlaufenden Seite der Trommel gelagert ist, weil der Motor dann in der ersten Anlassstufe ausser der Trägheit auch das genannte Drehmoment überwinden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel in Sternschaltung des Motors zuerst entgegengesetzt zur Betriebsdrehrichtung angetrieben wird, um durch die Schwerkraft des Gutes ein Moment in der Betriebsdrehrichtung der Trommel hervorzurufen, welches dazu ausreicht, die Trommel und den Motor bei unterbrochener Stromzufuhr zu drehen, und dass der Motor daraufhin abgeschaltet und erst dann zum Antrieb in der Betriebsdrehrichtung eingeschaltet wird, wenn die Trommel sich durch die Wirkung der Schwerkraft des Gutes in der Betriebsdrehrichtung dreht.
Zum Umkehren der Drehrichtung der Trommel kann ein Wendegetriebe dienen. Einfacher ist es jedoch, zu diesem Zwecke die Reihenfolge der Phasen zu vertauschen.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist die Reihenfolge der Phasen des Stern-Dreieck-Schalters in der Sternschaltung gegen- über der Phasenfolge in der Dreieckschaltung vertauscht.
Zur weiteren Verbesserung des Anlassvorgangs und Vermeidung von Anlassstromstössen dient eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, bei welcher die Trommel zwischen dem zur Betriebsdrehrich-
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tung entgegengesetzten Antreiben (in Sternschaltung) und dem Umschalten des Motors auf Dreieck (in der Be- triebsdrehrichtung) vorübergehend in Sternschaltung in der Betriebsdrehrichtung angetrieben wird.
Bei einer auf diese Weise in Betrieb setzbaren Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung hat der Stern-Dreieck-Schalter aufeinander folgend eine erste und eine zweite Sternstufe und die Dreieckstufe, wobei die Reihenfolge der Phasen in der ersten Sternstufe gegenüber der Phasenfolge in der zweiten Sternstufe und der Dreieckstufe vertauscht ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorgänge beim Inbetriebsetzen einer Einrichtung mit einer ein Gut enthaltenden Drehtrommel mit Drehstrom-Kurz- schlussläufer-Antriebsmotor und Fig. 2 eine Schaltung eines Drehstrom-Kurzschluss- läufer-Antriebsmotor mit einem Anlasser (Stern-Dreieck- Schalter) zum Schalten der in Fig. 1 dargestellten Vorgänge.
In Fig. 1 sind die zeitlich aufeinander folgenden Vorgänge bzw. Züstände von links nach rechts aneinander gereiht dargestellt. Jeder dieser Vorgänge ist durch die Stellung und gegebenenfalls Drehrichtung der schematisch dargestellten Drehtrommel mit dem schraffiert gezeichneten Gut und durch die symbolisch dargestellte Schaltung und Drehrichtung des Antriebsmotors veranschaulicht. Dabei ist angenommen, dass die Trommel während des Betriebes im Uhrzeiaersinn rotiert.
In der Ausgangslage a befindet sich das Gut in der tiefsten Lage in der Trommel.
Der Motor wird zuerst in Sternschaltung entgegengesetzt zur Betriebsdrehrichtung angetrieben, b zeigt den Zustand im Einschaltmoment und c den Zustand einige Zeit später.
Spätestens in dem Zeitpunkt, in welchem die Oberfläche des Gutes die Schüttneigung erreicht hat, wird die Drehrichtung des Motors unter Beibehaltung der Sternschaltung umgekehrt, d zeigt die Lage der Trommel mit dem Gut in dem Zeitpunkt der Stromunterbrechung beim Umschalten der Drehrichtung des Motors.
Die Schwerkraft des Gutes übt nun ein Drehmoment im Uhrzeigersinn auf die Trommel aus, unter dessen Wirkung sich die Trommel dreht und den Antriebsmotor in der Betriebsdrehrichtung antreibt. Nun wird der Motor in Sternschaltung für diese Drehrichtung eingeschaltet, wie bei e gezeigt.
