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Steuereinrichtung für einen reversierbaren elektrischen Wechsel-oder
Drehstromantrieb mit zwei getrennt voneinander angeordneten Antriebsmotoren (Antriebsmotorengruppen),
von denen jeder an eine besondere Einspeisung angeschlossen ist Für Fördereinrichtungen
in Bergwerken, z. B. für Förderbänder oder für Anbauhobel, d. h. also Kohlenhobel,
die an ein Fördermittel angebaut werden, ist es bekannt, zwei oder mehrere Antriebsmotoren
vorzusehen, die in großer Entfernung voneinander aufgestellt sind. Dabei wird die
eine Antriebsmotorengruppe oder der Antriebsmotor am Anfang der Maschine und die
andere Gruppe oder der Motor am Ende der Maschine angeordnet. So haben z. B. die
Kohlenhobel häufig zwei Kettensterne, die jeweils von einem Äntriebsmotor oder von
einer Antriebsmotorengruppe angetrieben werden. Die beiden Kettensterne bewegen
ihrerseits eine Kette des eigentlichen Hobelwerkzeuges. Die Antriebe sind dann im
allgemeinen 200 bis 250 m voneinander entfernt. In Ausnahmefällen liegen sogar Entfernungen
bis zu 350 m vor. Zwei Antriebe sind bei einem Anbauhobel deshalb notwendig, damit
eine »Hängekette« verhindert wird. Unter einer » Hängekette« versteht man eine Kette,
die vor allem kurz vor den Kettensternen durchgebogen ist und wegen der dadurch
bedingten schlechten Führung Betriebsunterbrechungen verursacht.
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Die beiden Antriebsmotorengruppen werden über eine gemeinsame Steuereinrichtung
gleichsinnig betrieben. In rauhen Betrieben werden dabei die Antriebsmotoren an
in ihrer Nähe gelegene gesonderte Einspeisestellen angeschlossen, um die Speiseleitung,
die längs der Maschine entlanggeführt werden muß, zu vermeiden. Hierdurch wird die
Gefahr einer Beschädigung dieser Leitungen mit folgender Betriebsunterbrechung vermieden.
Für die Steuerung derartiger Anlagen werden jedoch mehrere Steuerleiter benötigt,
die den gleichen Gefahren ausgesetzt sind, wie sie bei der Speiseleitung vorliegen,
wenn diese längs der Maschine ausgelegt sind. Da die Zahl der Steueradern bisher
sehr groß war, war das Ausbessern einer Steuerleitung schwierig und kostspielig.
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Durch die neue Einrichtung werden diese Schwierigkeiten beseitigt.
Ihr Wesen besteht darin, daß die Eingangsklemme jedes Gleichstromsteuerelementes
an einen gemeinsamen Rückleiter angeschlossen ist, der zwei das gleiche Potential
führende Klemmen der beiden Einspeisungen miteinander verbindet, und die andere
Eingangsklemme jeweils über einen Ruhekontakt, der seinerseits in Schaltabhängigkeit
vom Gleichstromsteuerrelais für die andere Drehrichtung des gleichen Antriebsmotors
steht, und eine Reihenschaltung von einem ersten Einweggleichrichter, einem Steuerleiter
und einem zweiten Einweggleichrichter an die nicht der Speisung des zugeordneten
Motors dienende Einspeisung angeschlossen ist, und daß ferner für alle Reihenschaltungen
der Steuerleiter gemeinsam benutzt ist und die Polarität der Einweggleichrichter
für die der gleichen Drehrichtung zugeordneten Reihenschaltungen entgegengesetzt
ist, derart, daß beim Betrieb in einer Drehrichtung (Rechts- oder Linkslauf) die
zwei dann gespeisten Gleichstromsteuerelemente von nur einer Halbwelle des Wechselstromes
durchflossen sind.
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Zur näheren Erläuterung wird auf die Zeichnung verwiesen; es zeigt
Fig. 1 die prinzipielle Anordnung der elektrischen Weichen, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel
für das Schaltbild eines Anbauhobels.
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Die Schaltung der Steuereinrichtung gliedert sich in zwei gleich aufgebaute
Steuergruppen, und zwar ist die eine Steuergruppe A einem AntriebsmotorMA (oder
derentsprechenden,AntriebsmotarengruppeMA) und die zweite Steuergruppe B dem anderen
AntriebsmotorMB (bzw. der AntriebsmotorengruppeMB) zugeordnet. Die Antriebsmotoren
sind in den Figuren nicht dargestellt. Die beiden Steuergruppen sind durch die Steueradern
1 und 2 miteinander elektrisch
.'verbunden. Die Steuerader l kann.
durch Erde ersetzt werden. Die Symmetrielinie a-ä zeigt in den Figuren die Grenze
zwischen der einen und der anderen Steuergruppe an.
