**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Antriebsregelung eines Schwenkwerks mit Zahnradantrieb, der auf einen Drehwerkszahnkranz oder -triebstockkranz wirkt, a) mit mindestens zwei Antriebsmaschinen (M1 ... M4), b) wobei zur elektrischen Verspannung des Schwenkwerks bei mindestens zwei Antriebsmaschinen (M1, M2) zusätzlich zu Sollantriebsströmen (soll) je Antriebsmaschine, die vorgebbaren Lastdrehmomenten entsprechen, nach Richtung und Grösse wählbare, unterschiedliche Verspannungsströme (AII, AI2) überlagert werden, die unterschiedlichen Verspannungsdrehmomenten entsprechen, welche auf den Drehwerkszahnkranz (Z) oder -triebstockkranz wirken und c) die Verspannungsströme so gewählt werden,
dass die Summe der Verspannungsdrehmomente aller auf den Drehwerkszahnkranz oder -triebstockkranz angreifenden Zahnradantriebe kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, dadurch gekennzeichnet, d) dass zur Getriebeschonung beim Hochlauf der Antriebsmaschinen (M1, M2) aus dem Stillstand und bei jedem Nulldurchgang des durch die elektrisch verspannten Antriebsmaschinen auf den Drehwerkszahnkranz (Z) oder -triebstockkranz übertragenen Drehmoments der Antriebsstrom (iM1, iM2) für die jeweilige Antriebsmaschine (M1, M2) für eine vorgebbare Zeitdauer (tG) auf einen einstellbaren Wert (iG) verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der einstellbare Wert (io) in Abhängigkeit von der Drehzahl verstellt wird, derart, dass die Drehzahlabweichung des jeweiligen Zahnradantriebs gegenüber den Drehzahlistwerten der übrigen Antriebe einen vorgebbaren Grenzwert nicht überschreitet.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass auf den Maschinenantrieb wirkende Antriebsbremsen beim Hochlauf aus dem Stillstand solange in Bremsposition gehalten werden, bis ein vorgebbares Verspannungsdrehmoment aufgebaut ist und b) dass bei einem Stop des Maschinenantriebs die Antriebsbremsen in elektrisch verspanntem Zustand des Zahnradantriebs angezogen werden.
4. Antriebsregler für Schwenkwerke zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche a) mit einem Drehzahlregler (2), der in Abhängigkeit von der Differenz aus einem vorgebbaren Solldrehzahlsignal (nSO11) und einem Istdrehzahlsignal (nl) einer antriebsmässig zu regelnden elektrischen Antriebsmaschine (Mx) ein Sollstromsignal (iSo1l) erzeugt, und b) mit einem ersten Stromregler (9), der in Abhängigkeit von der Differenz aus diesem Sollstromsignal (soll) und einem Iststromsignal (iMl) der Antriebsmaschine (MI) ein Steuersignal zur Steuerung des Drehmomentes (T) der elektrischen Antriebsmaschine (M1) erzeugt, c) wobei diesem ersten Stromregler (9) ein erstes Addierglied (3) vorgeschaltet ist,
welches zu dem Sollstromsignal (isoii) ein vorgebbares erstes Verspannungsstromsollwertsignal (au,) zu einem ersten Summensollstromsignal (isoiii) addiert, das dem Betrag eines vorgebbaren ersten Verspannungsdrehmoments einer ersten elektrischen Antriebsmaschine (M1) zugeordnet ist, wobei der erste Stromregler (9) und das erste Summierglied (3) Teile eines ersten Regelsystems (31) sind, d) wobei mindestens ein zweites Regelsystem (32) mit einem weiteren Stromregler (9) mit einem vorgeschalteten weiteren Summierglied (3) vorgesehen ist, welches dem Sollstromsignal (sol1) ein vorgebbares weiteres Verspannungsstromsollwertsignal (Ai2) zu mindestens einem zweiten Summensollstromsignal (soll2) addiert bzw.
subtrahiert, das dem Betrag eines vorgebbaren weiteren Verspannungsdrehmoments einer weiteren elektri schen Antriebsmaschine (M2) zugeordnet ist, dadurch gekenn zeichnet, e) dass dem Drehzahlregler (2) ein Sollstromstufensteuerglied (7) nachgeordnet ist, welches das Summensollstromsignal (is0111, soll2) für eine vorgebbare Zeitdauer (tc) auf einen vorgebbaren, begrenzten Schonungssollstrom (ic) reduziert.
5. Antriebsregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollstromstufensteuerglied (7) einen Getriebeschonungsschalter (25) aufweist, der in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Umschaltsignal (U) zum Ein- und/oder Umschalten der elektrischen Antriebsmaschine (M1 ... M4) steuerbar ist.
6. Antriebsregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Getriebeschonungsschalter (25) jedes Regelsystems (31, 32) eingangsseitig (26) mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers (27) in Verbindung steht, b) der eingangsseitig in Abhängigkeit von einem dem Drehzahlsollwertbetrag proportionalen Signal beaufschlagt ist, welcher Drehzahlsollwertbetrag aus der Summe der gleichgerichteten Drehzahlistwertsignale aller Antriebsmaschinen, ausser der Antriebsmaschine (M1), die zu dem eigenen Regelsystem (31) gehört, gebildet ist, c) der ferner eingangsseitig von einem gleichgerichteten und invertierten Drehzahlistwertsignal (29) der eigenen Antriebsmaschine (M1) und d) von einem vorgebbaren Potential, das der zusätzlichen relativen Aufholgeschwindigkeit der eigenen Antriebsmaschine (M1) proportional ist,
beaufschlagt ist und e) welcher Getriebeschonungsschalter (25) ausgangsseitig mit dem Eingang des Stromreglers (9) des eigenen Regelsystems (31) in Wirkverbindung steht.
7. Antriebsregler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Regelsystem (31, 32) mindestens ein Signalbegrenzer (4, 6) vorgesehen ist, der das Summensollstromsignal (i,,ln, iSoll2) auf mindestens einen vorgebbaren Sollstromgrenzwert (imaxi, imax begrenzt.
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zur Antriebsregelung eines Schwenkwerks nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Antriebsregler für Schwenkwerke.
Mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 nimmt die Erfindung Bezug auf einen Stand der Technik, wie er aus der Zeitschrift: Regelungstechnische Praxis, Band 17, Heft 10, Oktober 1975, S. 311 bis 315 bekannt ist. Dort wirken zwei Motoren über elektrisch verspannte Getriebe auf ein Teleskopantriebsrad. Beide Motorkreise arbeiten mit Drehzahlregelung mit unterlagerter Stromrückführung. In der Schweizer BBC-Firmendruckschrift Nr. D HS 90 128 aD II/4, Veritron-Doppelstromrichter Typenreihe AAD, Dreiphasen-Anschluss 35 A ...
875 A (1980/81) S. 13 ff. ist ein Drehzahlregler mit begrenzter Stromanstiegsgeschwindigkeit di/dt für den Ankerstrom eines Antriebsmotors beschrieben, mit dem eine Getriebeschonung beim Hochlauf aus dem Stillstand oder nach Stromrichtungsumkehr durch eine Sollwertvorgabe in zwei Stufen für einen schonenden Wechsel der Zahnflanken eines Zahnradantriebes sorgt. Dabei wird der Stromsollwert während einer vorgebbaren Getriebeschonzeit auf einem Bruchteil einer Reglersollwertvorgabe gehalten.
Bei Drehwerksantrieben für gosse-Piuslegeruon Baggern, Kränen und ähnlichen Geräten ergeben sich für den elektrischen Antrieb Probleme, welche einerseits durch die grossen zu bewegenden Massen und andererseits durch das Übertragungsverhalten im mechanischen Antriebssystem bedingt sind.
Ein Ausleger A eines derartigen, in Fig. 1 schematisch dargestellten Gerätes kann eine Ausladung von 100 m und mehr erreichen. Die Drehbewegung gegenüber dem Grundgerät wird im Normalfall durch einen mit dem Ausleger verbundenen Zahn
kranz Z und mehreren im Grundgerät fest gelagerten Ritzeln Ril ... Ri4 erzielt.
