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Einrichtung zum Erzielen eines selbsttätigen Ablaufes eines Fördervorganges
Bei der Regelung von Fördermaschinen, Aufzügen, Haspeln ist man bestrebt, das Beschleunigen,
Fahren und Verzögern so vorzunehmen, daß kürzeste Fahrzeiten ohne Seilrutsch oder
unangenehme Beschleunigungsänderungen erzielt werden und daß der Förderkorb oder
die Aufzugskabine an der vorgesehenen Stelle bündig zum Halten kommt. Einflüsse
durch wechselnde Belastung, durch Schwankungen der Netzspannung, der Temperatur
und durch andere Störungen sollen dabei selbsttätig ausgeglichen werden. Zum automatischen
Betrieb der Förderanlage soll ein einziges Kommando ausreichen, um entweder eine
Fahrt bis zum Halten oder eine Folge von mehreren derartigen Fördervorgängen durchzuführen.
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Derartige Regeleinrichtungen auf der Grundlage einer Beinflussung
der Geschwindigkeitsgrundregelung durch wahlweise zur Wirkung kommende zusätzliche
Größen sind bekannt. Beispielsweise hat man durch mechanische Kupplung von einzelnen
Steuerantrieben mit umlaufenden Teilen der Förderanlage eine Abhängigkeit der Fördergeschwindigkeit
von den Betriebsbedürfnissen erzielt. Ferner sind Geschwindigkeitsprpgramme unter
Zuhilfenahme verschiedener Relaisantriebe und Kontaktbahnen verwirklicht worden.
Derartige Anordnungen werden jedoch bei Berücksichtigung mehrerer Betriebsgrößen
wegen der erforderlichen mechanischen Verstellmittel unübersichtlich, teuer und
störanfällig.
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Es ist ferner bekannt, zusätzliche Regelglieder in Abhängigkeit von
Größe und Richtung des Ankerstromes in einem Leonardsatz zu steuern. Auf diese Weise
kann jedoch die im vorliegenden Fall erwünschte Regelung durch ein einziges Kommando
nicht erzielt werden.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe wurden an anderer Stelle vorgeschlagene
Schaltungen entwickelt, die sich in der Praxis bereits bewährt haben. Die vorliegende
Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung und Vervollkommnung auf diesem Gebiet
im Sinne einer noch besseren übersichtlichkeit, einer leichteren Einstellbarkeit
sowie einer größeren Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit.
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Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei elektrisch
betriebenen Förderanlagen zum Erzielen eines selbsttätigen Ablaufes eines Fördervorganges
entsprechend den jeweiligen Förderbedingungen eine Regelschaltung mit mehreren Sollwertgebern
und einem Istwertgeber für die Geschwindigkeitsregelung vorzusehen, die in einer
kontaktlosen elektrischen Weichenschaltung so zusammenarbeiten, daß jeweils der
kleinste der Sollwerte die Regelung bestimmt. Eine solche Anordnung wird im folgenden
als Unterholungsweiche bezeichnet. Das Wort Weiche drückt aus, daß zwei Eingänge
und ein Ausgang vorhanden sind, wobei jeder der Eingänge für sich elektrisch wirksam
mit dem Ausgang durchverbunden sein kann. Das Wort Unterholung besagt, daß die Verbindung
dann hergestellt wird, wenn einer von zwei Sollwerten den anderen unterschreitet
und alsdann in Gegenschaltung 'zum Istwert der Regelung allein zur Bildung der Regelabweichung,
beiträgt.
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In der Technik der selbsttätigen Strom- und Spanmingsregelung, insbesondere
der Batterieladung über Magnetverstärker, sind bereits Einrichtungen bekannt, die
mit ähnlichen Schaltungen zum selbsttätigen Ab-
lösen von Regelwerten arbeiten.
Hierbei ist es jedoch so, daß sich verschiedene Istgrößen der Regelung untereinander
ablösen. Es wird beispielsweise von einer Regelung auf konstanten Strom auf eine
Regelung auf konstante Spannung übergegangen. Die dazu verwendeten Weichenschaltungen
wirken außerdem in der Weise, daß von zwei Steuerwerten, die die verschiedenen Regelgrößen
darstellen, stets der grörßere zur Wirkung gelangt. Es liegt also die umgekehrte
Wirkungsweise wie bei den Unterholungsweichen nach der Erfindung vor, so daß die
bekannten Weichenschaltungen im Gegensatz hierzu als »Überholungsweichen« bezeichnet
werden können. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die
aus der Stromspannungsregeltechnik bekannten Maßnahmen in einer entgegengesetzten
Wirkungsweise bei der Regelung von Fördermaschinen zum Erzielen eines selbsttätigen
Ablaufes eines Fördervorganges
entsprechend den jeweiligen Förderbedingungen
mit großem Vorteil verwendet werden können und daß die vorgenannten Verbesserungen
hinsichtlich Übersichtlichkeit, Einstellbarkeit, Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit
einen wesentlichen Schritt vorwärts in der Fördertechnik bedeuten. Bei den Unterholungsschaltungen
nach der Erfindung werden als wichtige ste- Hilfsmittel elektrische Ventile verwendet,
die bei den vorgenannten Überholungssschaltunggen in der Stromspannungsregeltechnik
ebenfalls schon bekannt sind. Insbesondere wird als Unterholungsweiche eine Brückenschaltung
aus Gleichrichtern verwendet, deren Wechselstromklemmen zugleich an einem Sollwertgeber
und an der Reihenschaltung des Steuereinganges des Regelverstärkers mit dem Istwertgeber
der Geschwindigkeitsregelung liegen und deren Ausgangsklemmen an einen zweiten Sollwertgeber
angeschlossen sind. Eine solche Unterholungsweiche hat den Vorteil, daß bei einer
Umkehr der Förderrichtung nur die eine, zur Steuerung von Hand dienende Sollspannung
eines Gebers umgesteuert zu werden braucht, was jedoch an sich notwendig ist, während
ein zweiter, insbesondere von der Fahrbewegung angetriebener Sollwertgeber nicht
umgekehrt zu werden braucht. Die Erfindung betrifft darüber hinaus jedoch noch andere
Unterholungsweichen, die in bestimmten Fällen vorteilhaft sein können. Da der Spannungsabfall
an den für die Unterholung wirksamen Gleichrichtern sich zu dem jeweils kleineren
Sollwert addiert und daher den kleinstmöglichen Geschwindigkeitssollwert bestimmt,
sind hochsperrende und zugleich verlustarme Gleichrichter für die Unterholungsweichen
am besten geeignet. Es werden daher im allgemeinen Flächengleichrichter auf Germanium-
oder Siliziumhasis verwendet.
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Besonders vorteilhaft ist es, und hierin liegt ein wesentlicher Grundgedanke
zur Weiterbildung der Erfindung, für die Verzögerungsperiode eines Fördervorganges
einen wegabhängigen Geschwindigkeitssollwert zu benutzen, der willkürlich oder in
Ab-
hängigkeit von bestimmten Betriebsgrößen, z. B. der Zugkraft am Förderseil
oder dem Fördermotorstrom, so verstellt werden kann bzw. sich selbsttätig so verstellt,
daß sich eine während einer Verzögerungsperiode konstante, aber für verschiedene
Förderspiele je nach den bestehenden Bedingungen veränderte, angemessene
Verzögerung ergibt. Eine konstante Verzögerung bedeutet, daß die Geschwindigkeit
von der Quadratwurzel des Weges abhängig ist. Durch die wegabhängige Beeinflussung
des Geschwindigkeitssollwertes läßt sich erreichen, daß kurz vor dem Haltepunkt
des Förderkorbes od. dgl. eine bestimmte geringe Schleichgeschwindigkeit unabhängig
von Störgrößen vorhanden ist, die dann durch das Einfallen der mechanischen Bremse
der Fördereinrichtung innerhalb einer immer gleichen Wegstrecke auf Null verringert
werden kann. Durch die Unterholungsschaltung nach der Erfindung kann erreicht werden,
daß unabhängig von einer eingestellten Höchstgeschwindigkeit und der eingestellten
Größe der Verzögerung der Übergang von konstanter Fahrgeschwindigkeit auf Verzögerung
immer in dem Augenblick stattfindet, indem die Verzögerung beginnen muß, damit der
Förderkorb bei konstanter Verzögerung im Haltepunkt mit der Schleichgeschwindigkeit
ankommt.