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In Fig. 1 sind zur Erleichterung des Verständnisses lediglich die
Weichenpaare dargestellt. -Die einzelne elektrische Weiche setzt sich jeweils aus
zwei in Reihe geschalteten Gleichrichtern zusammen, die einander entgegengesetzte
Durchlaßrichtungen aufweisen. So sind die elektrischen Weichen in Fig. 1 aus den
Gleichrichtern G." G3, den Gleichrichtern G,;, G6, den Gleichrichtern G2, G3 und
den Gleichrichtern G;', Gs aufgebaut. Die elektrischen Weichen G2, G3 und G;, G,
und die elektrischen Weichen G.', G3 und G;', G3 bilden zusammen jeweils
ein Weichenpaar. Diese Weichenpaare sind durch die Steuerader 2 nach Art einer elektrischen
Stromkreuzung verbunden. Liegen die Gleichrichter G3, GE an der Sammelschiene K,
die Gleichrichter G3', G, an der Sammelschiene K' und liegt jeweils zwischen den
Sammelschienen K bzw. K' und den freien Enden der Gleichrichter G." G,5, G2', G3
eine Wechselspannung, so bilden sich für jede Halbwelle der Wechselspannung Ströme
aus, die kreuzartig verlaufen. Verfolgt man den Stromverlauf für eine Drehrichtung
der Antriebsmotoren der beiden Steuergruppen A und B - in diesem Fall sind die elektrischen
Weichen G., G, und GV, G6' nicht an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen -,
so ergeben sich folgende Stromwege: In der einen Halbwelle wird der Strom von G3'
über den Steuerleiter 2 nach G2 und für die andere Halbwelle von G2 über den Steuerleiter
2 nach G3 fließen. Die beiden Stromwege sind in der Fig. 1 durch eine unterbrochene
Pfeillinie und durch eine unterbrochene Pfeil-Punkt-Linie dargestellt. Werden die
elektrischen Weichen G,;, G, und G.', GE an Wechselspannung gelegt und dafür die
anderen elektrischen Weichen von der Wechselspannungsquelle abgeschaltet, so ergeben
sich ebenfalls zwei kreuzartig verlaufende Stromwege. Liegen im Stromkreis der Gleichrichter
G" G,5, G2 und G. Gleichstromsteuerelemente, so ist es möglich, mit nur zwei Steueradern
zwei Antriebsmotoren mit getrennten Einspeisungen in jeder Drehrichtung einzuschalten.
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In Fig. 2 ist in einem Ausführungsbeispiel das Schaltbild für die
Steuerung eines Anbauhobels wiedergegeben.
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Im folgenden wird nur der Aufbau der Steuergruppe A beschrieben. Die
entsprechenden Bauelemente der Steuergruppe B sind gleichlautend bezeichnet, zur
Unterscheidung ist jedoch ihren Bezugszeichen ein Indexstrich hinzugefügt. An die
Phasenleiter R und S der einen Einspeisestelle sind die SchaltschützeSi und S2 für
den AntriebsmotorM,I angeschlossen. Das Schaltschütz S1 dient für den Rechtslauf
und das Schaltschütz SZ für den Linkslauf des Antriebsmotors M.4. Im Zuge der Verbindung
der SchützwicklungS1 und auch der SchützwicklungS2 mit dem Phasenleiter T der Einspeisestelle
ist je ein Kontakt r111 bzw. r112 der Hilfsrelais RH, und RH, angeordnet. Ferner
ist an die Phasenleiter R und T die Primärwicklung des Transformators Tr angeschlossen.