Bei grossen Zahnkränzen ist die Verzahnung in der Regel nicht sehr präzise ausgeführt. Für den Zahnkranz sind gefräste Zähne oder Triebstockverzahnung möglich. Zwischen den Ritzeln und dem Zahnkranz ergibt sich ein Zahnflankenspiel, das sich als Lose beim Verdrehen des Auslagers, aber auch im Stillstand bei Wind und bei schlingernden Schiffen störend auswirkt. Es können Schläge auf die Zahnflanken auftreten, welche zu Ermüdungsbrüchen an den Zähnen oder zu Beschädigung der Auslegerkonstruktion führen können. Da die Schwenkbewegung von grossen Auslegern nur sehr langsam erfolgt, sind zwischen AntriebsmotorenM.... M4 und Ritzeln Ri ... Ri4 Untersetzungsgetriebe G1 ... G4 mit einer Untersetzung in einer Grössenordnung von 1:400 und mehr vorgesehen.
Dadurch kann das Spiel des gesamten mechanischen Antriebssystems mehreren Umdrehungen der Motorwelle entsprechen.
Damit der Zahnkranz klein gehalten werden kann, sind stets mehrere Ritzel und Antriebsmotoren bzw. -maschinen vorhanden, welche mit gleichem Drehmoment den Zahnkranz antreiben bzw. bremsen. Bei einem Drehmomentwechsel wird bei dieser Anordnung das Zahnflankenspiel von allen Antrieben gleichzeitig aufgeholt. Auch ergibt sich beim Stillsetzen ein Spiel, da alle Zahnflanken von der vorhergehenden Bewegung nach der gleichen Richtung angelegt sind.
Zum einschlägigen Stand der Technik wird zusätzlich auf das Taschenbuch Elektrotechnik, Band 5, Elemente und Baugruppen der Elektrotechnik, VEB Verlag Technik Berlin (1980) Bild 2.140 a) hingewiesen, aus dem z.B. ein Gleichstromantrieb mit Drehzahlregelung und unterlagerter Stromreglung bekannt ist, jedoch keine elektrische Verspannung zwischen mehreren Antrieben.
Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben und einen Antriebsregler so auszubilden, dass mehrere Ritzel gegeneinander antriebsmässig verspannt werden und somit die Lose im Stillstand und Betrieb aufgehoben ist.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Zahnräder für die Übertragung von Antriebsdrehmomenten, insbesondere bei grossen und schweren Schwenkwerken, nicht mit erhöhter Präzision ausgeführt werden müssen, um eine Lose zu verhindern. Brüche von Zähnen können vermieden und die Störanfälligkeit der Zahnradantriebe verringert werden.
Bei langsamer Umkehr des Gesamtdrehmomentes wird erreicht, dass die einzelnen Antriebe nacheinander die Drehmomentrichtung ändern und somit kein ungeführter Zustand eintritt. Dies ist besonders bei Schwimmkränen, welche in der Dünung schlingern können, von Vorteil, aber auch bei auf Raupen fahrenden Baggern.
Beim Umschalten der einzelnen Antriebe kann dennoch eine erhöhte Zahnbeanspruchung am Ritzel bzw. Zahnkranz auftreten. Es wird deshalb eine an sich bekannte Getriebeschonung eingesetzt, welche nach dem Drehmomentenwechsel den Drehmoment- bzw. Stromsollwert für eine einstellbare Zeit heruntersetzt und damit das Aufholen des Getriebespiels mit verringertem Drehmoment bewirkt.
Bei sehr grossem Getriebespiel ist die vorgenannte Massnahme unter Umständen noch nicht ausreichend. Der verringerte Strombegrenzungswert kann bewirken, dass der Motor beim Aufholen des Getriebespiels das angetriebene Ritzel beschleunigt, so dass dann die Ritzelzahnflanke mit zu hoher Geschwindigkeit auf die Zahnflanke des Zahnkranzes auftrifft.
Um dies zu vermeiden ist vorgesehen, die verringerte Stromgrenze während der Umschlagzeit nicht fest vorzugeben, sondern sie in Abhängigkeit von einem Soll-/Istwertvergleich zu bilden. Damit kann eine zu grosse Auftreffgeschwindigkeit der Zähne nach dem Aufholen des Zahnflankenspiels vermieden werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine prinzipielle Anordnung eines Drehwerksantriebes mit vier Antrieben, wie oben beschrieben,
Fig. 2 eine Prinzipschaltung eines Antriebsreglers mit elektrischer Getriebeverspannung,
Fig. 3 eine Regelschaltung mit elektrischer Getriebeverspannung im Detail,
Fig. 4 ein Sollstromstufensteuerglied zur Erzeugung eines verringerten Stromsollwertes während einer vorgebbaren Zeitdauer,
Fig. 5 ein Strom-Zeit-Diagramm zur Erläuterung der Wirkung des Sollstromstufensteuergliedes nach Fig. 4,
Fig. 6 ein Strom-Zeit-Diagramm für zwei elektrische Antriebsmaschinen bei kleinen Drehmomenten bzw. Ankerströmen und
Fig. 7 ein Strom-Zeit-Diagramm für die Umsteuerung von einem maximalen Drehmoment bzw.
