DE1059643B

DE1059643B - Braking device for hoists, which are driven by a three-phase motor, which can be switched from a normal frequency to a low frequency network

Info

Publication number: DE1059643B
Application number: DES33455A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erwin Feith; Ulrich Haier; Dipl-Ing Heinrich Lutz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-05-18
Filing date: 1953-05-18
Publication date: 1959-06-18

Description

Bremseinrichtung für Hebezeuge, die durch einen Drehstrommotor angetrieben werden der von einem Netz normaler Frequenz auf ein Netz niederer Frequenz umschaltbar ist Als elektrische Antriebe für Hebezeuge werden häufig Drehstrommotoren verwendet, bei denen zum Vorbereiten der mechanischen Bremsung die Drehzahl von ihrem normalen Wert (Hauptgeschwindigkeit) auf einen sehr kleinen Wert (Hilfsgeschwindigkeit) herabgesetzt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Antriebsmotor vom Netz normaler Frequenz auf ein Hilfsnetz mit sehr kleiner Frequenz umgeschaltet wird. Weiter sind Drehstromantriebe für Hebezeuge bekannt, bei denen je nach Größe der Last - eventuell in Abhängigkeit von einem von Hand bewegten Schalter - zwei verschiedene Arten des Senkbremsbetriebes vorgesehen werden, und zwar einmal das sogenannte Senkbremsen, bei dem der Rotor des Antriebsmotors durch eine einhängende Last entgegen dem Drehfeld des Stators durchgezogen wird, und zum anderen der sogenannte Senkkraftantrieb, bei dem die einhängende Last durch den Motor in der Senkrichtung bewegt wird. In diesem Fall läuft also der Antriebsmotor mit gegenüber dem Hebebetrieb umgekehrtem Drehfeld. Ferner sind Drebstromantriebsmotoren für Fahrwerke, wie z. B. Braking device for hoists driven by a three-phase motor can be switched from a network of normal frequency to a network of lower frequency Three-phase motors are often used as electrical drives for hoists, where to prepare for mechanical braking the speed of its normal Value (main speed) reduced to a very small value (auxiliary speed) will. This is achieved in that the drive motor is powered by the normal frequency network is switched to an auxiliary network with a very low frequency. There are also three-phase drives known for hoists, where depending on the size of the load - possibly depending from a manually operated switch - two different types of lowering brake operation be provided, once the so-called lowering braking, in which the rotor of the drive motor by a suspended load against the rotating field of the stator is pulled through, and on the other hand the so-called lowering power drive, in which the suspended load is moved in the lowering direction by the motor. In this case So the drive motor runs with the opposite rotating field compared to the lifting operation. Furthermore, Drebstromantriebsmotoren for chassis, such. B.

Abraumförderbrücken oder Verladebrücken, vorgeschlagen worden, bei denen zur selbsttätigen Anpassung der Geschwindigkeit an die äußeren Einflüsse, wie z. B. Winddruck und Gefälle, eine intennittierende Gegenstrombremsung verwendet wird. Bei anderen Drehstromantrieben wird auf eine elektrische Bremsung verzichtet und lediglich der mechanische Bremsvorgang in Abhängigkeit von elektrisch erfaßten Werten gebracht. So ist es bekannt, die Sicherheitsbremse von Fördermaschinenantrieben in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer Soll-und einer Istgeschwindigkeit einzulegen.Overburden conveyor bridges or loading bridges have been proposed those for the automatic adjustment of the speed to the external influences, such as B. wind pressure and gradient, an intermittent countercurrent braking is used will. With other three-phase drives, there is no electrical braking and only the mechanical braking process as a function of electrically detected Brought values. So it is known, the safety brake of hoisting machine drives as a function of the difference between a setpoint and an actual speed to insert.