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Die gleiche Methode der Unterholung kann auch für die Beschleunigungsperiode
angewendet werden, indem der Sollwert der Geschwindigkeit von dem Wert Null bis
zu einem über der Höchstgeschwindigkeit liegenden Wert in einer der gewünschten
Beschleunigung entsprechenden Zeit erhöht wird und mit Hilfe einer Unterholungsschaltung
durch den auf die jeweilige Treibgeschwindigkeit eingestellten Sollwert unterholt
wird. Die Beschleunigung kann dagegen auch durch allmähliches Erhöhen des Sollwertes
für die Treibgeschwindigkeit ohne eine Unterhülungsschaltung bewirkt werden. Ferner
kann die Beschleunigung durch eine sich allmählich verringernde Gegenk-opplung auf
den Regelverstärker der Förderanlage eingestellt werden, obwohl zu Beginn der Fahrt
sofort der volle Sollwert der Geschwindigkeit aufgeschaltet wird. Diese Gegenkopplung
kann z. B. durch Gegenkoppeln der Ausgangsspan-nung des Regelverstärkers über ein
einstellbares RC-Glied oder durch Gegenkoppeln der Feldänderungsspannung eines mit
dem Fördermotor verbundenen Steuergenerators über einen einstellbaren Widerstand
auf den Eingang des Regelverstärkers bewirkt werden. Schließlich kann die Beschleunigung
auch durch eine Überholungsregelung bewirkt werden, indem neben der Differenz von
Istgeschwindigkeit und Sollgeschwindigkeit die Differenz von Istbeschleunigung und
Sol.Ibeschleunigung auf den Eingang des Regelverstärkers wirkt, wobei durch elektrische
Gleichrichter in der Zusammenschaltung der verschiedenen Größen Vorsorge getroffen
ist, daß die Beschleunigungsregelung erst wirksam wird, wenn die Istbeschlennigung
größer ist als der Beschleunigungssollwert. Durch einen Schwellwertwiderstand parallel
zum Steuereingang des Regelverstärkers für die Geschwindigkeitsregelung kann dafür
gesorgt werden, daß auch größere Ab-
weichungen zwischen Istgeschwindigkeit
und Sollgeschwindigkeit die Beschleunigungsregelung nicht stören.
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.Neben den erwähnten mechanischen Regelgrößen, wie Geschwindigkeit,
Beschleunigung, Verzögerung und Weg, kann die Regelung beim selbsttätigen
Ab-
lauf eines Fürderspieles auch durch den Strom des Fördermotors und die
von diesem aufgenommene Leistung beeinflußt werden. Man kann z. B. beim Überschreiten
eines Strombegrenzungswertes die GL-schwindigkeits- und Beschleunigungsregelung
durch eine Stromregelung überholen lassen. Auch hier können zur Erzielung der gewünschten
Wirkungen, wie oben für die Beschleunigungsregelung angedeutet. Schwell-,vertwiderstände
und Ventile in den Regelkreisen angewendet werden. Man kann auf diese Weise eine
Geschwindigkeitsregelung mit Strombegrenzung durchführen. Eine zusätzliche Leistungsbegrenzung
kann dadurch verwirklicht werden, daß der von dem antreibenden Drehstrommotor des
Leonardsatzes aufgenommene Strom, der der Leistung etwa proportional ist, dazu verwendet
wird, nach Gleichrichtung und Gegenschaltung eines einstellbaren Sollwertes über
einen Gleichrichter den Eingang des Regelverstärkers zu beeinflussen. Noch einfach-er
läßt sich die Leistungsbegrenzung dadurch durchführen, daß der Begrenzungswert der
Strombegrenzung durch die Spannung einer von der Förderbewegung angetriebenen Tachorneterdynarno
oder durch die Motorspannung verändert wird, sobald eine gewünschte einstellbare
Drehzahl- bzw. Spannungsgrenze überschritten wird. Schließlich kann auch eine Begrenzung
des Erregerstromes des SteuergeneratoTs eines den Fördermotor speisenden Leonardsatzes
vorgesehen werden, indem bei Überschreiten des Grenzwertes mittels einer Überholungsschaltung
auf den Eingang des Regelverstärkers eingewirkt wird.
Nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung kann das zur Erreichung der angestrebten Wirkungen
erforderliche Mischen der verschiedenen Steuere-inflüsse besonders gut durchgeführt
werden, wenn ein Magnetverstärker als Regelverstärker verwendet wird. Diese Verstärkerart
ist für Regelungen mit Unterholungen besonders gut geeignet, da die dazu notwendigen
Hilfsmittel, nämlich die Ventile, ein bei Magnete verstärkern an sich schon gebrauchtes
Bauelement darstellen. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispi,ele beziehen
sich daher auf Schaltungen, bei denen Magnetverstärker als Regelverstärker verwendet
sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Verstärker dieser Art beschränkt, sondern
kann auch in Verbindung mit anderen Verstärkern, z. B. Röhren-oder Halbleiterverstärkern,
mit Vorteil angewandt werden. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen zugleich,
in wie weitem Umfang durch die Anwendung von Magnetverstärkern Schalter und Regelkontakte
ersetzt werden können, so daß eine wesentliche Steigerung der Betriebssicherheit
erreicht wird. Zum Stand der Technik ist noch nachzutragen, daß die Anwendung von
Magnetverstärkern zum Betrieb von Förderanlagen an sich bekannt ist.
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Fig. 1 zeigt eine Förderanlage, die von einem Leonardsatz mit
einem Gleichstrom-Fördermotor M
betrieben wird. Der diesen speisende Steuergenerator
G wird durch einen Drehstrommotor 1 angetrieben. Zur Erregung des
Fördermotors dient eine konstant erregte Erregerwicklung 2, während zur Erregung
des Steuergenerators G insgesamt zwei Steuerwicklungen 3 und 4 vorgesehen
sind zum Erzielen verschiedener Förderrichtungen. Die Erregerwicklungen
3
und 4 beziehen ihre Energie a-us zwei eine Nullstromschaltung bildenden
Magnetverstärkern 5, 6, die beispielsweise je dreiphasig ausgelegt
sind, wie durch die seitlichen, mit dem Wechselstromzeichen versehenen Anschlüsse
angedeutet ist. Die Steuerung der Magnetverstärker 5 und 6 erfolgt
über einen gegebenenfalls mehrstufigen, beispielsweise ebenfalls als Magnetverstärker
in Nullstromschaltung ausgeführten Vorverstärker 7 mit Hilfe der Steuerwicklungen
8, 9.
Die Verstärker 5 bis 7 sind vereinfacht dargestellt. Durch
die Ventile 10, 11, 12 ist jeweils ein Gleichstromausgang angedeutet. Der
Vorverstärker 7 wird von einphasigem Wechselstrom gespeist. Zu seiner Steuerung
dienen drei Steuerwicklungen 13, 14, 15.
Wie die Regelung des Fördermotors
mit Hilfe dieser Wicklungen und unter Anwendung der Unterholungsmaßnahrnen nach
der Erfindung erfolgt, ist nachstehend im einzelnen beschrieben.
