DD267171A3

DD267171A3 - Schaltungsaordnung zur beeinflussung der senkgeschwindigkeit bei krananlagen

Info

Publication number: DD267171A3
Application number: DD29683286A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Meier; Wolfgang Beck; Bernd Kiesel; Werner Baumann
Original assignee: Pieck W Wohnbauk Veb
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1989-04-26
Also published as: DE3739339A1; CS709187A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Beeinflussung der Senkgeschwindigkeit bei Krananlagen, deren Hubwerke mittels Schleifringlaeufermotoren angetrieben werden. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Senkgeschwindigkeit der Last selbsttaetig in Abhaengigkeit von dieser zu beeinflussen. Erfindungsgemaess wurde das dadurch geloest, dass die analog zur Last erfasste, jeweilige Stromaufnahme des Hubmotors im Hubbetrieb ueber abgestuft arbeitende Komperatoren durch nachgeordnete AND-Gatter gespeichert und als Signal bestimmter Wertigkeit an ein jeweils zugeordnetes gepoltes Relais mit zwei stabilen Lagen beim Senkbetrieb uebergeben wird. Die Kontakte der gepolten Relais beeinflussen den Phasenanschnitt eines Thyristorstellers, welcher in Verbindung mit einem Gleichrichter den Gleichstrom fuer das Abbremsen des Hubmotors im Verhaeltnis zur Last einstellt. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Beeinflussung der Senkgeschwindigkeit bei Krananlagen, deren Hubworke mittels Schleifringläufermotoren angetrieben werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, die Drehzahl von Schleifringläufermotoren für Hubwerke an Krananlagen durch verlustarme oder

verlustbehaftete Drehzahlstellen zu beeinflussen.

So kann durch Änderung der Primärfrequenz die synchrone Winkelgeschwindigkeit und damit die Betriebsdrehzahl des Schleifringläufers variiert werden. Der Mot or wird dazu vom 50-Hz-Netz getrennt und mit einer entsprechenden

niederfrequenten Spannungsquelle verbunden.

Bei der Läuferspannungssteuerung wird die Läuferspannung durch eine äußere schlupffrequente Spannungsquelle

vorgegeben. Damit kann das Spannungsgleichgewicht im Läuferkreis und damit die Größe des bei niner bestimmten Last sicheinstellenden Schlupfes willkürlich beeinf.ußt werden.

Bekannt ist auch die sogenannte Zweimotorenschaltung, bei welcher ein Motor mit umgekehrtem Drehsinn am Netz liegt, der

mit Gleichstrom erregt wird.

Neben den bekannten ntufig verstellbaren Läuferwiderständen kommen bei Hebezeugantrieben als Stellglieder pulsgestouorte Widerstände zur Anwendung. Dabei ist im Läuferkreis des Motors ein Diodengleichrichter angeordnet, Im Gloichstromkreir wird

ein Widerstand durch einen kontaktlosen Schalter intermittierend überbrückt.

Zum Einstellen kleinerer Drehzahlen ist mit dem Schleifringläufer häufig eine Induktionsbremso gekoppelt. Die Wirkungsweise entspricht etwa der einer Zwoimotorenochaltung. Motormoment und Bremsmoment überlagern sich zum

resultierenden Drehmoment. Die Einstellung der Drehzahl erfolgt übor einen Zusatzwiderstand bzw. einen Stellwiderstand im

Erregerkreis der Induktionsbremse. Eine weitere Schaltung zur Einstellung und Aufrechterhaltung niedriger Drehzahlon bei Schleifringläufermotoren arbeitet in Verbindung mit einem elektrohydraulischen Bremslüfter, welcher in Abhängigkeit von der Läuferfrequonz so gesteuert wird,

daß das Bremsmoment stets der Differenz zwischen Motor- und Widerstandsmoment entspricht.

Dadurch arbeitet der Schleifringläufer unabhängig von der Größe des Widerstandsmomentes immer mit konstanter Drohzahl im Betriebspunkt.