Die Sekundärwicklung des Transformators Tr ist einmal mit dem Schutzleiter SL des
Zuführungskabels zur Einspeisestelle A verbunden - dadurch wird die zweite Steuerader
zwischen den Antrieben gespart - und zum anderen mit einer für Steuergruppe A vorgesehenen
Sammelschiene K. Die Hilfskontakte rHi und r112 werden von ihren Hilfsrelais RH,
und R112 betätigt. Die Relaiswicklungen dieser Hilfsrelais- sind einmal über einen
überstromauslöser Bi und einen im Ruhezustand geschlossenen »Aus«-Taster
D","."; an den Schutzleiter SL angeschlossen, zum anderen sind sie jeweils über
einen Kontakt rei und reg mit der Sammelschiene K verbunden. An den Schutzleiter
SL ist ferner die Erregerwicklung eines Zeitrelais RZ angeschlossen, in deren Verbindung
mit der Sammelschiene K ein Kontakt re, eines Steuerrelais RE, angeordnet ist. Weiterhin
sind zwischen den Schutzleiter SZ und die Sammelschiene K die Wicklungen der Steuerrelais
RE1 und RE, sowie RE, über weitere Zwischenglieder geschattet. Parallel zur Wicklung
der Steuerrelais REi, RE, und REI ist je ein Gleichrichter G geschaltet.
Die Durchlaßrichtung der Gleichrichter G ist so gewählt, daß im Betrieb die Selbstinduktionsspannung
der Steuerrelais geschwächt wird. Das eine Ende der Wicklungen der Steuerrelais
ist an den Schutzleiter SL angeschlossen. Das andere Ende der Wicklung des Steuerrelais
REI ist mit einem Hilfskontakt s, des Schaltschützes S2 verbunden. Dieser Hilfskonfäkt
s2 ist im geöffneten Zustand des Schaltschützes S, geschlossen. Vom Hilfskontakt
s._, führen zwei parallele Pfade zur Sammelschiene K. Im linken Pfad ist
ein Gleichrichter G1 angeordnet, mit einer Durchlaßrichtung von der gemeinsamen
Klemmschiene K zum Schutzleiter SL. Im linken Pfad sind noch der »Ein«-Taster
ST1 und ein Umschalter U angeordnet. Im rechten Pfad liegt die Reihenschaltung von
zwei Gleichrichtern G2 und G3, deren Durchlaßrichtung so gewählt ist, daß ein Strom
von ihrer gemeinsamen Klemme zugleich durch den einen Gleichrichter G, und den anderen
Gleichrichter G3 fließen kann oder bei umgekehrter Stromrichtung beide Gleichrichter
G, und G3 sperren. Die Reihenschaltung der beiden Gleichrichter stellt eine elektrische
Weiche dar. Ferner sind im rechten Pfad ein Hilfskontakt s1 des Schaltschützes S1,
der im Ruhezustand des Schaltschützes S1 geöffnet ist, ein »Aus«-Taster D., ..,aus:
und der normalerweise geschlossene Kontakt des Endschalters E angeordnet. Das Steuerrelais
RE, ist mit seinem anderen Wicklungsende mit der Sammelschiene K über Zwischenglieder
verbunden. Diese Verbindung ist entsprechend aufgebaut wie die des Steuerrelais
RE, mit der Sammelschiene K, nur daß an Stelle der Hilfskontakte s1 und s2 nunmehr
die entsprechenden Hilfskontakte s2 und s1 verwendet werden und daß für die elektrische
Weiche aus den Gleichrichtern G, und G, eine Durchlaßrichtung der Gleichrichter
vorgesehen ist, die der elektrischen Weiche für das Steuerrelais RE, entgegengerichtet
ist. In den Pfaden des Steuerrelais RE, zur Sammelschiene K sind neben den Gleichrichtern
G4, G,, und G6 noch zusätzlich die Hilfskontakte rZ des Zeitrelais RZ, die normalerweise
geschlossen sind, und im rechten Pfad der im Ruhezustand geöffnete Kontakt des Endschalters
E angeordnet. Parallel zum Hilfskontakt rZ des Zeitrelais RZ und des Endschalters
E sind der »Ein«-Taster ST, und der Umschalter U angeordnet. Die gemeinsame
Verbindung der elektrischen Weichen aus den Gleichrichtern G2 und G3 und aus den
Gleichrichtern G5 und G6 ist mit der Steuerader 2 verbunden. Das andere Ende des
Steuerrelais R, liegt über einen Gleichrichter GI an der
Sammelschiene
K. Entsprechendes gilt für die Steuergruppe B.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Wird der »Ein«-Taster
ST, geschlossen, so fließt von der Sammelschiene K über die Brücke am Umschalter
U, den Gleichrichter G, den Schützkontakt s2, die Erregerwicklung des Steuerrelais