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Die Steuerwicklung 13 dient zur Geschwindigkeitsregelung des
Fördermotors M. Sie wird erregt über eine Brückenschaltung U aus vier Trockengleichrichtern
hoher Güte, z. B. aus Germanium, und arbeitet zusammen mit einem Istwertgeber, der
beispielsweise aus einer Tachometerdynamomaschine TD besteht, und zwei Sollwertgebern
in Form von zwei Potentiometern V und St, die je von einer nicht dargestellten
Gleichstromquelle konstanter Spannung gespeist werden. Die Tachometerdynamomaschine
TD hat eine konstant erregte Erregerwicklung E. Diese wird aus einer nicht
dargestellten Stromquelle gespeist. Das Potentiometer St dient zum Einstellen der
Sollgeschwindigkeit des Fördermotors von Hand und stellt das eigentliche Steuerorgan
der Fördereinrichtung dar. Es ist mit zwei verschiebbaren Abgriffen versehen, so
daß seine Ausgangsspannung umkehrbar ist, um den Fördermotor M in zwei verschiedenen
Richtungen betreiben zu können. Der Ausgang des Potentiometers St ist über einen
Schutzwiderstand W an diejenigen Klemmen der Gleichrichterbrückenschaltung
U angeschlossen, die im Falle der Verwendung einer solchen Brücke zu Gleichrichterzwecken
an die gleichzurichtende Wechselspannung angesc17lossen werden. Die in einem solchen
Fall die Gleichspannung liefernden Anschlüsse sind über einen Kontakt Si an den
Ausgang des zweiten Sollwertpotentiometers V angeschlossen, das auch als Verzögerungsgeber
bezeichnet werden kann, da es, wie unten noch näher erläutert wird, die Größe der
Verzögerung in der Verzögerungsperiode der Fördervorgänge bestimmt. Der Abgriff
des Potentiometers V wird über ein nicht näher bezeichnetes Gestänge durch eine
Kurvenscheibe VK gesteuert, die ihrerseits von dem Fördermotor bzw. vom nicht dargestellten
Teufenzeiger der Fördereinrichtung gesteuert wird, was durch die strichpunktierte
Verbindungslinie angedeutet ist. Dadurch entsteht die durch das Potentiometer V
gegebene Sollwertspannung UV unter dem Einfluß des Förderweges. Die Tachometerdynamomaschine
TD und die Steuerwicklung 13 des Vorverstärkers 7 sind in Reihe geschaltet
mit der an den Wechselstromklemmen der Gleichrichterbrücke U liegenden Sollwertspannung
Ust, die von dem Potentiometer St geliefert wird.
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Die beschriebene Unterholungsweiche wirkt so, daß in der Steuerwicldung
13 des Verstärkers 7 stets nur die kleinere der beiden von den Sollwertgebern
St und V gelieferten Spannungen in Differenzschaltung mit der von der Tachometerdynamomaschine
TD ge-
lieferten Geschwindigkeits-IstweTtspannung U, für die Regelung wirksam
ist. Zur Erklärung sei zunächst angenommen, daß die Spannung UV des Potentiometers
V größer als die Spannung Ust des Potentiometers St sei. Die Spannung UV liegt mit
der dargestellten Polarität an den Gleichstrehmklemmen der Gleichrichterbrücke
U und kann infolge der Sper rwirkung der Gleichrichter über die Brücke keinen
Strom treiben. Die Spannung Ust könnte zwar an sich wegen der Durch-laßrichtung
der Gleichrichter einen Strom durch die Brücke treiben. Dieser wird jedoch durch
die entgegenwirkende größere Spannung UV verhindert. Infolgedessen ist nur die kleinere
Spannung Ust im Steuerkreis der Steuerwic1clung 13 des Vorverstärkers
7 wirksam.
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Ist dagegen die Spannung UV kleiner als Ust, so
kann UV zwar
wiederum keinen Strom durch die Brücke U treiben, jedoch kann dies jetzt die Spannung
Ust, da UV kleiner ist. Es fließt nun ein Strom, der der Differenz zwischen Ust
und UV entspricht, von der mit + (plus) bezeichneten Klemme des Potentiometers
St über dessen oberen Abgriff zum -unteren Diagonalpunkt der Gleichrichterbrücke
U, von dort durch den rechten Gleichrichter zum rechten Diagonalpunkt, über
den Kontakt S., über das Potentiometer V zum linken Diagonalpunkt, durch
den linken oberen Gleichrichter zum oberen Diagonalpunkt und von dort aus über den
unteren Abgriff des Potentio,-meters St zu der mit - (minus) bezeichneten
Klemme zurück (s. auch die eingezeichneten Pfeile). Bei umgekehrter Richtung der
Spannung Ust, wenn also die eingeklammerten Vorzeichen gelten, fließt der Strom
anstatt über den rechten unteren und den linken oberen Gleichrichter in umgekehrter
Pfeilrichtung über den rechten oberen und den linken unteren Gleichrichter.
Da zwischen den sich gegenüberliegenden Diagonalpunkten der Brücke infolge
der verwendeten hochwertigen Gleichrichter kein Spannungsabfal,1 herrscht, ist auch
in diesem Fall, in dem Us,
größer als UV ist, wieder die kleinere
der beiden Spannungen, nämlich jetzt Uv, im Stromkreis der Steuerwicklung
13 wirksam und bildet mit der Spannung U, der Tachometerdynamomaschine TD
die die Regelung bewirkende Differenzspannung, die die sogenannte Regelabweichung
darstellt.
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Durch die beschriebeneUnterholungsschaltung wird es ermöglicht, daß
unabhängig von der an dem Potentiometer St eingestellten Höchstgeschwindigkeit
- die sich beispielsweise danach richtet, ob eine Personen- oder eine Lastförderung
oder Aufwärts-oder Abwärtsförderung vorliegt -, ferner unabhän-gig
von Netzspannungs- und Frequenzschwankungen sowie unabhängig von der jeweiligen
Förderlast immer im richtigen Moment vom Treiben auf Verzögerung übergegangen wird,
so daß immer bei gleicher Entfernung des Fürderkorbes kurz vor einer Haltestelle
eine bestimmte geringe Schleichgeschwindigkeit vorhanden ist, die man für ein sanftes
Einfahren in die Haltestellung braucht. Dies sei an Hand eines speziellen Beispiels
näher erläutert. Es sei angenommen, daß sich der Förderkorb mit einer an dem Potentiometer
St eingestellten Höchstgeschwindigkeit bewegt. Bei einer bestimmten Entfernung vor
einer Haltestelle wird von dem nicht dargestellten Teufenzeiger der Kontakt S, durch
die Nockenscheibe NK geschlossen und die Kurvenscheibe VK in eine solche Stellung
gebracht, daß sich der Abgriff des Potentiometers V von oben nach unten bewegt,
so daß die Ausgangsspannung Uv des Potentiometers V, die gleichzeitig an den Gleichspannungsklemmen
der Gleichrichterbrücke U liegt, verkleinert wird. Sobald die Spannung UV
die Spannung Ust unterschreitet, wird letztere als Sollwertvergleichsspannung der
Geschwindigkeitsregelung abgelöst und durch UV ersetzt. Die Slannung UV wird nun
abhängig vom Förderweg durch die obengenannte bestimmte Ausbildung der Kurvenscheibe
VK so verkleinert, daß sich eine parabelförmige Gesch-windigkeitsvertninderung der
Fördergeschwindigkeit ergibt. Es tritt somit eine konstante Verzögerung ein, deren
Größe von der Eingangsspannung des Potentiometers V abhängt und mit Hilfe des Widerstandes
RV jeweils wie gewünscht eingestellt werden kann. Der Kontakt Si und die Nockenscheibe
NK haben die Aufgabe, eine Unterholung der Spannung Ust durch die Spannung UV während
der Beschleu-nigungsperiode beim Anfahren zu verhindern.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die das Potentiometer
V speisende Spannung UV und damit auch die Verzögerung von der Förderlast abhängig
gemacht werden. Es muß also die jeweilige Förderlast gemessen und das Potentiometer
V davon selbständig eingestellt werden. Durch die Abhängigkeit von der Förderlast
werden die Fördervorgänge noch besser den Förderbedingungen angepaßt. Es wird insbesondere
eine Verkürzung der Förderzeit erreicht, da nunmehr der Zeitpunkt, in dem vorn Treiben
auf Verzögern übergegangen wird, der je-
weiligen Last an- aßt ist. Es wird
also entsprechend stärker oder schwächer verzögert, und zwar so, daß kein Seilrutsch
oder andere nachteilige Folgen entstehen können; dies ist am Beispiel der Fig. 2
näher erläutert.