Mit der DD-PS 236216 wird eine Schaltungsanordnung zur Gleichstromzwangsbremsung für Hubwerke mit Schleifringläufermotoren dargelegt, mit welcher bei der Steuerschalterstellung Null die senkende Last soweit abgebremst wird,

d. h. die Gleichstrombremse solange wirksam bleibt, bis die Senkgeschwindigkeit auf etwa 20-25% der Nennsinkgeschwindigkeit abgebremst ist und erst dann die automatische Umschaltung auf die mechanischen Haltebremsen erfolgt.

Bei elnor Thyristorsparregelschaltung für Drehstromschleifringläufi ,motoren nach DD-PS 236632, welche unabhängig von dor Belastung bis zur max. Drehzahl arbeitet und in weiten Grenzen regelt, sind im Sternpunkt des Rotors Thyristoren angeordnet, deren Steueroingänge mit einor Regelschaltung kombiniert sind. Mit der DD-PS 224726 wird eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlbeeinflussung von Asynchronmotoren beschrieben. Dabei wird ein Teil der vom nicht phnsenverschobenen Betriebsstrom durchflossenen Statorwicklung einem Teil der vom phasenverschobenen Betriebsstrom durchflossenon Statorwicklung teilweise über olnen durch seinen Widerstandswert die Drehzahl bestimmenden Widerstand parallel geregelt.

Eine weiterhin bekannte Schaltungsanordnung besteht aus der Kombination von in Stufen schaltbaren Läuferwiderständon und einer Gleichstrombremsung, welche zum Stillsetzen des Antriebes und zum stationären Bremsen durchziehender Lasten gleichermaßen geeignet ist. Dor Schleifringläufermotor wird dazu vom Netz getrennt und der Ständer mit Gleichstrom eiiöyt.

Nach dor DE-OS 2059842 zur dynamischen Begrenzung eines Schleifringläufermotores handelt es sich um eine Regelung der Motorgeschwindigkeit in Verbindung mit einer „Fühloinrichtung" als Istwerterfassung.

Dabei wird das Signal eines Tachogenerators mit einem Bezugssignal als Sollwert verglichen und einem Regler mit variablem

Impulsverhältnis zugeführt. Bei Überschreitung der Drehzahl im Vergleich zum Sollwert wird die Ständer-Phasenwicklung vom Netz getrennt und dio Gleichrichtereinrichtung über den Impulsregler au;geschaltet.

Bei Unterschreitung des Sollwertes wird die Ständer-Phasenwicklung wled jr an das Netz gelegt. Die Drehzahl wird also durch diese wechselnde Umschaltung beider Schaltzustände im Vergleich zum Sollwert konstant gehalten.

Nach dor DD-PS 209235 Ist auch die Erfassung der angeschlagenen Last über den Motorstrom durch einen Stromwandler mit nachgeschalteten Schwellwertschaltern unterschiedlicher Referenzgrößen bekannt.

Nachteilig ist bei den bekannten technischen Lösungen, daß sie für Antriebe mittlerer Leistung bis etwa 30 kW zu aufwendig, aus Platzgründon nicht zu realisleron oder nur mit großen Umbaumaßnahmen bei vorhandenen Krananlagen einzusetzen sind, beziehungsweise die Art der Rogeiung für Hubmotore, die sowohl im unter- als auch im übersynchronen Bereich arbeiten, ungeeignet ist.

Alle Lösungen haben ferner den Nachteil, daß die Regelung der Senkgeschwindigkeit für Positionierungsvorgänge bei durchziehenden Lasten irnrnoi manuell und nicht automatisch in Abhängigkeit von der angeschlagenen Last orfolgt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit welcher die Nachteile der bekannten technischen Lösungen beseitigt, die Senkgeschwindigkeit analog zur Last selbsttätig beeinflußt und subjektiv bedingte Fehlbedienungen ohne Einschränkung der Sicherheit vermieden werden.