Ankerstrom in einer Richtung auf maximales Drehmoment bzw. maximalen Ankerstrom in die dazu entgegengesetzte Richtung bei zwei Antriebsmaschinen.
In der in Fig. 2 dargestellten Prinzipschaltung für einen Antriebsregler mit elektrischer Getriebeverspannung ist mit 1 ein erstes Subtrahierglied bezeichnet, das von einem vorgebbaren Solldrehzahlsignal n5011 ein Istdrehzahlsignal nl subtrahiert. Das Istdrehzahlsignal nl ist von einem Tachometergenerator TGI abgeleitet, der mit der Antriebsachse einer Gleichstrommaschine bzw. eines Gleichstrommotors M1 starr gekoppelt ist.
Das Ausgangssignal des ersten Subtrahiergliedes 1 ist einem Drehzahlregler 2 zugeführt, an dessen Ausgang ein Sollstromsignal i50i abgreifbar ist. Dieses Sollstromsignal i,,ll ist mehreren gleich aufgebauten Regelsystemen zur Stromregelung mehrerer Gleichstrommotoren M1 ... zugeführt, wobei in Fig. 2 nur zwei Regelsysteme mit zwei Motoren M1 und M2 dargestellt sind.
Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Unterschiedliche Signale sind durch unterschiedliche Indizes mit Bezug auf die Regelsysteme 1 und 2 unterschieden. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf das Regelsystem 1.
In einem Summierglied 3 wird zu dem Sollstromsignal i,,ll ein vorgebbares Verspannungsstromsollwertsignal dil addiert.
Das Ausgangssignal des Summiergliedes 3 wird in seiner Amplitude in einem ersten Signalbegrenzer 4 auf einen Sollstromgrenzwert + imaXl begrenzt, falls es grösser als dieser Sollstromgrenzwert ist.
Am Ausgang des ersten Signalbegrenzers 4 ist ein Summensollstromsignal isolll abgreifbar, das einem Richtungsumschalter 5 und einer Umschaltlogik 14 zugeführt ist. Ein Schaltbild für eine derartige Umschaltlogik ist z.B. der obengenannten BBC Firmendruckschrift Nr. D HS 90 128 aD all/4, S. 22 zu entnehmen. Der Richtungsumschalter 5 (+ 1) ermöglicht einen Vierquadrantenbetrieb der Gleichstrommaschine M1. Die Umschaltlogik 14 liefert ein Umschaltsignal U an den Richtungsumschalter 5, an ein Sollstromstufensteuerglied 7 und an einen Impulsumschalter 11 für einen Stromrichter 12 mit Stromzuleitungen L1, L2, L3; sie bewirkt ein kreisstromfreies Umschalten der Stromrichtung in Abhängigkeit von der Polarität des Summensollstromsignals iSolll.
Das Ausgangssignal des Richtungsumschalters 5 ist einem zweiten Signalbegrenzer 6 zugeführt, in dem es, in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sollstromstufensteuergliedes 7 drehzahlabhängig nur beim Umschalten des Gleichstrommotors M1 für eine vorgebbare Zeitdauer tG in seiner Amplitude auf einem begrenzten Schonungssollstrom ic gehalten wird, vgl.
Fig. 5.
In einem zweiten Subtrahierglied 8 wird von dem Ausgangssignal des zweiten Signalbegrenzers 6 ein mittels eines Gleichstrommessers 13 ermitteltes Iststromsignal iMl des Ankers der Gleichstrommaschine M1 subtrahiert. Das Ausgangssignal dieses zweiten Subtrahiergliedes 8 ist einem Stromregler 9 zugeführt, der einen Steuerimpulsgeber 10 steuert. Der Steuerimpulsgeber 10 liefert ausgangsseitig ein Steuersignal Ust über den Impulsumschalter 11 an den Stromrichter 12.
