DD139505A1 - ELECTRIC DRIVE WITH DOUBLE TRANSMISSION, ESPECIALLY TO A LIFT - Google Patents
ELECTRIC DRIVE WITH DOUBLE TRANSMISSION, ESPECIALLY TO A LIFT Download PDFInfo
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Description
- . 2 09 01S -. 2 09 01S
Die Erfindung betrifft einen Elektroantrieb mit Doppelläufergetriebe, mit dem mit Vorteil in Hebezeugen die verschiedenen Geschwindigkeitsstufen geschaltet und die Geschwindigkeit fein geregelt werden kann«.The invention relates to an electric drive with double-rotor transmission, with which the different speed levels can be switched with advantage in hoists and the speed can be finely regulated.
Bei einer bekannten Lösung ist die richtige Auswahl der entsprechenden Antriebsart von großer Bedeutung. Dies ist besonders bei Hafentorkranen der Fall.In a known solution, the correct selection of the appropriate type of drive is of great importance. This is especially the case with port cranes.
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Ferner ist bekannt, daß bei den üblichen Hebezeugen die Drehzahlregelung - sowohl bei durch Kurzschlußläufer als auch bei durch Induktionsmotore mit Schleifringen angetriebenen Triebwerken eine spezielle und komplizierte Einrichtung erfordert. .Furthermore, it is known that in the usual hoists the speed control - both in by squirrel-cage as well as driven by induction motors with slip rings engines requires a special and complicated device. ,
Bei derartigen Steuereinrichtungen kann die Drehzahlregelung innerhalb eines gegebenen und begrenzten Drehzahlbereiches durchgeführt werden· Bei niedrigeren Drehzahlen erfolgt die Drehzahlregelung hierbei sprunghaft, also stufenweise« Eine nahezu stufenlose Regelung läßt sich nur durch eine bedeutende Erhöhung der Stufenzahlen erreichen, was jedoch den Platzbedarf der Steuereinrichtung wesentlich erhöht und sie komplizierter macht. Außerdem wird die laufende Instandhaltung kostspielig. ·In such control devices, the speed control can be carried out within a given and limited speed range · At lower speeds, the speed control takes place abruptly, so gradually «A nearly continuous control can only be achieved by a significant increase in the number of steps, but this significantly increases the space requirement of the controller and makes it more complicated. In addition, ongoing maintenance becomes costly. ·
Von den derzeit bekannten und benutzten unterschiedlichen Antriebsarten sind die nachfolgend ausgeführten Drehzahlregelungsverfahren, insbesondere bei Hafentorkranen, am meisten verbreitet;Of the currently known and used different types of propulsion, the speed control methods set out below are the most common, especially in port cranes;
Die Planetengetriebe setzen sich im allgemeinen aus einem Planetengetriebe und zwei Asynchronmotoren zusammen. Was diese Ausführungsart anbelangt, ist eine Drehzahlregelung praktisch nicht möglich, da bei der bekanntesten Ausführung nur zwei Drehzahlwerte eingestellt werden können. Bei einer eingestellten Drehzahl läuft nur der eine, bei der anderen nur der andere Motor0 The planetary gear sets are generally composed of a planetary gear and two asynchronous motors. As far as this embodiment is concerned, a speed control is practically impossible, since in the best known embodiment only two speed values can be set. At a set speed, only one runs, the other only the other motor 0
Obwohl Untersuchungen auch an Antrieben mit drei bis vier Drehzahlwerten durchgeführt worden sind, konnten sich diese lösungen in der Praxis nicht durchsetzen.Although tests were also carried out on drives with three to four speed values, these solutions could not prevail in practice.
Unter den einstellbaren und regelbaren (Drehzahl und Drehrichtung) Einrichtungen werden die herkömmlichen Ward-Leonard-Antriebe und das Stromrichtergetriebe häufig angewendeteAmong the adjustable and controllable (speed and direction of rotation) devices, the conventional Ward Leonard drives and the power conversion gearbox are widely used
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Die letztgenannte Ausführung weist den Vorteil auf, daß der Platzbedarf kleiner und der Wirkungsgrad höher als bei dem Ward-Leonard-Antrieb4 ist·The latter embodiment has the advantage that the space required is smaller and the efficiency is higher than in the Ward Leonard drive 4 .