Wenn das Gut in der Trommel wieder in die tiefste Lage kommt, wobei die Geschwindigkeit der unter Trägheitswirkung stehenden Trommel ein Maximum erreicht, wird der Motor bei unveränderter Drehrichtung auf Dreieck umgeschaltet, wie bei g gezeigt. f veranschaulicht die Lage der Trommel mit dem Gut im Zeitpunkt der Stromunterbrechung beim Umschalten auf Dreieck.
Bei g ist der Motor für den Betrieb geschaltet. Nach weiterer Drehung der Trommel erreicht die Oberfläche des Gutes dessen Schüttneigung, womit der Betriebszustand der Einrichtung erreicht ist.
Jeder der Einschaltvorgänge des Motors erfolgt unter günstigen Bedingungen. Bei b braucht der Motor die Schwerkraft des Gutes nicht zu überwinden. Bei e und g wird der Motor eingeschaltet, während er unter der Wirkung der Schwerkraft des Gutes bzw. der Trägheit des Gutes und der Trommel mechanisch in der Richtung angetrieben ist, die seiner Anlaufrichtung entspricht. Unter diesen Bedingungen entsteht nur bei stillstehendem Motor b unvermeidliche, aber kein weiterer, nennenswerter Einschaltstromstoss.
Fig. 2 zeigt die drei Phasen R, S und T eines Drehstromnetzes, die Wicklungen u-x, v-y und w-z eines Drehstrommotors und einen Stern-Dreieck-Schalter mit zwei Sternstufen I und II und einer Dreieckstufe III. Dieser Schalter schliesst in den Stufen 1I und III den Motor mit normaler Phasenfolge, also für Betriebsdrehrichtung, und in der Stufe I mit vertauschten Phasen, also für zur Betriebsdrehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung, an die Phasenleiter R, S und T an, so wie das zur Auslösung der in Fig. 1 dargestellten Vorgänge erforderlich ist.
Die Anlassstufe II kann weggelassen werden, wenn die aus der Stellung d lediglich unter der Wirkung der Schwerkraft des Gutes drehende Trommel eine Geschwindigkeit erreicht, die es ermöglicht, den Motor ohne unerwünscht hohen Einschaltstromstoss in Dreieck einzuschalten.
Die Einrichtung kann mit einem Selbstanlasser ausgeführt werden, der nach Druckknopfbetätigung die Stufen I, 1I und III bzw. I und III in vorbestimmten zeitlichen Abständen nacheinander einschaltet. Diese Abstände sind abhängig von den konstruktiven Daten der Einrichtung sowie der Art und Menge des Gutes so-ein- zustellen, dass die Schaltvorgänge unter den oben angegebenen Bedingungen erfolgen.
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The invention relates to a method for starting up a device with at least one lying rotary drum containing a material to be treated with at least one three-phase squirrel cage drive motor with star-delta drive. Switch and a device for performing this procedure.
The rotating drum can be, for example, a washing drum (for example for gravel), a mixing drum, a drying drum, the drum of a drum mill (tube mill, ball mill), a drum grinding machine or a rotary kiln.
As is known, the star-delta switch has the purpose of reducing the high starting current of the three-phase squirrel cage drive motor by switching its stator winding to star when it starts and to delta for operation. However, this purpose is only achieved if, when switching from star to delta, the speed of the motor at the point in time at which the motor is connected in triangle to the mains approximately corresponds to the normal operating speed.
In the case of facilities of the type mentioned, the starting conditions are very unfavorable in this regard. When tempering, the material (and possibly also the balls in the case of a ball mill, for example) is usually in the lowest position in the drum. The star-connected motor must first essentially overcome the inertia of the drum and the material and then the torque caused by the force of gravity of the material, which tries to turn the drum in the opposite direction to the operating direction of rotation.
This torque increases with increasing rotation of the drum until the surface of the material exceeds its tendency to pour (or - if the drum contains blades - flows over them) and then remains essentially constant.
This torque, which increases with increasing rotation of the drum, complicates the start-up process in star connection, by means of which a speed as close as possible to the operating speed should be achieved before switching to triangle. During the power interruption when switching from star to delta, this torque prevents the motor from almost maintaining its speed. This can lead to the motor almost or completely stopping or even running back so that a very considerable overcurrent occurs when switching on in delta.
The conditions are even more unfavorable if the goods are stored on the running-up side of the drum when they are started up, because the motor then has to overcome the torque mentioned in addition to the inertia in the first starting stage.