Der rein mechanische Bremsvorgang hat den Nachteil, daß bei ihm der Antrieb und damit die von diesem bewegte Masse voll abgebremst werden muß, d. h., die Bremse muß die gesamte kinetische Energie, die in dem System Antriebsmotor-Hebezeug vorhanden ist, übernehmen. Das bedingt eine starke Abnutzung der Bremsvorrichtung. Bei der gemischten mechanischen und elektrischen Bremsung besteht jedoch noch der Nachteil, daß der Zeitpunkt des Bremseinsatzes, die Größe der Bremszeit und der Bremsweg von der Größe und Richtung der jeweiligen Last unabhängig ist. Dadurch können Zeitverluste verursacht werden, die in vielen Fällen als nachteilig empfunden werden. The purely mechanical braking process has the disadvantage that with him the Drive and thus the mass moved by this must be fully braked, d. H., the brake must take all of the kinetic energy in the drive motor-hoist system is present, take over. This causes severe wear and tear on the braking device. In the case of mixed mechanical and electrical braking, however, there is still the Disadvantage that the time of use of the brake, the size of the braking time and the Braking distance is independent of the size and direction of the respective load. Through this time losses can be caused, which in many cases are perceived as disadvantageous will.

Die neue Bremseinrichtung für Hebezeuge, die durch einenDrehstrommotor angetrieben werden, der von einem Netz normaler Frequenz (Hauptgeschwindigkeit) auf ein Netz niederer Frequenz (Hilfsgeschwindigkeit) umschaltbar ist, vermeidet diese Nachteile erfindungsgemäß dadurch, daß der durch Umschalten des Antriebsmotors vom Netz normaler Frequenz auf das Netz niederer Frequenz hervorgerufene elektrische Bremsvorgang (Bremswirkung, Bremszeit) in selbsttätige Abhängigkeit von einer durch die jeweiligen Betriebsbedingungen bestimmten Größe (Betrag und Richtung der Last, Stromaufnahme, Geschwindigkeit od. dgl.) gebracht ist. The new braking device for hoists operated by a three-phase motor driven by a network of normal frequency (main speed) can be switched to a network of low frequency (auxiliary speed), avoids these disadvantages according to the invention in that the by Switching the drive motor electrical generated from the normal frequency network to the lower frequency network Braking process (braking effect, braking time) in automatic dependence on a through size determined by the respective operating conditions (amount and direction of the load, Power consumption, speed or the like.) Is brought.

Dies kann beispielsweise so geschehen, daß der die Einleitung des Bremsvorganges bewirkende Schaltvorgang in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe steuerbar ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Stärke der Bremswirkung in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe steuerbar ist. This can be done, for example, that the initiation of the Braking process causing switching process depending on the influencing Size is controllable. Another possibility is that the strength of the braking effect can be controlled as a function of the influencing variable.

Diese Maßnahmen lassen sich auch in Verbindung miteinander anwenden.These measures can also be used in conjunction with one another.

Bei Drehstromantrieben, namentlich für Fördermaschinen, bei denen eine Drehzahlherabsetzung durch Umschalten des Antriebsmotors auf eine Niederfrequenzspannung bewirkt wird, kann man nach dem Vorschlag der Erfindung die Niederfrequenzspannung über eine Verstärkungseinrichtung in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe ändern. For three-phase drives, especially for hoisting machines, where a speed reduction by switching the drive motor to a low frequency voltage is effected, you can according to the proposal of the invention, the low frequency voltage via a reinforcement device depending on the influencing variable change.

Beispielsweise kann man eine von der beeinflussenden Größe gesteuerte Verstärkungseinrichtung vor den Eingang des in an sich bekannter Weise die Niederfrequenzspannung liefernden Frequenzwandlers schalten. Als solcher wird vorzugsweise ein asynchroner Einankerumformer verwendet. Als Verstärkungseinrichtung kann man hierbei eine mit Gleichstrom vormagnetisierte, insbesondere dreiphasige Drossel (Magnetverstärker) vorsehen. Statt dessen lassen sich aber auch Verstärkungseinrichtungen anderer Art, z. B. Verstärkermaschinen. Strommotore od. dgl. anwenden.For example, one can use one that is controlled by the influencing variable Amplification device in front of the input of the low-frequency voltage in a manner known per se delivering Switch frequency converter. An asynchronous single armature converter is preferred as such used. As an amplification device, one can use a direct current premagnetized, Provide in particular a three-phase choke (magnetic amplifier). Instead, leave it but also other types of reinforcement devices, e.g. B. Amplifier machines. Electric motors or the like. Use.

Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung des Bremsvorganges eines Drehstromantriebes in Abhängigkeit von einer bestimmten Größe ist dadurch gegeben, daß die Beeinflussung des Bremsvorganges durch Verstellen der Bürstenbrücke des Frequenzwandlers erfolgt. Another possibility for influencing the braking process of a Three-phase drive depending on a certain size is given by that influencing the braking process by adjusting the brush bridge of the Frequency converter takes place.

Die Stärke der Bremswirkung eines elektrischen Antriebes läßt nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung auch in Abhängigkeit von der Differenz zweier dem Istwert und dem Sollwert der Geschwindigkeit entsprechender Gleichspannungen regelbar machen. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Anordnung so zu treffen, daß während des Bremsvorganges die Energiequelle zusätzlich durch eine die Regelfehler integrierende Einrichtung, z. B. einen Gleichstrommeßmotor. der seinerseits ein Potentiometer, einen Drehtrafo od. dgl. verstellt, so beeinflußt wird, daß die Regelabweichung ausgeglichen wird. The strength of the braking effect of an electric drive decreases a further proposal of the invention also as a function of the difference between two DC voltages corresponding to the actual value and the setpoint of the speed make controllable. It can be advantageous to make the arrangement so that During the braking process, the energy source is additionally caused by one of the control errors integrating facility, e.g. B. a DC measuring motor. who in turn a Potentiometer, a rotary transformer or the like. Adjusted, is influenced so that the control deviation is balanced.

Um die Stärke der Bremswirkung in Abhängigkeit von der beeinflussenden Größe (Betrag und Richtung der Last. Stromaufnahme, Geschwindigkeit od. dgl.) zu steuern, empfiehlt es sich auch, eine Einrichtung zum Dessen des Betrages der beeinflussenden Größe vor Beginn des Bremsvorganges vorzusehen und den Meßwert jeweils bis zum Zeitpunkt seiner Verwendung zu speichen. Die Speicherung des Meßwertes kann beispielsweise in einem oder mehreren Kondensatoren geschehen. To the strength of the braking effect depending on the influencing Size (amount and direction of the load. Current consumption, speed or the like) control, it is also advisable to have a facility to control the amount of the influencing Size to be provided before the beginning of the braking process and the measured value in each case up to the point in time to save its use. The storage of the measured value can, for example happen in one or more capacitors.

Als Meßeinrichtung kann man ein Gleich- oder Wechselstrommeßwerk mit Fallbügeleinrichtung verwenden, das den beispielsweise von der Größe der Last abhängigen Strom des Antriebsmotors mißt und das vor Beginn des Bremsvorganges kurzzeitig eingeschaltet wird und direkt oder indirekt ein oder mehrere Potentiometer verstellt. Die Polarität der abgegriffenen Spannungen kann erforderlichenfalls, beispielsweise bei einer Fördermaschine, durch am Fahrtregler oder im Schacht angeordnete Schalter oder (bei Drehstrommaschinen) durch wattmetrische Relais vorgewählt werden. A direct or alternating current measuring mechanism can be used as the measuring device Use with drop arm device that depends, for example, on the size of the load dependent current of the drive motor measures and briefly before the start of the braking process is switched on and one or more potentiometers are adjusted directly or indirectly. The polarity of the tapped voltages can, if necessary, for example in the case of a hoisting machine, by means of switches arranged on the speed controller or in the shaft or (for three-phase machines) can be preselected by wattmetric relays.

Man kann als Meßeinrichtung auch einen Gleichstrommeßmotor verwenden, der den von der Größe der Last abhängigen Strom des Antriebsmotors mißt und für eine definierte Zeit, etwa von einigen Sekunden, vor Beginn des Bremsvorganges eingeschaltet wird und ein Potentiometer oder einen Drehtrafo verstellt, dessen abgegriffene Spannung der beeinflussenden Größe, insbesondere der Last, proportional ist. A DC motor can also be used as the measuring device. which measures the current of the drive motor depending on the size of the load and for switched on for a defined time, for example a few seconds, before the start of the braking process is adjusted and a potentiometer or a rotary transformer adjusts its tapped voltage the influencing variable, in particular the load, is proportional.