Neben„diesen Vorteilen sind jedoch auch erhebliche Nachteile zu erwähnen, z.B. ist der cos^ immer höher als 1, und zwar ist dieser Wert immer induktive Bei den über gesteuerte Gleichrichter gespeisten Gleichstrommotoren treten Kommutationsschwierigkeiten auf, was die Anwendung von Spezialmotoren erfordert, die weitere und nicht vernachlässigbare Nachteile verursachen.Besides these advantages, however, there are also considerable drawbacks, e.g. If the cos ^ is always higher than 1, this value is always inductive. The DC motors fed via controlled rectifiers experience commutation difficulties, which requires the use of special motors which cause further and not negligible disadvantages.
Aus diesem Grund tritt die Thyristor-Drehzahlregelung von Asynchronmotoren, die servicefreundlich und von robustem Aufbau sind, immer mehr in den Vordergrund. Bei den Kranantrieben ist ferner die Antiduktor-Drehstromschaltung in Halbleiter-Ausführung eine verbreitete Lösungo Bei dieser Schaltungsart wird die Speisespannung des Motors durch die Speiseeinheit herabgesetzteFor this reason, the thyristor speed control of asynchronous motors, which are service-friendly and of robust construction, is increasingly coming to the fore. Further, in the crane drives, the semiconductor type antiductor three-phase circuit is a common solution. In this type of circuit, the supply voltage of the motor is lowered by the feeding unit
Als weitere Regelungsart ist ferner die Wirbelstrombremse bekannt. Bei dieser Art liefert'die mit dem Antriebsmotor mechanisch verbundene Bremse ein Bremsmoment, das von der Antriebsdrehzahl, der Belastung und der Erregung abhängig ist. Dieses Verfahren wird häufig angewendet.As a further type of control, the eddy current brake is also known. In this mode, the brake mechanically connected to the drive motor provides a braking torque that depends on the input speed, the load and the excitation. This procedure is often used.
Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß das Bremsmoment bei niedrigen Drehzahlen nicht ausreicht, da aufgrund des Funktionsprinzips die Wirbelstrombremse''kein ausreichendes Bremsmoment liefert.A disadvantage of this method is that the braking torque at low speeds is not sufficient, because due to the principle of operation, the Wirbelstrombremse''kein provides sufficient braking torque.
Nachteilig wirkt sich ferner aus, daß die Bremse selbst die gleiche Größe wie der Antriebsmotor hat.Another disadvantage is that the brake itself has the same size as the drive motor.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll zwecks Beseitigung der vorgenannten Nachteile ein elektrisches Antriebsverfahren geschaffen werden, bei dem eine spezielle und komplizierte Einrichtung zur Drehzahlregelung überflüssig wird.With the present invention, in order to eliminate the aforementioned disadvantages, an electric drive method is to be provided, in which a special and complicated device for speed control is superfluous.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zur Verfügung zu stellen, bei dem mehrere Geschwindigkeitsstufen eingestellt werden können und bei dem die Geschwindigkeit stufenlos geregelt werden kann, was eine Anwendung des Antriebes bei den unterschiedlichsten Hebezeugen ermöglicht.The invention has for its object to provide a drive available, in which several speed levels can be adjusted and in which the speed can be controlled continuously, which allows application of the drive in a variety of lifting equipment.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß wenn im Falle der Erfüllung einer gegebenen Forderung die beiden Achsenenden eines Planetengetriebes von je einem Motor angetrieben werden, zwei Geschwindigkeitsstufen erzielt werden können*The invention is based on the finding that if, in the case of the fulfillment of a given requirement, the two axle ends of a planetary gear are each driven by a motor, two speed stages can be achieved *
Da aber die beiden Motoren von gleicher Drehzahl sind, müßte die Geschwindigkeitsregelung bei beiden Motoren durchgeführt werden. Von dieser Tatsache ausgehend kann das Ziel der Erfindung durch einen Elektroantrieb erreicht werden, bei dem zwei Läufer ausgebildet sind und die beiden Läufer die^leiche Drehzahl aufweisen, wobei je nach der Verstellung der Drehzahl des einen Läufers sich auch die Drehzahlverhältnisse des Eintriebes ins Getriebe bedeutend verändern.But since the two motors are of the same speed, the speed control would have to be performed on both motors. Based on this fact, the object of the invention can be achieved by an electric drive, in which two runners are formed and the two runners have ^ leiche speed, depending on the adjustment of the speed of a runner and the speed ratios of the drive into the transmission significantly change.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektroantrieb mit Doppelläufergetriebe, insbesondere für ein Hebezeug, der aus einem inneren Läufer mit Schleifring, einem äußeren Läufer mit Schleifring, einem den äußeren und den innerenThe invention relates to an electric drive with double rotor transmission, in particular for a hoist, consisting of an inner rotor with slip ring, an outer rotor with slip ring, one the outer and the inner
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Läufer umfassenden Läufergehäuse, einer mit der Rohrachse des äußeren Läufers verbundenen Bremsscheibe, einer auf der inneren Läuferachse angeordneten Bremsscheibe und mindestens einer Kupplung sowie einem mit der Rohrachse des äußeren Läufers und der inneren Läuferachse mechanisch verbundenen Getriebe zusammengesetzt ist.Runner comprehensive rotor housing, one connected to the tube axis of the outer rotor brake disc, a arranged on the inner rotor axis brake disc and at least one clutch and a mechanically connected to the tube axis of the outer rotor and the inner rotor axis transmission is composed.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform besitzt der innere Läufer pro Getriebe je eine Kupplung und diese je eine Bremsscheibe«, Bei einer anderen Ausführungsform besitzt der Elektroantrieb pro Getriebe je eine Seiltrommel und eine mechanische Schwinge.In an expedient embodiment, the inner rotor per each gear has a clutch and these each have a brake disk «, In another embodiment, the electric drive per gear each has a cable drum and a mechanical rocker.