Die Verspannungsströme für die Gleichstrommaschinen M1, .... werden so gewählt, dass die Summe der Verspannungsdrehmomente aller auf den Drehwerkszahnkranz oder -triebstockkranz angreifenden Zahnradantriebe kleiner als ein vorgebbarer Wert ist. Darauf wird im Zusammenhang mit den Fig.
6 und 7 noch näher eingegangen.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Regelschaltung mit einer elektrischen Getriebeverspannung mit zwei Regelsystemen 31 und 32. Das Regelsystem 32 weist die gleiche Schaltung auf wie das Regelsystem 31. Die Bezugsziffern von Fig. 2 gelten für gleiche Teile auch in Fig. 3.
Das Solldrehzahlsignal N5011 ist mittels eines Drehzahlsollwertpotentiometers 15 einstellbar. Der Abgriff dieses Drehzahlsollwertpotentiometers 15 ist über ein Integrierglied 16 und einen Widerstand mit dem invertierenden Eingang (-) eines ersten Operationsverstärkers 17 verbunden. Diesem invertierenden Eingang ist über einen anderen Widerstand das Istdrehzahlsignal nl vom Ausgang des mit dem Rotor des Gleichstrommotors M1 gekoppelten Tachometergenerators TG1 zugeführt. Zur Stabilisierung des Regelvorganges ist ein Stabilisierungsglied zwischen Ausgang und invertierendem Eingang des ersten Operationsverstärkers 17 vorgesehen, bestehend aus einer Reihenschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes. Der nichtinvertierende Eingang (+) des ersten Operationsverstärkers 17 ist über einen weiteren Widerstand mit Masse verbunden.
Dieser erste Operationsverstärker 17 mit seiner Eingangsbeschaltung entspricht dem ersten Subtrahierglied 1 und dem Drehzahlregler 2 gemäss Fig. 2. An seinem Ausgang ist das Sollstromsignal i5011 abgreifbar, es ist den Eingängen der Regelsysteme 31 und 32 zugeführt.
Das Sollstromsignal i501 ist über einen Widerstand an den invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 18 geführt, welcher Eingang gleichzeitig über einen weiteren Widerstand mit dem Abgriff eines Verspannungssollwertpotentiome- ters 23 und mit dem Ausgang des ersten Signalbegrenzers 4 verbunden ist. Mit dem Verspannungssollwertpotentiometer 23 ist das Verspannungsstromsollwertsignal hil einstellbar.
Der Signalbegrenzer 4 weist zwei Operationsverstärker 34, 35 auf, deren invertierende Eingänge über Widerstände mit den Abgriffen von Sollstrombegrenzungspotentiometern 21, 22 für Richtung 1 bzw. 2 und deren nichtinvertierende Eingänge mit dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 18 verbunden sind. Die Ausgänge der beiden Operationsverstärker 34 und 35 sind über Widerstände und mit diesen in Reihe geschalteten, entgegengesetzt zueinander gepolten Dioden mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers 18 verbunden. Mit den Sollstrombegrenzungspotentiometern 21 und 22 sind die Sollstromgrenzwerte + ima,Çl bzw. oZl einstellbar.
Am Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 18 ist das Summensollstromsignal i50111 abgreifbar, das über zwei Widerstände den beiden Eingängen eines dritten Operationsverstärkers 19 zugeführt ist. Der nichtinvertierende Eingang dieses Operationsverstärkers 19 ist über einen Polaritätsumschalter 24, der in Abhängigkeit von dem Umschaltsignal der Umschaltlogik 14 umschaltbar ist, mit Masse verbunden. Bei geschlossenem Schaltkontakt des Polaritätsumschalters 24 tritt das Summensollstromsignal i50111 am Ausgang des dritten Operationsverstärkers 19 invertiert auf, bei geöffnetem Schaltkontakt nichtinvertiert. Der Operationsverstärker 19 und der Polaritätsumschalter 24 entsprechen dem Richtungsumschalter 5 von Fig. 2.