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Fig. 2 zeigt das Weggeschwindigkeitsdiagramm eines Fördervorganges.
Die Förderbewegung beginnt im Zeitpunkt t.. Es wird zunächst konstant beschleunigt,
was beispielsweise durch eine Verstellung des Potentiometers St in Fig.
1 mit konstanter Geschwindigkeit erreicht werden kann. Im Zeitpunkt t, ist
die Höchstgeschwindigkeit vT erreicht, die während der anschließenden, bis t. dauernden
Treibperiode durch die Regelung selbsttätig eingehalten wird. Um im Zeitpunkt t"
auf die Schleichgeschwindigkeit vs zu kommen und um damit zum Zeitpunkt t4 in die
Haltestelle einzufahren, muß nach der jeweiligen Last des Förderkorbes zu verschiedenen
Zeitpunkten mit dem Verzögern begonnen werden. Es sind zwei Beispiele für zwei verschieden
große Förderlasten dargestellt. Bei einer großen Last darf mit Rücksicht auf die
geringere Seilrutschgefahr die Verzögerung stärker sein als bei einer kleineren
Last. Hierdurch ist die vorgenannte Abhängigkeit der Spannung UV von der Last bedingt.
Wie die Abhängigkeit im einzelnen erreicht werden kann, ist weiter unten erläutert.
Im Falle einer geringeren Last wird gemäß der zwischen t2 und t. liegenden Kurve
verzögert. Bei einer größeren Last kann die Verzögerung stärker sein. Es kann daher
länger mit der konstanten Treibgeschwindigkeit VT gefahren werden, nämlich bis zum
Zeitpunkt t2'. Der Zeitpunkt, von dem ab verzögert werden muß, wird durch die Unterholung
nach der Erfindung, im Beispiel der Einrichtung nach Fig. 1 durch die Gleichrichterbrücke
U, selbsttätig gewählt. Solange nämlich der Kontakt S, in Fig.
1 geöffnet ist, wirkt als Führungsgröße die Spannung Ust im Steuerkreis des
Verstärkers 7. Wird der Kontakt S, dagegen durch die an bestimmter
Stelle im Fi5rderschacht angebrachte oder mit dem Teufenzeiger gekuppelte NockenscheibeNK
geschlossen, so ist für die Steuerung die Spannung Ust nur noch so lange wirksam,
wie diese kleiner als die Spannung UV ist. Ist dagegen die Spannung UV kleiner als
Ust, so wirkt, wie oben erklärt, nur noch Uv. Wenn nun die das Potentiometer V speisende
Spannung der Förderlast proportional ist, wird also so lange mit der am Potentiometer
St jeweils eingestellten Treibgeschwindigkeit gefahren, wie dies durch die Belastung
des Fördermotors M bestimmt wird.
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Die Abhängigkeit der die Verzögerung bestimmenden Spannung UV von
der Förderlast kann auf verschiedene Weise und durch verschiedene Mittel erreicht
werden. Es ist beispielsweise möglich, den Zug des Förderseiles zu messen. Vorteilhafter
erscheint eine elektrische Messung mit Hilfe des Motorstromes bei Beschleunigung
Null. Der Motorstrom kann beispielsweise während des Treibens gemessen werden. Hierzu
kann, wie in Fig. 3 dargestellt, ein von konstanter Spannung gespeistes Potentiometer
V, verwendet werden, an dessen Ausgang ein weiteres Potentiometer V angeschlossen
ist. Dieses Potentiometer ist das gleiche wie in Fig. 1, dessen Abgriff von
der Kurvenscheibe VK gesteuert wird. Der Ab-
griff des Potentiometers V, wird
durch einen Servc, motor SM proportional dem Strom des Fördermotors M (Fig.
1) verstellt. Die zur Steuerung des Servomotors in Abhängigkeit vom Fördermotorstrom
dienenden Mittel und Verbindungsleitungen sind nicht dargestellt. Durch besondere
Mittel, beispielsweise eine Kupplung K zwischen dem Servomotor Sill und dem Abgriff
des Potentiometers V" ist dafür gesorgt, daß der Abgriff ausgekuppelt wird, wenn
die Treibperiode des Fördervorganges erreicht ist. Der Abgriff verharrt alsdann
in dieser Stellung, so daß ein der Förderlast proportionaler Geschwindigkeitssteuerwert
eingehalten wird, um alsdann für die Verzögerungsperiode, wenn der Kontakt
S, in Fig. 1 geschlossen worden ist, zur Verfügung zu stehen.
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An Stelle des ersten Potentiometers F7, in Fi'-.
3
.b
kann vorteilhaft ein sogenannter Verstärker mit Gedächtnis
verwendet
werden, der von einem während des Treibens vorliegenden, der Förderlast proportionalen
Stenerwert beaufschlagt wird und die dadurch bedingte Aussteuerung im Augenblick
des Eintreffens eines fremden Steuerkommandos, das während der Treibperiode, insbesondere
an deren Ende, selbsttätig gegeben wird, so festhält, daß die Aussteuerung des Gedächtnisverstärkers
auch bei Änderung oder Verschwinden des der Belastung proportionalen Eing. a
3- ngssteuerwertes beibehalten wird. Damit entfallen weitere Kontakte und
außerdem der Servomotor SM in Fig. 3, da der Gedächtnisverstärker unmittelbar
vom Strom des Fördermotars M bzw. einem proportionalen Wert desselben gesteuert
werden kann, Als Verstärker mit Gedächtnis ist ein an anderer Stelle vorgeschlagener
Magnetverstärker mit indifferenter Steuerstrom-Ausgangsspannungs-Kennlinie verwendbar,
die durch eine 100%ige Rückkopplung erreicht ist. Ein solcher Verstärker rnit Gedächtnis
ist auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 verwendet und wird im Zusammenhang
mit dieser Figur später noch beschrieben.