Die Erfindung wird im weiteren anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen;The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it;
Pig. 1: eine Ausführungsform mit Getriebe und Seiltrommel, Teilweise in Querschnittsdarstellung,Pig. 1: an embodiment with gear and cable drum, partly in cross-section,
Fig. 2; eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit zwei Getrieben, zwei Seiltrommeln und einer Schwinge,Fig. 2; an embodiment of the device according to the invention with two gears, two cable drums and a rocker,
Pig. 3s einen Hebezeug-Antrieb mit einem Getriebe.Pig. 3s a hoist drive with a gearbox.
Figo 1 zeigt einen erfindungsgemäßen mehrstufigen, mit einem zweckentpsrechend ausgebildeten Planetengetriebe 16 zusammengebauten Antrieb, wobei der innere Läufer 1 mit Schleifring und der äußere Läufer 2 mit Schleifring, die in das Läufergehäuse 5 eingebaut sind, durch den elektrischen Strom im Verhältnis zueinander mit einer sich aus dem Aufbau des Elektromotors ergebenden Drehzahl verdreht werden.Fig. 1 shows a multi-stage according to the invention, assembled with a zweckentpsrechend trained planetary gear 16 drive, wherein the inner rotor 1 with slip ring and the outer rotor 2 with slip ring, which are installed in the rotor housing 5, by the electric current in relation to each other with a The rotational speed resulting from the construction of the electric motor can be rotated.
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Bei dieser Ausführungsform muß das Läufergehäuse 5 mit dem Anschlzßelement 12 befestigt werden.In this embodiment, the rotor housing 5 must be secured to the Anschlzßelement 12.
Die Seiltrommel 13 und das Getriebe 16 wurden ebenfalls mit diesem Anschlußelement 12 befestigte Der äußere Läufer 2 mit Schleifring dreht sich in den Lagerungen 4 des Läufergehäuses 5, und der innere Läufer 1 mit Schleifring dreht eich in den Lagerungen 14 in der Rohrachse 15 des äußeren Läufers 2 mit Schleifring. Der Strom wird über die Schleifringe 8 zugeführt. Wird nun der innere Läufer 1 mit Hilfe der Bremsscheibe 6 fixiert, so dreht sich der äußere LäuferThe outer drum 2 with slip ring rotates in the bearings 4 of the rotor housing 5, and the inner rotor 1 with slip ring rotates eich in the bearings 14 in the tube axis 15 of the outer rotor 2 with slip ring. The current is supplied via the slip rings 8. Now, if the inner rotor 1 is fixed by means of the brake disc 6, then the outer rotor rotates
2 im Läufergehäuse 5 mit einer sich aus dem Aufbau des Motors ergebenden Drehzahl, und dreht das Planetengetriebe 9 im Getriebe 16 mit einer bestimmten Drehzahl über die Rohrachse des Planetengetriebes 9· Wird aber mit Hilfe der Bremsscheibe 7 der äußere Läufer 2 fixiert, so treibt der innere Läufer 1 das Planetengetriebe 9 über die Kupplung2 in the rotor housing 5 with a resulting from the structure of the engine speed, and rotates the planetary gear 9 in the transmission 16 at a certain speed on the tube axis of the planetary gear 9 · But is fixed by means of the brake disc 7, the outer rotor 2, so drives the inner rotor 1, the planetary gear 9 via the clutch
3 ebenfalls mit einer sich aus dem Aufbau des Motors ergebenden Drehzahl und mit Hilfe der Achse 11 des inneren Läufers mit einer davon abweichenden Drehzahl an, die sich aus. dem Aufbau des Planetengetriebes ergibt«.3 also with a resulting from the structure of the engine speed and with the help of the axis 11 of the inner rotor with a different speed to, resulting from. the structure of the planetary gear results «.