Darlegung des Wosens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine funktionssichere Schaltungsanordnung zur Beeinflussung der Senkgeschwindigkeit zu schaffen, die sich selbsttätig nach dor jeweiligen Belastung des Hubmotors der Krananlago einstellt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ausgänge von Komperatoren, deren Eingänge in bekannter Weise über einen Meßgleichrichter am Sokundärausgang eines in der Motorzuleitung angeordneten Stromwandlers liegen, an die einen Eingänge der zugeordneten AND-Gatter geführt sind und deren zweite Eingänge parallel am Ausgang eines Gatters zur Signalverzögerung liegen, in dessen Eingang der Arbeitskontakt vom Schütz für Hubbc'rieb angeordnet ist, daß der Ausgang eines höherwertigen AND-Gsiters jeweils mit dem negierten Eingang des vorherliogonden niederwertigen AND-Gatters verbunden ist, und daß alle Ausgänge der AND-Gatter über Verstärker an den jeweiligen Arbeitswicklungen der gepolten Relais mit zwei stabilen Lagen liegen, deren andere Anschlüsse gemeinsam an den Ruhekontakt des Schützos für Hubbetrii > geführt sind und daß die Arboitskontakte der gopolten Relais jeweilszu einem der in Reihe liegenden Widerstände für die Steuerung des Thyristorstellers parallel geschaltet sind. Die AND-G attor sind zur Signalverzögerung für die Dauer der Umschaltzeit zwischen Arbeite- und Ruhekontakt vom Schütz für den Hubbetriob mit je einem Kondensator beschaltot.

Der Loistungsausgang des Thyristorstellers ist mit einem Gleichrichter verbunden, dessen Gleichstromausyang am Schütz für den Gleichstrombremsbetrieb liegt und dessen Abgang mit dem Abgang dos Schützes für Drehstrombetrieb gemeinsam an den Hubmotor geführt wird.

Neben der üblichen Wendeschützverriegelung ist die Schützenspule des Schützes für Drehstrombetrieb über einen Ruhe <ontakt, und die Schützenspule des Schützes für Gleichstrombetrieb übor einen Arbeitskontakt des Fußschalters an die Steuerspannung gelegt.

Ausführungsbelsplol

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbelsplel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen

Figur 1; Das Schaltbild für den Leistungsteil des Hubmotors

Figur 2: Das Blockschaltbild der Schaltungsanordnung rur Regelung der Senkgoschwindigkoit

Die Schaltungsa'iordnung ist für Krananlagon entwickelt, deren Hubmotoren m 1 als Schleifringläufer eine entsprochondo Regolcharakterl· tik durch das Zu· und Abschalten von Läuforwlderstöndon R10-R40 über Schütze Q6-O9 oder Steuergeräte besitzon, Diese Charakteristik ist von den zu hebenden und abzustinkenden Laston abhängig.

Der beim Hebe¹ von Lasten im untersynchronen Boreich betriebene Hubmotor m 1 arbeitet beim Absenken von vorgenannten durchziehenden Lasten im übersynchronen Bereich.

Da die Senkgeschwindigkeit lastabhängig ist, haben die Läuferwiderstündu R10-R40 mit zunehmender Last immer woniger Einfluß auf den feinstufigen Senkbetrieb.

Mit Abschalten eines der beiden Schütze Q1, Q 2 für Hubbetrieb oder Sinkbetrieb wird gleichfalls durcn Ausschalten dos Elhyd-Bremsmotors m? durch das Schütz Q 5 die mechanische Bremse wirksam und die Last gehalten.

Diese Elhyd-Bremse m 2 dient authals Sicherheit gegon durchziehende Laston bei Spannungsabfall oder Spannungsausfall und sonstigen elektrischen Störungen innerhalb der Steuerung. Sia hat jedoch keinen Einfluß auf die Beeinflussung der Senkgeschwindip^eit bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Das Verhältnis zwischen dr r angeschlagenen Last und seiner Senkgeschwindigkeit ist nach der Schaltungsanordnung vom Gloichstrombremsmomont und damit vom Wort dos am Hubmotor m 1 anstehenden Gleichstromas abhängig. Um diesen Wert jeweils zu ermitteln, wird davon ausgegangen, daß jede abzusenkende Last vorher erst zu heben ist, wobei dio Stromaufnahme des Hubmotors m 1 der jeweils angeschlagenen Last im Hubbetrieb entspricht.

Diese Betriebsart wird gemä^ Figur 1 durch Einschalten des Schützes Q1 und dos Schützes Q 3 für Drehstrombetrieb eingeleitet.

Gleichzeitig wird davon abhö,.jig das Schütz Q 5 betätigt und der Elhyd-Bremsmotor m 2 eingeschaltet, durchweichen dio mechanische Bremse des Hubmotors rn 1 gelöst wird.