The invention is based on the object of avoiding these difficulties.
The method according to the invention is characterized in that the drum is first driven in the star connection of the motor opposite to the operating direction of rotation in order to produce a torque in the operating direction of rotation of the drum through the force of gravity, which is sufficient to turn the drum and the motor when the power supply is interrupted , and that the motor is then switched off and only switched on to drive in the operating direction of rotation when the drum rotates in the operating direction of rotation due to the effect of gravity of the material.
A reversing gear can be used to reverse the direction of rotation of the drum. However, it is easier to reverse the order of the phases for this purpose.
In the device according to the invention for carrying out this method, the sequence of the phases of the star-delta switch in the star connection is reversed with respect to the phase sequence in the delta connection.
In order to further improve the starting process and avoid starting current surges, an embodiment of the method according to the invention is used, in which the drum is
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opposite drives (in star connection) and switching the motor to delta (in the operating direction of rotation) is temporarily driven in star connection in the operating direction of rotation.
In an embodiment of the device according to the invention that can be put into operation in this way, the star-delta switch has a first and a second star stage and the triangle stage, the sequence of the phases in the first star stage compared to the phase sequence in the second star stage and the delta stage is swapped.
The invention is explained, for example, with reference to the drawing. The figures show: FIG. 1 a schematic representation of the processes involved in putting a device into operation with a rotary drum containing a product with a three-phase squirrel-cage drive motor, and FIG. 2 shows a circuit of a three-phase squirrel-cage drive motor with a starter (star-delta - Switch) for switching the processes shown in FIG.
In Fig. 1 the chronologically successive processes or conditions are shown in a row from left to right. Each of these processes is illustrated by the position and possibly the direction of rotation of the schematically illustrated rotary drum with the hatched material and the symbolically illustrated circuit and direction of rotation of the drive motor. It is assumed that the drum rotates clockwise during operation.
In the starting position a, the material is in the lowest position in the drum.
The motor is first driven in a star connection opposite to the operating direction of rotation, b shows the status at the moment of switch-on and c the status some time later.
At the latest at the point in time at which the surface of the material has reached the tendency to pour, the direction of rotation of the motor is reversed while maintaining the star connection, d shows the position of the drum with the material at the time of the power interruption when switching the direction of rotation of the motor.
The force of gravity of the goods now exerts a clockwise torque on the drum, under whose effect the drum rotates and drives the drive motor in the operating direction of rotation. Now the motor is switched on in star connection for this direction of rotation, as shown at e.
When the material in the drum is in the lowest position again, with the speed of the drum under inertia reaching a maximum, the motor is switched to triangle with unchanged direction of rotation, as shown at g. f illustrates the position of the drum with the goods at the time of the power interruption when switching to triangle.
At g the motor is switched on for operation. After further rotation of the drum, the surface of the material reaches its tendency to pour, whereby the operating state of the device is reached.
Each of the motor start-ups takes place under favorable conditions. At b the motor does not need to overcome the gravity of the goods. At e and g the motor is switched on, while it is mechanically driven under the action of the force of gravity of the goods or the inertia of the goods and the drum in the direction that corresponds to its starting direction. Under these conditions, unavoidable, but no further, appreciable inrush current occurs only when the motor b is at a standstill.
Fig. 2 shows the three phases R, S and T of a three-phase network, the windings u-x, v-y and w-z of a three-phase motor and a star-delta switch with two star stages I and II and a delta stage III. This switch connects the motor with normal phase sequence, i.e. for operating direction of rotation, in stages 1I and III, and in stage I with reversed phases, i.e. for the direction of rotation opposite to the operating direction, to the phase conductors R, S and T, as well as the one for tripping the operations shown in Fig. 1 is required.
The starting stage II can be omitted if the drum, which rotates from position d only under the effect of gravity, reaches a speed that enables the motor to be switched on in a triangle without an undesirably high inrush current.
The device can be implemented with a self-starter, which switches on stages I, 1I and III or I and III one after the other at predetermined time intervals after pressing a push button. These distances are dependent on the design data of the device and the type and quantity of the goods to be set so that the switching operations take place under the conditions specified above.