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Ebenso wie die Verstellgeschwindigkeit des Potentionieter#s V ist
auch die Verstellgeschwindigkeit des Potentiometers St, falls dieses für die Regelung
wirksam ist, der Beschleunigung des Fördermotors proportional. Zur Vermeidung einer
unzulässigen Beschleunigung oder eines unzulässigen Ankerstoßes, die
durch
ein unbedachtes Verstellen des Potentiometers St von Hand oder durch irgend:welche
andere Einflüsse auftreten können, ist bei der Einrichtung nach Fig. 1
zusätzlich
eine Beschleunigungs- bzw. Strornbegrenzungsregelung vorgesehen. Diese erfolgt durch
die Stenerwicklung 14 des Vorverstärkers 7. Diese Steuerwickilung wird von
einem Strombegrenzer B gespeist, der beständig während eines Fördervorganges wirksam
ist und aus einer Anordnung von steuerbaren Drosselspulen besteht, die wegen der
beiden verschiedenen Förderrichtungen in sogenannter Nullstrom- oder Gegentaktschaltung
ausgeführt und mit nicht näher dargestellten Arbeitswicklungskreisen nebst zuge-höriger
Wechselstromversorgung und Gleichrichtern zur Erzielung eines Ausgangsgleichstromes
versehen ist. Vorn Strombegrenzer B sind im einzelnen nur drei mit 16, 19
bzw. 21 bezeichnete Steuerwicklungen schetnatisch angedeutet. Die Steuerwicklung
16 ist an ein z. B. aus einer Drüsselspule 17 und einem Widerstand
18 bestehendes, induktives Scheinwiderstandseletnent 17, 18 im Ankerstromkreis
des Fördermotors M angeschlossen. Das Scheinwiderstandselernent, an dessen Stelle
gegebenenfalls auch eine Wendepolwicklung des Fördermotors M treten kann, liefert
einen dem Strom des Fördermotors M proportionalen Steuerstrom. Durch den induktiven
Widerstandsteil wird eine Vorhaltwirkung für die Strombegrenzungsregelung erzielt.
Eine zweite, mit 19 bezeichnete Stenerwicklung ist über einen einstellbaren
Widerstand 20 bei »+« und »-« an eine nicht dargestellte Gleichstromquelle
angeschlossen. Dieser Widerstand 20 dient zur Festlegung des Arbeitspunktes des
Strombeggrenzers B, er bestimmt also, bei welchem Wert die Strombegrenzung einsetzen
soll. Die Steuerwicklung 19 wirkt auf die beiden Hälften der in Nullstromschaltung
ausgeführten Drosselspulen derart ein-, daß die Steuerstrorn-Ausgangsspannungs-Kennlinien
der Drosselspulen, von denen die eine im ersten und die andere im dritten Quadranten
der Kennlinienebene liegt, seitlich verschoben werden, und zwar wird die obere nach
rechts und die untere nach links verschoben. Dadurch ergibt ,sich ein Unempfindlichkeitsbereich
in der Nähe des Koordinatennullpunktes. Der Vorgang der Verschiebung der Kennlinien
kann auch als Spreizung bezeichnet werden. je nach der Größe der Spreizung ist der
erzielte Unempfindlichkeitsbereich verschieden groß. Die durch die Steuerwicklung
16 erzeugte Amperewindungszahl kann also erst dann eine Aussteuerung des
Strombegrenzers vornehmen, wenn die durch die Spreiztmg gegebene Voraussetzung überschritten
ist. Darüber hinaus ist die Beschleunigungsbegrenzung abhängig vom Strom des Fördermotors
bzw. von der Last, so daß eine große Last weniger stark beschleunigt wird als eine
kleine, was den Seilrutschbedingungen gut entspricht.
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Durch die Steuerwicklung 21 des Strombegrenzers B wird in Fig.
1 zusätzlich eine Leistungsbegrenzungsregelung für den Fördermotor M erreicht.
Dadurch wird eine weitere Sicherung und Vereinfachung des Förderbetriebes erzielt.
Die Steuerwicklung 21 wirkt der zur Einstellung der Strombegrenzung dienenden Steuerwicklung
19 entgegen, stellt jedoch wie diese ebenfalls eine spreizende Steuerwicklung
dar. Die Speisung der Steuerwicklung 19 erfolgt durch die Differenz aus der
Geschwindigkeitsistwertspannung Ul, das ist die Ausgangsspannung der Tachometerdynamomaschine
TD, und einer einstellbaren konstanten Sollwertspannung, die von einem Potentiometer
22 stammt. Dieses ist bei «+» und »-« an eine nicht dargestellte Spannungsquelle
angeschlossen. Die beiden Spannungen sind über eine Gleichrichterbrückenschaltung
24 mit der Steuerwicklung 21 verbunden. Dadurch wird die Umkehr der Ausgangsspannungen
des Potentiometers 22 im Falie der Drehrichtungsumkehr des Fördermotors M überflüssig
gemacht, was bei; einer direkten Differenzschaltung der genannten Spannungen erforderlich
wäre. Die von der Tachometerdynamomaschine TD gelieferte Is#Wertspannung U, ist
denjenigen Anschlüssen der Gleichrichterbrücke 24 zugeführt, die im Falle einer
Verwendung derselben zur Gleichrichtung mit dem Eingangswechselstrom gespeist würden.
Auch für diese Gleichrichterbrücke wird man hochsperrende und verlustarrne Ventile
verwenden. Die leistungsbegrenzende Wirkung kommt dadurch zustande, daß die durch
den S trombegrenzer B vorliegende Strombegrenzung mit Hilfe der Ausgangsspannung
der Tachometerdynamomaschine TD geschwindigkeitsabhängig gemacht ist.
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Zur Sicherung einer überwiegenden Wirkung der Strombegrenzungs- und
Leistungsregelung vermittels der Steuerwicklung 14 des Verstärkers 7 über
die Geschwindigkeitsregelung durch die Steuerwicklung 13
wird man besondere
Schutzmaßnahmen treffen. In Fig. 1 ist zur Steuerwicklung 13, die
dem Steuereingang des Regelverstärkers für die Gesehwindigkeitsregelung darstellt,
ein Schwellwertwiderstand 25 in Form von zwei gegensinnig angeordneten Gleichrichtern
parallel geschaltet. Auch unsachgemäße Steuenvertänderungen im Regelvergleichskreis
der Geschwindigkeitsregelung, die durch unbedachte des Potentionieters St von Hand
möglich. sind, werden durch den Schwellwertwiderstand 25 vermieden. Zur Verhinderung
eines Kurzschlusses der Steuerwicklung 13 über den Schwellwertwiderstand
dient ein Widerstand 26, zur Strombegrenzung ein Widerstand 30.
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Die bei der Einrichtung nach Fig. 1 vorgesehene dritte Steuerwicklun-
15 des Vorverstärkers 7 dient zur Einführung von Rückführungssteuerwerten.
Die Rückführung, die der Vollständigkeit halbe.r erwähnt ist, weil sie zum praktischen
Betrieb der Einrichtung nach Fig. 1 erforderlich ist, ist von der Erregerwicklung
4 des Steuergeneratoh G abgeleitet mit Hilfe
eines Rückführnetzwerkes
27, das aus einer Anordnung von Kondensatoren und Widerständen bestehen kann.
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Die Unterholung nach der Erfindung kann auch durch andere Weichenschaltungen
als in Fig. 1 dargestellt erreicht werden. Weitere Ausführungsbeispiele sind
in Fig. 4 bis 6 dargestellt. In diesen Fällen ist jeweils nur der für die
Unterholung vorgesehene Steuereingang des Vorverstärkers 7 aus Fig.
1 in entsprechender Abwandlung mit den dazugehörigen Anschlußleitungen und
Mitteln für die Unterholung dargestellt.