Entsprechend dan Anlaufbedingungen wird der Löuforwidorstand R10, R20, R30, R40 durch die Schütze Q6-O9 in bekannter Weise verringert.

Die Erfassung der. Betriebsstromes für den Hubrnotor m 1 erfolgt durch den Stromwandler F, dessen Sekundärwicklung durch den Bürde« widerstand Rm kurzgeschlossen ist. Der im gleichen Verhältnis zum Motorstrom stohende Spannungsabfall dient als Meß- unii Regelgröße, deren Verarbeitung mit der Schaltungsanordnung nach Figur 2 beschrieben wird.

Für den normalen Senkbetrieb werden die Schütze 02, Q3 betätigt und die Last wird abgesenkt. Vor dem Aufsetzen dor Last wird durch Betätigung des Fußschalter T das Schütz Q3 für don Drehstrombetrieb abgeschaltet und das Schütz Q4 für den Gleichstrombremsbetrieb erlogt. Damit wird dem vom Netz getrennten Hubmotor m 1 der vom Gleichrichter G erzeugte Gleichstrom zugeführt, welcher auf der Drehstromseite durch den Thyristorsteller E mit seiner, von der Schaltungsanordnung A beeinflußten Phasenanschnittsteuerung eingestellt wurde.

Beim Umschlag der Lasten erfolgt jedoch auf den Hubbetrieb nicht unmittelbar der Senkbetriob, vielmehr wird dar Betrieb des Hubmotors m1 durch wechselweises Betätigender Schütze Q1, Q2 und durch den Fahrbetrieb dor Krananlago unterbrochen.

Diese wechselnde Betriebsweise wird durch die Schaltungsanordnung nach Figur 2 berücksichtigt, indem die boim Hubbetriob durch den Stromwandler f orfaßte Meß- und Regelgröße für einen nicht unmittelbar folgenden Sonkbetrieb gespeichert wird.

Dazu wird dio Analog zur angeschlagenen Last anstehende Wechselspannung durch don Meßgleichrichter Gm gleichgerichtet und parallel an die Istwort-Eingänge der Komparatoren S1-S4 mit gestaffelten Sollwert-Einstellungen geführt.

Diese binsteilung der Sollwerte soll nach dem Beispiel den gewählten Laststufen von 25/50/75 und 100% zum maximalen Istwert entsprechen. Bei 80% Belastung werden die Ausgangssignale der Komparstoren S 1,S2, S3 an die Eingänge der AND-Gatter A1, A2, A3 gelegt. Ihre zweiten Eingänge liegen parallel am Ausgang des Gatters A5 zur Signalverzögerung, welches durch den Arbeitskontakt q 1 vom Schütz Q1 bei Hubbotrieb aktiviert wird.

Da nach dem Beispiel das höhorwertige AND-Gatter A3 sein Ausgangssignal, über Dioden entkoppelt, an die negierenden Eingänge der AND-Gatter A2, A1 führt, werden beide AND-Gatter A2, A1 nicht durchgesteuert. Der Ausgang dos AND-Gatters A3 liegt gleichzeitig am Verstärker V 3, dessen Ausgang mit dem einen Ende der Arbeitswicklung 2 des gepolten Relais l<3 mit zwei stabilen Lagen verbunden i*l.

Mit Beendigung d«ir Hubbewegung durch das Schütz Q1 öffnet der Arbeitskontakt q 1, der Ruhekontakt q 11 schließt und das gepolte Relais K3 wird erregt. Es nimmt seine Arbeitslage ein und überbrückt mit seinem Arbeitskontakt K3 den Widerstand R3 zur Steuerung des TI.. ristorstollers E. Die nach den gewählten Laststufen geometrisch gestaffelten Werte der Widerstände R1-R4 verändern dazu analog don Phasenanschnitt für den Thyristorsteller E und regeln so den erforderlichen Gleichstrom für dan Hubmotor m 1 beim Senkbetrieb. Dio Reihenschaltung der Widerstände R1-R4 bewirkt, daß auch bei Störung eines der Kontakts K1-K4 der Thyristorsteller E wirksam bleibt. Wird das Schütz Q1 für don Hubbetrieb erneut eingeschaltet, öffnet der Im Kreis der Arbeitswickliingnn 2 liegende Ruhekontakt q 11 und der Arbeitskontakt q 1 wird geschlossen, wodurch dio Rückzugswicklungen 1 erregt werden und das betreffende in der Arbeitstage befindliche gepolte Relais, nach dom Boispiol K3, in seine Huhelage gebracht wird.