Den gespeicherten Meßwert kann man beispielsweise zur Steuerung des die Einleitung des Bremsvorganges bewirkenden Schaltvorganges nutzbar machen, beispielsweise indem man die ihn darstellende, in einem Kondensator gespeicherte Energiemenge zu einem vorgegebenen, von den jeweiligen Betriebsbedingungen unabhängigen Zeitpunkt sich über einen Widerstand und die Sperrspule eines Verzögerungsrelais entladen läßt, dessen Anzugsspule gleichzeitig mit dem Beginn der Entladung eingeschaltet wird. So läßt es sich erreichen, daß der die Einleitung des Bremsvorganges bewirkende Schalt- vorgang um ein bestimmtes, von den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängiges Zeitmaß verzögert wird. The stored measured value can be used, for example, to control the make the initiation of the braking process effecting switching process usable, for example by adding the amount of energy that represents it and is stored in a capacitor a specified point in time that is independent of the respective operating conditions discharge themselves through a resistor and the blocking coil of a delay relay leaves, whose pull-in coil is switched on at the same time as the start of the discharge will. It can thus be achieved that the initiation of the braking process can be achieved Switching process to a certain, depending on the respective operating conditions Time measure is delayed.

Man an kann den gespeicherten Meßwert auch unter Verwendung an sich bekannter Schaltmaßnahmen dazu benutzen, die Stärke der Bremswirkung zu steuern oder insbesondere den Sollwert der Geschwindigkeit während des Bremsvorganges festzulegen. The stored measured value can also be used per se use known switching measures to control the strength of the braking effect or in particular to set the setpoint value for the speed during the braking process.

Zur Veranschaulichung der Erfindung zeigt Fig. 1 das Schema einer Antriebsanordnung nach der Erfindung. Der AntriebsmotorM wird während der Hauptfahrt aus einem Drehstromnetz RST gespeist, und zwar über einen Hauptschalter HS, der als Umschalter ausgebildet ist. Wird er nach rechts umgelegt, so erfolgt die Speisung statt dessen über einen Frequenzwandler F W mit herabgesetzter Frequenz aus einem Hilfsnetz Ii' S' T'. Bei der Hauptfahrt wird durch eine Meßeinrichtung ME, die im Speisestromkreis des Antriebsmotors angeordnet ist, dessen Belastung gemessen. Der Meßwert wird in einer Speicheranordnung C zunächst festgehalten. Eine Kommandoeinrichtung K, bei einer Fördermaschine beispielsweise ein Schachtschalter oder ein Kontakt am Fahrtgeber, gibt zu einem vorgegebenen Zeitpunkt bzw. nach Erreichen eines vorgegebenen Fahrtweges ein Kommando an die Speichereinrichtung C. Dadurch setzt diese ein Zeitwerk Z, beispielsweise ein Verzögerungsrelais, in Lauf und veranlaßt so, daß der Hauptschalter HS nach einer von der Größe des Meßwertes abhängigen Verzögerungszeit nach rechts umgelegt wird. Ferner beeinflußt dieSpeichereinrichtung in einem der Größe des Meßwertes entsprechenden Maße eine dem Frequenzwandler F W vorgeschaltete Verstärkereinrichtung VST, so daß die Bremswirkung, die auf den Hauptmotor 11 ausgeübt wird, in ihrer Stärke von der Größe des während der Hauptfahrt gemessenen Meßwertes der Belastung abhängig ist. To illustrate the invention, FIG. 1 shows the diagram of a Drive arrangement according to the invention. The drive motorM is during the main drive fed from a three-phase network RST, via a main switch HS, the is designed as a switch. If it is turned to the right, the supply takes place instead, via a frequency converter F W with a reduced frequency from one Auxiliary network Ii 'S' T '. During the main trip, a measuring device ME, which is in the The feed circuit of the drive motor is arranged, the load of which is measured. Of the The measured value is initially held in a memory arrangement C. A command facility K, in the case of a hoisting machine, for example a shaft switch or a contact on the speed sensor, gives at a specified time or after reaching a specified Route a command to the memory device C. This sets a timer Z, for example a delay relay, is running and so causes the main switch HS to the right after a delay time that depends on the size of the measured value is turned over. Furthermore, the memory device influences one of the size of the measured value corresponding dimensions an amplifier device connected upstream of the frequency converter F W VST, so that the braking effect that is exerted on the main motor 11, in their Strength of the magnitude of the load measured during the main journey is dependent.