Das Ausgangssignal des dritten Operationsverstärkers 19 ist über einen Widerstand dem invertierenden Eingang eines vierten Operationsverstärkers 20 zugeführt. Dieser invertierende Eingang ist zur Stabilisierung des Regelvorganges zusätzlich über einen Widerstand und einen Kondensator mit dem Ausgang des vierten Operationsverstärkers 20 verbunden und über eine Reihenschaltung eines weiteren Widerstandes und eines Gleichrichters 33 mit dem Ausgang eines Wechselstrommessers 13' in den Zuleitungen des Stromrichters 12. Ausserdem ist der invertierende Eingang dieses vierten Operationsverstärkers 20 über eine Reihenschaltung einer Zenerdiode und eines durch das Umschaltsignal U der Umschaltlogik 14 betätigbaren Getriebeschonungsschalters 25 mit dem Ausgang eines fünften Operationsverstärkers 27 verbunden, vgl. Fig. 4.
Der nichtinvertierende Eingang des vierten Operationsverstärkers 20 liegt über einen Widerstand an Masse.
Dieser vierte Operationsverstärker 20 mit seiner Eingangsbeschaltung entspricht dem zweiten Subtrahierglied 8 und dem Stromregler 9 von Fig. 2, wobei die Funktionen des zweiten Signalbegrenzers 6 und des Sollstromstufensteuergliedes 7 durch die Schaltung gemäss Fig. 4 realisiert werden.
Der Ausgang des vierten Operationsverstärkers 20 ist, wie in Fig. 2, über einen Steuerimpulsgeber 10 und einen durch das Umschaltsignal U von der Umschaltlogik 14 gesteuerten Impulsumschalter 11 mit einem Stromrichter 12 verbunden.
Der fünfte Operationsverstärker 27 gemäss Fig. 4 dient zur Bildung des begrenzten Schonungssollstromes iG während einer durch die Umschaltlogik 14 vorgebbaren Zeitdauer tc, vgl. Fig. 5.
Der nichtinvertierende Eingang des fünften Operationsverstärkers 27 ist über einen Widerstand mit Masse verbunden.
Der invertierende Eingang des fünften Operationsverstärkers 27 ist:
1. über einen Widerstand mit einer Eingangsbuchse 28 für ein Drehzahlsollwertbetragssignal, das aus dem Mittelwert aller anderen gleichgerichteten Drehzahlistwertsignale gebildet, (E Inist 1)
2. über einen weiteren Widerstand mit einer Eingangsbuchse 29 für ein Drehzahlistwertbetragssignal (- Inist 1), das aus dem gleichgerichteten invertierten Drehzahlistwertsignal des eigenen Antriebs gebildet ist,
3. über einen Abgriff mit einem Aufholgeschwindigkeitspotentiometer 30 zur Einstellung der zulässigen relativen Aufholgeschwindigkeit der Gleichstrommaschine M1,
4. über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator, ferner
5. über einen weiteren Widerstand und
6.
über eine Reihenschaltung aus einer Zenerdiode und einer zu dieser entgegengesetzt gepolten Diode (Spannungsbegrenzungsschaltung) mit dem Ausgang 26 des Operationsverstärkers 27 verbunden.
Das Strom-Zeit-Diagramm von Fig. 5 zeigt den Verlauf des Sollstromsignals i6 am Ausgang des zweiten Signalbegrenzers 6 in Abhängigkeit von der Zeit t und insbesondere die Wirkung des Sollstromstufensteuergliedes gemäss Fig. 4. Bei einem Drehmomentwechsel der jeweiligen Antriebsmaschine fällt das Sollstromsignal i6 während einer Umschaltpause tu von einem Sollstromgrenzwert imaX auf Null und bleibt dann während einer durch die Umschaltlogik 14 über den Getriebeschonungsschalter 25 vorgebbaren Zeitdauer t0 (Getriebeschonungsumschalter 25 geschlossen) auf einem einstellbaren Bruchteil dieses Sollstromgrenzwertes, dem Schonungssollstrom i6. Dadurch läuft die jeweilige Gleichstrommaschine mit einer vorgebbaren reduzierten Aufholgeschwindigkeit und ermöglicht so eine Getriebeschonung.
Die Zeitdauer t0 wird so bemessen, dass erst nach dem Aufholen des Getriebespiels der Sollstromgrenzwert imaX wirksam wird. Der Wert von i0 ist von der Drehzahlabweichung und von der am Aufholgeschwindigkeitspotentiometer 30 eingestellten Aufholgeschwindigkeit abhängig.