Da die Last nicht verändert wurde, wird erneut über den Komparator S3 das «VND-Gatter A3 aktiviert und die beschriebene Schaltfolge wiederholt sich.

Die an der AND-Gattern A1-A4 liegenden Kondensatoren C1-C4 bewirken eine Signalverzögerung für die Zeiträume dos Kontaktumschlagos vom Arboiti.kontakt q 1 und Ruhekontakt q 11 des Schützes Q1 einschließlich der Anzugszeit der gepolten Relais K1-K4.

Beim Ausfall d st Betriebsspannung behält das in seiner Arbeitslage befindliche gopolte Relais K1-K4 ebenfalls seine Lage, welche nur durch einen folgenden Hubbetrieb geändert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

DD-PS 32459 (H 02 P, 7/()0)

DD-PS 209235 (F 16 D, 9/00}

DE-OS 2059842 (21 c, 59/58)

DE-OS 3312956 (H 02 P, 3/24)

VEM-Handbuch: Die Technik der elektrischen Antriebe (Grundlagen), Verlag Technik Berlin 1963, S. 131

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Beeinflussung der Senkgeschwindigkeit bei Krananlagen entsprechend der angeschlagenen Last, deren Hubwerk durch einen Schleifringläufermotor angetrieben wird, dessen Betriebsstrom durch einen, in einer Phase der Motorzuleitung liegenden Stromwandler, dessen Sekundärausgang durch einen Bürdewidarstand abgeschlossen ist, als Gleichspannungswert in Vemindung mit gestaffelten Sollwert-Einstellungen aufweisenden Komparatoren erfaßt und über AND-Gatter, Verstärker, gepolte Relais, Schütze und einen Thyristorsteller verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Komparatoren (S 1-S4) an die einen Eingänge der zugeordneten AND-Gatter (A1-A4) geführt sind und deren zweite Eingänge parallel am Ausgang eines Gatters (A5) zur Signalverzögerung liegen, in dessen Eingang der Arbeitskontakt (q 1) vom Schutz (Q 1) für Hubbetrieb angeordnet ist, daß der Ausgang eines höherwertigen AND-Gatters (A4, A3, A2) jeweils mit dem negierten Eingang des vorher liegenden, niederwettigen AND-Gatters (A3, A2, A1) verbunden ist und daß alle Ausgänge der AND-Gatter (A 1-A4) über Verstärker (V 1-V4) an den jeweiligen Arbeitswicklungen \2) der gepolten Relais (K1-K4) mit zwei stabilen Ruhelagen liegen, deren andere Anschlüsse (2) gemeinsam an den Ruhekontakt (q 11) des Schützes für Hubbetrieb geführt sind, und daß die Arbeitskontakte (k1-k4) der gepolten Relais (K 1-K4) jeweils zu einem der in Reihe liegenden Widerstände (R 1-R4) für die Stouerung des Thyristorstellers (E) parallel geschaltet sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die AND-Gatter (A1-A4) jeweils mit einem Kondensator (C1-C4) zur Signalverzögerung für die Dauer der Umschaltzeit zwischen Arbeitskontakt (q 1) und Ruhekontakt (q 11) des Schützes (Q 1) für den Hubbetrieb beschaltet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsausgang des Thyristorslellers (E) an einen Gleichrichter (G) geführt ist, dessen Gleichstromausgang mit dem Schütz (Q4) für Gleichstrombremsbetrieb verbunden ist, dessen Abgang mit dem Abgang des Schützes (Q3) für Drehstrombetrieb gemeinsam am Hubmotor (m 1) liegt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben der üblichen Wendeschützverriegelung die Schützenspule des Schützes (Q3) für Drehstrombetrieb über einen Ruhekontakt, und die Schützenspule des Schützes (Q4) für Gleichstrombremsbetrieb ühsr einen Arbeitskontakt des Fußschalters (T) an die Steuerspannung gelegt ist.