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In Fig. 4 ist mit 7 wieder die Vorstufe des Regelverstärkers
und mit TD die Tachometerdynamomaschine aus Fig. 1 bezeichnet. Des weiteren
sind die beiden als Sollwertgeber dienenden Potentio-raeter V und St sowie
der Schalters, und die Steuerwicklung 13 aus Fig. 1 vorhanden. Alle
übrigen Teile der Fig. 1
sind fortgelassen. Zusätzlich sind jedoch noch Umschaltmittel
31 und 32 für die Erregerwicklung E der Tachometerdynamomaschine
TD bzw. zur Umkehrung des Steuerrichtungssinnes des Regelverstärkers oder der Fördermaschine
angedeutet. An Stelle der Brückenschaltung U in Fig. 1 ist hier eine
Schaltung mit zwei Gleichrichtern 33 verwendet. Diese sind entgegen ihrer
Durchlaßrichtung jeweils in Reihe mit einem der Potentiometer V und St geschaltet,
die die Sollwertspannungsgeber darstellen. Die sich ergebende Parallelschaltung
liegt in Reihe mit der Tachometerdynamomaschine TD, die den Istwertspannungsgeber
darstellt, und der Steuerwicklung 13 des Vurverstärkers 7. Dieser
wird durch eine nicht dargestellte Steuerwicklung derart vorausgesteuert, daß er
bei einem durch den Geschwindigkeitsregelvergleich in der Steuerwicklung
13 gegebenen Steuerstrom Null auf den maximalen Istwert der Geschwindigkeit
einregelt und bei einem durch die Durchlaßrichtung der Gleichrichter 33 gegebenen
Steuerstrom den Istwert entsprechend der Größe dieses Stromes verkleinert. Sobald
die Spannung an der Tachometerdynamemaschine TD eine der beiden an den Potentiometern
V und St eingestellten Spannungen überschreitet, entsteht ein solcher Strom in der
Steuerwicklung 13 des Vorverstärkers 7, daß die Drehzahl den durch
die Spannungen Ust oder UV eingestellten Sollwert nicht überschreiten kann. Von
den beiden Sollwerten gilt dabei stets der kleinere Wert. Die Umpolung der Erregerwicklung
E der Tachometerdynamomaschine TD kann vermieden werden, wenn diese als Wechselstromtachometerdynamomaschine
mit nachfolgendem Brükkengleichrichter ausgeführt wird.
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Es ist auch möglich, eine Unterholung mit Hilfe nur eines einzigen
Ventils zu erreichen. Hierfür ist ein Beispiel in Fig. 5 dargestellt. An
Stelle einer einzigen Steuerwicklung 13 für die Geschwindigkeitsregelung
sind hier deren zwei erforderlich, die mit 13 a bzw. 13 b bezeichnet
sind und einander entgegenwirken. Der für die Unterholung wirksame Gleichrichter
ist mit 33 bezeichnet. Auch die übrigen Teile stimmen in ihren Bezugszeichen
mit denen nach Fig. 1
bzw. 4 überein. Die von der Tachometerdynamomaschine
TD gelieferte Istwertspannung U, der Regelung wirkt in Differenzschaltung mit der
von dein Potentiometer V gelieferten Sollwertspannung UV über den Gleichrichter
33 auf die Steuerwicklung 13 a. Die Steuerwicklung 13 b wird
dagegen von der Differenz der Tachometerspannung U, und der von dem Potentiometer
St gelieferten zweiten Sollwertspannung #Tst gespeist. Der Stenerwicklung
13 b sind außerdem Begrenzungsmittel für den durch sie gelieferten Steuereinfluß
zugeardnet, die beispielsweise aus gegenparallel geschalteten Gleichrichtern bestehen
und in Anlehnung an Fig, 1 ebenfalls mit 25 bezeichnet sind. jedoch
sind die Begrenzungsmittel hier zur Erzielung der Unterliolung erforderlich, während
es sich in Fig. 1 um die Sicherung der überwiegenden Wirkung der Strombegrenzungsregelung
handelt. Um ein Ansprechen der Begrenzungswirkung der Gleichrichter 25 auf
Obexwellen im Stromkrei-s der Wicklung 13 b
zu verhindern, ist dieser
ein Kondensator 28 parallel geschaltet. Sobald der Schalter S, geschlossen
ist und die an dem Potentiometer V abgegriffene Spannung UV kleiner wird als die
auf Grund der vorher wirksamen Steuerung an der Tachometerdynamomaschine TD vorhandene
Spannung Ul, wirkt die Wicklung 13 a der Steuerwicklung 13 b -im Sinne
einer Herabsetzung der Drehzahl entgegen. Da die Stromstärke in der Steuerwicklung
13 b infolge des Schwellwertes der Gleichrichter 25 auch bei großen
Abweichungen zwischen der Ausgangsspannung des Potentiometers St und der der Tachometerdynamomaschine
TD nicht ansteigen kann, überwiegt die Wicklung 13 a, und die Unterholung
durch die Ausgangsspannung des Potentiometer ' s V ist maßgebend für-
die jetzt eingeregelte Drehzahl.
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Fig. 6 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Fig.
5 und unterscheidet sich von dieser dadurch, daß an Stelle des einzelnen
Gleichrichters 33 eine Gleichrichterbrücke 29 verwendet ist, deren
Gleichstromklemmen in Sperrichtung an den Ausgang des Potentiometers V und deren
Wechselstromklemmen an den mit der Steuerwicklung 13a verbundenen Differenzstromkreis
angeschlossen sind. Die Gleichrichterbrücke 29 wirkt hier jedoch nicht in
der gleichen Weise wie die mit U bezeichnete Gleichrichterbrücke bei der Einrichtung
nach Fig. 1. Vielmehr wird damit nur die im Falle einer Umkehr der Förderrichtung
nach Fig. 5 nötige Umkehrung der Ausgangsspannung der Tachometerdynamomaschine
und des Steuerrichtungssinnes des Regelverstärkers bzw. der Erregerwicklung des
Steuergenerators G überflüssig gemacht.
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Soll die Unterholung nach der Erfindung, wie oben bereits angedeutet,
für die Beschltunigungsperiode eines Fördervorganges verwendet werden, so kann dabei
wie folgt verfahren werden: Es wird eine Einrich--tung vorgesehen, die eine sich
nach einem bestimmten Gesetz ändernde Spannung als Sollwert für die Ge#-schwindigkeitsregelung
liefert. Gleichzeitig wird ein zweiter Sollwertspannungsgeber vorgesehen, der auf
eine während des Treibens gewünschte Höchstgeschwindigkeit eingestellt ist. Die
beiden Sollwertspannungsgeber wirken dann in einer Unterholungsschaltung, z. B.
wie in Fig. 1 mit einer Tachorneterdynamomaschine zur Lieferung der Istwertspannung
zusammen. Nach dem Anfahren erhöht sich die Geschwindigkeit selbständig, beispielsweise
mit konstanter Beschleunigung so lange, bis die an dem zweiten Sollwertgeber eingestellte
Spannung erreicht ist. Alsdann findet die Unterholung statt, so daß die danach noch
größer werdende, sich selbsttätig ändernde Sollwertspannung nicht weiter wirken
kann. Die sich ändernde Sollwertspannung für die Geschwindigkeit kann in an sich
bekannter Weise von einem durch einen Hilfsmotor kontinuierlich verstellten Potentiometer
geliefert werden. Vorteilhafter kann jedoch zur Lieferung und selbsttätigen Erhöhung
des Sollwertes für die Geschwindigkeit auf einen über der Höchstgeschwindigkeit
liegenden Wert ein Magnetverstärker mit 1001/oiger Rückkopplung über ein Zeitglied
verwendet werden. Die Rückkopplung läßt den jeweiligen Arbeitspunkt bestehen, wie
dies oben bereits für den
Verstärker mit Gedächtnis beschrieben
worden ist. Durch Einfügung einer Hilfsspannung in den Rückkopplungskreis des Magnetverstärkers
kann dessen Arbeitspunkt mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit verschoben werden.