Fig. 6 zeigt den zeitlichen Verlauf des Drehmoments T bzw.
des dazu proportionalen Antriebsstromes I stromgeregelter An triebsmaschinen bei relativ kleinen Drehmomenten bzw. Antriebsströmen für zwei elektrische Gleichstrommaschinen mit Schaltungen nach den Fig. 2 und 3. Die mittlere Kurve zeigt den Verlauf des pro elektrischer Gleichstrommaschine erforderlichen Sollantriebsstromes Soll, um ein gefordertes Drehmoment am Drehwerkszahnkranz Z zu erzeugen. Die obere Kurve zeigt den Verlauf des Ankerstromes 1M1 durch den Anker der Gleichstrommaschine M1 und die untere Kurve den Verlauf des Ankerstromes 1M2 durch den Anker der Gleichstrommaschine M2.
Mit A11 und A12 sind Verspannungsströme der Gleichstrommaschinen M1 und M2 bezeichnet. Für die Gleichstrommaschine M1 erfolgt der NuLldurchgang des Ankerstromes 1M1 und damit des zugehörigen Drehmomentes zu den Zeiten t2 und t3, für die Gleichstrommaschine M2 zu den Zeiten t1 und t4. Würde durch beide Gleichstrommaschinen M1 und M2 der gleiche Sollantriebsstrom 1soii fliessen, so würden beide den Stromnulldurchgang zur gleichen Zeit haben und diesem Zeitpunkt keinerlei Drehmoment auf den Drehwerkszahnkranz Z übertragen, also diesen nicht verspannen.
Fig. 7 zeigt den Antriebsstrom- bzw. Drehmomentverlauf für die Umsteuerung von maximalem Drehmoment bzw. maximalem Antriebsstrom 1marx in einer Richtung auf maximales Drehmoment bzw. maximalen Antriebsstrom -Im, in die dazu entgegengesetzte Richtung für zwei Gleichstrommaschinen M1 und M2. Die Neigung der Kennlinien wird durch Integration des Strom-(Drehmoment-)Sollwertes erreicht. to bezeichnet den Zeitpunkt, zu dem der Umsteuerbefehl bzw. das Umschaltsignal U gegeben wird. tl und t2 bezeichnen die Zeitpunkte für die Stromnulldurchgänge der Gleichstrommaschinen M1 und M2. Die Verspannungsströme sind wieder mit A11 A12 bezeichnet, wie in Fig. 6.
In den Figuren 6 und 7 ist zur Vereinfachung der Darstellung der Umschaltvorgang gemäss Fig. 5 nicht eingezeichnet.
Bei mehreren auf einen Drehwerkszahnkranz wirkenden Motoren können alle Motoren relativ zueinander elektrisch verspannt sein, mindestens jedoch zwei.
Die Summe der durch die Verspannungsströme AIi, A12, erzeugten Zusatzdrehmomente aller am Drehwerkszahnkranz Z angreifenden Antriebe soll Null, insbesondere kleiner als ein vorgebbarer Wert, sein, um ein aus der Summe der Verspannungsmomente resultierendes Antriebs-Drehmoment zu vermeiden.
Im Stillstand werden die auf die Rotoren der Motore M1 M4 mechanisch wirkenden, nicht dargestellten Bremsbacken im elektrisch verspannten Zustand des Zahnradantriebs angezogen und gelöst, um ein Zahnflankenspiel beim Lösen und Anziehen der Bremsen zu verhindern. Damit wird erreicht, dass im Stillstand sowie im Betriebszustand von den Antriebsmaschinen über Getriebe und Ritzel stets unterschiedliche Drehmomente auf den Drehwerkszahnkranz Z übertragen werden, so dass keine Lose auftreten kann. Dies kann durch eine entsprechende zeitabhängige Steuerung der Antriebe und Bremsen erreicht werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich auf das in den Figuren dargestellte nicht beschränkt. Das angegebene Verfahren ist allgemein für Drehwerke mit mehr als einem Antrieb anwendbar.
Anstelle der Gleichstromantriebe sind auch geregelte Wechselstrom- bzw. Drehstromantriebe verwendbar.