Die Seiltrommel 13 wird den beiden Drehzahlen entsprechend', verdreht. Wenn sich der innere Läufer 1 und der äußere Läufer 2 unbegrenzt drehen, so wird das Planetengetriebe 9 durch die Rohrachse 10 und die Innenachse 11 den Momentverhältnissen entsprechend angetrieben, woraus sich auf der Seiltrommel 13 eine dritte Drehzahl ergibt.The cable drum 13 is the two speeds corresponding 'twisted. When the inner rotor 1 and the outer rotor 2 rotate indefinitely, the planetary gear 9 is driven by the tube axis 10 and the inner shaft 11 corresponding to the torque ratios, resulting in a third speed on the cable drum 13.
Es ist zu erkennen, daß die Drehzahl der Seiltrommel 13 in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Bremswirkungen durch Betätigung der Bremsscheibe 6 des inneren Läufers 1 und der Bremsscheibe 7 des äußeren Läufers 2 beliebig verstellt bzw. geregelt werden kann.It can be seen that the rotational speed of the cable drum 13 can be arbitrarily adjusted or regulated as a function of the different braking effects by actuating the brake disk 6 of the inner rotor 1 and the brake disk 7 of the outer rotor 2.
Pig. 2 zeigt den Antrieb eines Hebezeuges mit Parallelaus-Pig. 2 shows the drive of a hoist with parallel
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führung, wobei die Seiltrommeln 13 durch die Getriebe 16 mit Hilfe des bereits erwähnten elektrischen Doppelläufermotors angetrieben werden. Auf den Seiltrommeln 13, die parallel angeordnet sind, sind die Seile mit der mechanischen Schwinge 18 verbunden. Durch die mechanische Schwinge 18 wird erreicht, daß der innere Läufer 1 und der äußere läufer 2, mit der festen Basis verglichen, nahezu mit gleicher Drehzahl umlaufen< > guide, wherein the cable drums 13 are driven by the gear 16 with the aid of the aforementioned electric double rotor motor. On the cable drums 13, which are arranged in parallel, the cables are connected to the mechanical rocker 18. By the mechanical rocker 18 is achieved that the inner rotor 1 and the outer rotor 2, compared with the fixed base, almost at the same speed rotate <>
3 zeigt den Antrieb eines Hebezeuges mit Einzelgetriebe, wobei die Seiltrommel 13 über das Getriebe ΐβ mit Hilfe der Bremsscheibenkupplung 19 durch den äußeren Läufer 2 angetrieben wirdο Bei dieser Anordnung wird die Drehzahl durch Veränderung der sich aus der Kreisscheibenwirkung 9 ergebenden Drehzahl geregelt, und zwar so, daß nach dem Bremsen der Bremsscheibe 6 der äußere Läufer 2 mit dem inneren Läufer 1, verglichen mit einer sich aus dem Aufbau des Motors · ergebenden Drehzahl, umläuft, woraus sich die Maximaldrehzahl der Seiltrommel 13 ergibt.3 shows the drive of a hoist with a single gear, wherein the cable drum 13 is driven via the gear ΐβ by means of the brake disk clutch 19 through the outer rotor 2 o In this arrangement, the speed is controlled by changing the resulting from the circular disk action 9 speed, and so in that, after braking the brake disk 6, the outer rotor 2 rotates with the inner rotor 1, compared with a speed resulting from the structure of the engine, resulting in the maximum speed of the cable drum 13.
Im Falle einer Teilabbremsung der Bremsscheibe 6 treibt der äußere Läufer 2 "die Seiltrommel 13 mit der Drehzahldifferenz des gebremsten inneren Läufers 1 an, und zwar im Bereich zwischen Null und der Maximaldrehzahl, mit stufenloses Geschwindigkeitsregelung.In the case of partial braking of the brake disk 6, the outer rotor 2 "drives the cable drum 13 with the speed difference of the braked inner rotor 1, in the range between zero and the maximum speed, with stepless speed control.
Mit der Erfindung wird also ein Antrieb geschaffen, bei dem sich ein Einsatz der bisherigen kostspieligen, serviceaufwendigen und komplizierten Regelungssystems erübrigt»With the invention, therefore, a drive is created in which a use of the previously expensive, service-consuming and complicated control system is unnecessary »
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