Die Größe der Hilfsspannung kann zudem von der ' Größe der Förderlast abhängig
gemacht werden. Auf diese Weise wird eine weitere Verbesserung, insbesondere
eine noch schnellere Ab-
wicklung der Förderung erzielt. Ein solcher im folgenden
als Rückkopplungsmagnetverstärker bezeichneter Verstärker ist an anderer Stelle
vorgeschlagen und kann hier mit Vorteil in Verbindung mit der Unterholung nach der
Erfindung verwendet werden. Während es bei dem vorbeschriebenen Verstärker mit Gedächtnis
auf die Festhaltung und Speicherung eines Steuerwertes ankam, kommt es hier auf
eine kontin.uierlich vorgegebene Änderung des gespeicherten Ausgangswertes an. Durch
die Anwendung des Rückkopplungsmagnetverstä.rlcers werden mechanisch verstellte
Einrichtungen mit Kontakten und die zugehörigen Hilfsmittel, wie das vorgenannte
Verstellpotentionieter und der zu seiner Verstellung erforderliche Hilfsmotor, vermieden.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine Fördereinrichtung, bei der eine lastabhängige
Beschlennigungsregelung in Verbindung mit der Unterholung nach der Erfindung verwendet
ist, ist in Fig. 7 dargestellt.
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Fig. 7 zeigt eine ähnlich wie Fig. 1 ausgeführte Schaltung.
Die mit denselben Bezugszeichen versehenen Teile entsprechen einander. Der vorgenannte
Beschleunigungsgeber zur Erzeugung einer sich mit vorgegebener Geschwindigkeit ändernden
Sollwertspannting ist mit BG bezeichnet. Ein vom nicht dargestellten Teufenzeiger
über die Kurvenschei..beiVK betriebener Unischaltkontakt Si schaltet während der
Beschleunigungsperiode den Beschleunigungsgeber BG an die Gleichstromklemmen einer
für die Unterholting vorgesehenen Gleichrichterbrücke U an. Während der Verzögerungsperiode
wird dagegen ein als Verzögerungsgeber dienendes Potentiometer V an die Gleichstromklemmen
der Unterholungsbrücke gelegt. In diesem Fall befindet sich der Umschaltkontakt:
Si in der unteren Stellung. Es tritt also die schon an Hand der Fig. 1 beschriebene
Verzögerungswirkung ein, die durch die Kurvenscheibe VK bestimmt wird. Die Ausgangsspannung
UV des Potentio-meters V ist durch einen Gedächtnismagnetverstärker 60 zusätzlich
von dem während des Treibens vorliegenden Strom des Förderrnotors M abhängig gemacht.
Der Gedächtnismagnetverstärker 60 ist zu diesem Zweck mit zwei umschaltbaren
Steuerwicklungen 61 und 62 versehen. Die Steuerwicklung
61 ist an den im Ankerstromkreis des Fördermotors M liegenden Widerstand
18 über den Kontakt S, angeschlossen. Die Steuerwicklung
62
ist eine Rückkopplungswicklung, die von der Ausgangsspannung des Gedächtnismagnetverstärkers
60 gespeist wird. Die Urnschaltung von einer Steuerwicklung auf die andere
erfolgt abhängig von der Förderbewegung durch die Nockenscheibe NK ' indem
der Kontakt s3 geöffnet und der Kontakt S, geschlossen wird. Die Rückkopplung
durch die Wicklung 62 ist so bemessen, daß der Magnetverstä"rker
60 eine indifferente, d. h. senkrecht ansteigende Kennlinie erhält.
Dadurch wird die jeweils vor der Unischaltung vorliegende Ausgangsspannung des Magnetverstärkers
60, die das Potentiometer V speist, beibehalten, d. h. gespeichert.
Damit ist die Größe der Verzögerung, auf die jeweils unterholt wird, von der Förderlast
abhängig gemacht.
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Zwischen Beschleunigungs- und Verzögerungszeit ist die an dem Potentionieter
St eingestellte Sollspannun- Ust für die Geschwindigkeit maßgebend, die darin einen
niedrigeren Wert als die am Potentiometer V vorliegende oder die von dem Beschletinigungsgeber
BG gelieferte Ausgangsspannung aufweist. Der Beschleunigungsgeber BG besteht aus
dem vorgenannten Rückkopplungsmagnetverstärker, der entsprechend einer durch einen
Widerstand 63 einstellbaren Spannung die Verschiebung der Ausgangsspannung
UB des Beschleunigungsgebers BG, die an dessen Ausgangswiderstand 64 abfällt,
eingestellt wiTd. Die die Verschiebung bewirkende Eingangsspannung kann, wie oben
bereits angedeutet, von der Größe der Last des Fördermotors M abhängig gemacht werden.
Es muß zu diesem Zweck vor Beginn der Beschleunigungsperiode, also nachdem das Anfahrkommando
für die Fördereinrichtung gegeben worden ist, die Förderlast gemessen werden. Dies
kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auf elektrischem Wege mit Hilfe des
Motorstromes dadurch erfolgen, daß zu Beginn eines Fördervorganges, nachdem die
Fahrbremse geöffnet ist, derjenige Motorstrom gemessen wird, der zum Halten des
Förderkorbes in der Ruhelage erforderlich ist. Dieser Stenerwert kann dann mechanisch
oder auch mit Hilfe eines Gedächtnismagnetverstärkers ähnlich dem Gedächtnismagnetverstärker
60 gespeichert und an den Beschleunigungsgeber BG abgegeben werden.
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Bei der Einrichtung nach Fig. 7 ist ebenfalls ein Strombegrenz-er
B vorgesehen mit einer vom Strorn des Fördermotors M gespeisten Steuerwicklung
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und einer zweiten Steuerwicklung 19, in der mit Hilfe eines Widerstandes
20 der als Begrenzungssollwert dienende Strom eingestellt werden kann. Die Steuerwicklung
19 wirkt, wie oben an Hand der Fig. 1
bereits näher beschrieben, im
Sinne einer Kennlinienspreizung. Der Strombegrenzer B ist im übrigen hier ebenfalls
vereinfacht dargestellt. Auch die zur Leistungsbegrenzung dienende Steuerwicklung
21 (s.-Fig. 1) und die darin angeschlossenen Mittel sind nicht dar-gestellt.
Ferner ist im Unterschied zur Einrichtung nach Fig. 1 die Vorhaltwirkung
der Strombegrenzung nicht durch eine Drosselspule, sondern durch einen Luftspalttransformator
65 erzielt. Durch diesen wird ein dem Differentialquotient des Fördermotorstromes
proportionaler Steuerwert gebildet. Der Kern des Transformators ist unter Ausnutzung
seiner Luftspaltöffnung auf die eine Ankerzuleitung des Fördermotors M aufgesetzt,
die damit als Transformatorp#rimä.rwi,cklung dient. Die Sekundä.,rwicklung liegt
mit dem unmittelbar in den Ankerstromkreis eingeschalteten Wirkwiderstand
18 in Reihe. Die Einrichtung nach Fig. 7 unterscheidet sich schließlich
noch von der nach Fig. 1 dadurch, daß zwischen den Magnetverstä.rkern
5, 6 und dein Steuergenerator G
eine Erregermaschine EG, die
auch eine Schnellerregertnaschine, insbesondere mit vollständig lamelliertern Eisenkern
sein kann, eingeschaltet ist. Die Erregung des Stetiergenerators G erfolgt durch
eine einzige Erregerwicklung 66. Dafür ist jedoch der Erregergenerator
EG mit zwei Steuerwicklungen 3 und 4 ausgerüstet, diemit zwei ohmschenWiderständen67
und 68 - in an sich anderweitig vorgeschlagener Weise in einer Brückenschaltung
angeordnet sind, deren eine Diagonale von dem Magnet:verstärker 5 und deren
andere Diagonale von dem Magnetverstärker 6 gespeist wird.
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Fig. 8 betrifft eine Abänderung der Einrichtung nach Fig.
7 bezüglich der Unterholungsschaltung für den Fall, daß als Beschleunigungsgeber
BG ein besond - erer Magnetverstärker, nämlich ein solcher mit ko-nstanter
Ansprechzeit, verwendet ist.