Fig. 2 zeigt das Schema eines weiteren Ausführungsbeispiels, das von dem zuerst erwähnten insofern abweicht, als hier die Stärke der Bremswirkung von der Differenz vom Istwert und einem Sollwert der Geschwindigkeit abhängig ist. Der während der Hauptfahrt gemessene und in der Speichereinrichtung C festgehaltene Meßwert der Belastung beeinflußt hier einen Geschwindigkeits-Sollwertgeber s c der Antriebsmotor selbst einen Geschwindigkeits-Istwertgeber 1 G. Der Differenzwert von Sollwert und Istwert, die beide in Form von Gleichspannungen auf eine Regeleinrichtung B gegeben werden, beeinflußt die Verstärkereinrichtung VST und damit die Stärke der Bremswirkung. Fig. 2 shows the scheme of a further embodiment, the differs from the first mentioned insofar as here the strength of the braking effect depends on the difference between the actual value and a setpoint of the speed. The one measured during the main trip and stored in the memory device C. The measured value of the load influences a speed setpoint generator s c der here Drive motor itself a speed actual value encoder 1 G. The difference value of setpoint and actual value, both in the form of direct voltages on a control device B are given, affects the amplifier device VST and thus the strength the braking effect.

Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruches Schutz beansprucht. For the subjects of the subclaims, only in connection with the subject of the main claim claimed protection.

Claims

PATENTAN5pR (CiiE: 1. Braking device for hoists that are operated by a Three-phase motor driven by a network of normal frequency (main speed) can be switched to a network of low frequency (auxiliary speed), characterized in that that by switching the drive motor from the mains normal frequency to the mains electrical braking process caused by a lower frequency (braking effect, braking time) in automatic dependence on one through the respective operating conditions certain size (amount and direction of the load, current consumption, speed or Like.) is brought.

2. Braking device according to claim 1, characterized in that the initiation of the braking process depending on the influencing variable is controllable.

3. Braking device according to claim 1, characterized in that the strength of the braking effect can be controlled depending on the influencing variable is.

4. Braking device according to claim 3, characterized in that the strength of the braking effect as a function of the difference between two and the actual value and the setpoint of the speed of corresponding DC voltages can be regulated.

5. Braking device according to claim 4, characterized in that During the braking process, the energy source is additionally caused by one of the control errors integrating facility, e.g. B. a DC measuring motor, which is a potentiometer, a rotary transformer or the like. Adjusted, is influenced so that the control deviation is balanced.

6. Braking device according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the drive motor when braking in a known manner feeding low-frequency voltage can be influenced via an amplification device is.

7. Braking device according to claim 6, characterized in that an amplification device controlled by the influencing variable in front of the input the frequency converter that supplies the low-frequency voltage in a manner known per se, is preferably an asynchronous single armature converter.

8. Braking device according to claim 7, characterized in that as an amplification device, one that is pre-magnetized with direct current, in particular three-phase choke (magnetic amplifier), if necessary with smoothing device, is provided.

9. Braking device according to claim 6 or one of the following, characterized characterized in that the braking process is influenced by adjusting the brush bridge of the frequency converter takes place.

10. Braking device according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the influencing of the braking process by the measured value of a The device measuring the amount of the influencing variable before the start of the braking process takes place, the measured value being stored in each case up to the point in time at which it is used will.

11. Braking device according to claim 10, characterized in that the measured value is stored in one or more capacitors.

12. Braking device according to claim 10, characterized in that as a measuring device, a current of the drive motor that is dependent on the size of the load measuring direct or alternating strommeß works with drop bar device that is switched on briefly before the start of the braking process and directly or indirectly one or more potentiometers adjusted.

13. Braking device according to claim 10, characterized in that as a measuring device, a current of the drive motor that is dependent on the size of the load measuring direct current motor, which for a defined time, about a few seconds, is switched on, serves, and adjusts a potentiometer or a rotary transformer, its tapped voltage thus the influencing variable, in particular the load, is proportional.

Considered publications: German Patent Specifications No. 277 652, 452 229, 572 122, 888 760; Swiss patent specification No. 110 999.