Durch die Anwendung eines solchen an
sich bekannten Magnetverstärkers, bei dem die Ansprechzeit beispielsweise gleich
einer Halbperiode des Arbeitswechselstrornes ist, kann das vorgenannte, bei Magnetverstärkern
üblicher Bauart erforderliche Verzögerungsglied im Rückkopplungskreis entbehrt werden.
Als wesentlicher Vorteil ergibt ein Magnetverstärker mit konstanter Ansprechzeiit
eine genauere Steuerung in einem größeren Bereich, da er eine in einem großen Bereich
geradlinige Kennlinie besitzt. Die Anwendung eines solchen Magnetverstärkers ermöglicht,
und dies ist im Rahmen der Erfindung von Interesse, eine weitere Art von Unterholungsschaltung,
die besonders einfach ist und mit nur- einem Ventil arbeitet. Dies ist in Fig.
8 schematisch unter Wiederholung der für das Verständnis in diesem Zusammenhang
wichtigen Schaltungsteile aus Fig. 7 dargestellt.
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In Fig. 8 ist der durch die Unterholung wirksame Gleichrichter
mit 70 bezeichnet. Die übrigen Tefle bis auf ein weiteres Ventil
71 und einen Widerstand 72
entsprechen der Einrichtung nach Fig.
7. Zudem ist die innere Schaltung des Beschleunigungsgebers BG scheinatisch
dargestellt. Es handelt sich um eine an sich bekannte Magnetverstärkerschaltung,
bei der ein Arbeitskreis 73 und ein Steuerkreis 74 je in Brückenschaltung
mit vier Gleichrichtern ausgeführt sind und von Wechselstrom gleicher Frequenz gespeist
werden. Da Schaltung und Wirkungsweise des dargestellten Magnetverstärkers bekannt
sind, braucht an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen zu werden. Die Steuerspannung
des Beschleunigungsgebers wird über die Eingangsklemmen I und II und einen einstellbaren
Widerstand 63 zugeführt. Die Größe dieser Spannung bestimmt die Geschwindigkeit,
mit der sich die an den Ausgangsklemmen III und IV bzw. dem Außenwiderstand 64 liegende
Spannung ändert. Der Magnetverstärker arbeitet mit einer 100%i,-en Rückkopplutig.
Diese ist einerseits durch die Einfügung der Ausgangsspannung desselben in den Eingangskreis
erreicht und andererseits dadurch, daß die Windungszahlen von Steuer- und Arbeitskreis
verschieden gewählt sind, so daß die Spannungsabfälle in den ohm-m sahen Widerständen
der Drosseln und der Gleichrichter ausgeglichen sind. An den Ausgangsklemmen III
und IV liegt einerseits die in Reihe mit der Tachometerdynamomaschine TD geschaltete
Steuerwicklung 13 des Vorverstärkers 7 und andererseits in Sperrichtung
über das Ventil 70 die von dem Potefftiometer V gelieferte Spannung Uv.
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Die Unterholungsschaltung nach Fig. 8 ermöglicht außerdem durch
eine verhältnismäßig geringfügige Maßnahme die Erzielung einer Leistungsbegrenzungsregelung,
die bei der Schaltung -nach Fig. 1 durch die Steuerwicklung 21 des Strombegrenzers
B und die daran angeschlossenen Einrichtungen erzielt war. Als Mittel für die Leistungsbegrenzungsregelung
dienen hier das Ventil 71 und der Widerstand 72, die in Reihe geschaltet
sind und einerseits an einem weiteren, nicht näher bezeichneten Schleifer des Potentiometers
V und andererseits an das dem Potentiometer V abgewandte Anschlußende des Gleichrichters
70 angeschlossen sind. Die beiden Ventile haben die gleiche Durchlaßrichtung.
Die Strombegrenzung erklärt sich dadurch, daß durch den Widerstand 72 die 100%ige
RÜckkopplung des Beschleunigungsgebers BG verhindert wird.
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Die an Hand der Fig. 1 bis 8 beschriebenen Schaltungen
stellen nur Ausführungs- und Anwendungsbei-,piele der Unterholung t' -nach der Erfindun-
dar. Auch hinsichtlich der verwendeten Schaltungsteile ist die Erfindung nicht auf
die dargestellten und beschriebenen Teile beschränkt. So können als Sollspannungsgeber
an Stelle von Potentiolneter V, St vorteilhaft Drehtransformatoren mit nachgeschalteten
Trockengleichrichtern benutzt werden. Ebenso kann an Stelle einer als Istwertgeber
für die Geschwindigkeit dienenden Gleichstromtachometerdynamomaschine TD eine Wechselstromtachometerdynamomaschine
mit nachgeschalteten Gleichrichtern benutzt werden. Bei Änderung der Drehrichtung
des Fördermotors M muß in diesem Fall zwar die Ausgangsspannung der Gleichrichter
umgepolt werden, man kann als Sollwertgeber für dife Geschwindigkeit aber auch einen
Zweiphasenmotor benutzen, dessen eine Phase an das Wechselstromnetz gelegt wird
und dessen andere Phase eine Spannung von Netzfrequenz abgibt, die der Drehzahl
des Motorläufers etwa proportional ist und mit der Drehrichtung ihre Phase umkehrt.
Durch Zusetzen einer gleichphasi,#en Wechselspannung vor dein Gleichrichten und
Absetzen einer entsprechenden gleichgerichteten Spannung nach dem Gleichrichten,
wie dies an anderer Stelle bereits vorgeschlagen ist, kann man eine für Gleichstromverstärker,
wie sie Magnetverstärker darstellen, geeignete', ihre Richtung umkehrende Gleichspannung
als Maß für die Geschwindigkeit des Fördermotors erhalten. Man kann aber auch als
Regelverstärker Magnetverstärker verwenden, die in an sich bekannter Weise mit Wechselstrom
gesteuert werden.
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Außerdem seien noch folgende Abänderungen der dargestellten und beschriebenen
Anordnungen erwähnt: Zur Erzielung einer größeren Genauigkeit bei der Steuerung
des Potentiometers V durch die Kurvenscheibe VK (s. Fig. 1 und
7) kann die Kurvenscheibe so angeordnet werden, daß sie mehrmals während
des Durchfahrens einer ganzen Teufe umläuft. Durch den KontaktS, wird dabei verhindert,
daß die Spannung UV an die Gleichrichterbrücke U angelegt wird, bevor dies
benötigt wird. An Stelle von Magnetverstärkern können gegebenenfalls auch andere
Verstärker mit Halbleitern, z. B. mit Transistoren oder mit Röhren, eingesetzt werden.
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Die oben beschriebenen Schaltungen können, soweit sie nicht die Unterholung
unmittelbar betreffen, auch bei Drehstromfördermaschinen angewandt werden. Der Fördermoter
muß dann durch Läuferwiderstände beim Beschleunigen oder durch Gleichstromerregung
beim Verzögern oder durch andere Hilfsmittel in seiner Drehzahl beeinflußt werden.
Da bei diesen Antrieben die Treibgeschwindigkeit im allgemeinen nicht geregelt wird,
sondern durch die synchrone Drehzahl festgelegt ist, ist für die Verzögerung keine
Unterholung zweier Geschwindigkeitssollwerte notwendig. Die Kombination der verwendeten
Einzelheiten, wie Gedächtnismagnetverstärker, Strombegrenzer, Beschleunigungsgeber
usw., können also, auch unabhängig von der Unterholungsmaßnahme nach der Erfindung
verwendet und stellen auch ohne diese - wenn es also nicht darauf ankommt,
eine kontaktlose Unterholung zwischen zwei Steuerwerten. im Vergleich zum gemeinsamen
Bezugswert zu erzielen - eine wertvolle Bereicherung der Fördertechnik dar.