REi ein Gleichstrom zum Schutzleiter SL; das Steuerrelais REi spricht an und schließt
seinen Kontakt rei. Dadurch spricht seinerseits das Hilfsrelais RH, an und schließt
seinen Kontakt rHi im Erregerwicklungsstromkreis des Schaltschützes S1. Durch das
Schaltschütz S1 wird der Antriebsmotor MA mit der Einspeisestelle verbunden, so
daß er sich im Rechtslauf bewegt. Zugleich mit dem Schließen des Schaltschützes
St werden auch seine Hilfskontakte s1 betätigt. Dadurch liegt auch das Steuerrelais
RE' an Spannung, und es fließt ein Gleichstrom über die Erregerwicklung des Steuerrelais
RE,', über den Hilfskontakt s,' des Schaltschützes S2', über den Gleichrichter G2
, die Steuerader 2, den Gleichrichter G., zur Sammelschiene K, und zwar nur
eine Wechsel' stromhalbwelle. Das Steuerrelais RE,' schließt seinen Kontakt re'
im Stromkreis des Hilfsrelais RHI', das seinerseits wiederum den Stromkreis für
das Schaltschütz S1' schließt. Das Schaltschütz S1' schaltet den Antriebsmotor
MB im Rechtslauf an die ihm zugeordnete Einspeisestelle. Das Schaltschütz
S1' schließt zugleich seinen Kontakt s1', so daß nunmehr nach Loslassen des »Ein«-Tasters
ST, die Anlage in Betrieb bleibt. Der Haltestrom fließt während der anderen Wechselstromhalbwelle
von der Sammelschiene K' über den Gleichrichter G, die Steuerader 2, den Gleichrichter
G2, die Erregerwicklung des Steuerrelais REi zum Schutzleiter SL. Über die kreuzungsartig
angeordneten elektrischen Weichen, einmal aus den Gleichrichtern G2 und G3 und zum
anderen aus den Gleichrichtern Gund G3', fließt also je nach Halbwelle des Wechselstromes
der Strom einmal über die Erregerwicklung des Steuerrelais RE, und beim anderen
Mal über die Erregerwicklung des Steuerrelais RE, . Die beiden Weichen und die Steuerader
1 bilden also eine Art elektrische Kreuzung und mit den Gleichrichtern G",
G6 und G;', GE' eine doppelte elektrische Kreuzung.
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Die entsprechende Wirkungsweise der Anlage gilt auch für den Linkslauf,
nur daß dann die Steuerrelais RE2 und RE 2 , die entsprechend zugeordneten Gleichrichterweichen
und Schaltschütze in Betrieb sind.
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Bevor der Anbauhobel seine Endstellung erreicht, öffnet er die Endkontakte
E in der Verbindungsleitung der zugeordneten elektrischen Weiche mit der Sammelschiene
K und unterbricht damit den Erregerstromkreis des Steuerrelais RE,', wodurch das
Hilfsrelais RH,' abfällt und seinen Kontakt r H,' im Wicklungsstromkreis
das Schaltschütz S1' öffnet, das seinerseits den Antriebsmotor MB von der
Einspeisestelle abschaltet. Durch Öffnen des Schaltschützes S1' wird jedoch auch
der Hilfskontakt s1' geöffnet und schaltet damit das Steuerrelais REi, das Hilfsrelais
RH, und das Schaltschütz S1 und somit den Antriebsmotor MA ab. Zugleich werden mittelbar
durch Betätigung des Endschalters die Schaltschütze für die entgegengesetzte Drehrichtung
der Antriebsmotoren MA und MB eingeschaltet. Die noch nicht stillstehenden
Motoren werden also gegenstromgebremst. Die Gegenstrombremsung wird aufgehoben durch
Öffnen der Kontakte des Zeitrelais RZi, das seinerseits ebenfalls durch den Endschalter
mittelbar über das Steuerrelais REI eingeschaltet wird. Dabei ist die im Zeitrelais
eingestellte Zeit so gewählt, daß die Arbeitsmaschine sich nicht in entgegengesetzter
Richtung beschleunigt.
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Durch die beschriebene Steuereinrichtung sind die beiden Antriebsmotoren
MA und MB des Anbauhobels gegenseitig drehrichtungsabhängig verriegelt. Die
Einschaltung oder die Ausschaltung eines Motors überträgt sich sofort auf den zugeordneten
Motor am anderen Ende des Anbauhobels. Je nachdem ob der Umschalter U oder
U' überbrückt ist, kann der Antrieb des Anbauhobels von der Steuereinrichtung
beim Motor MA oder von der Steuereinrichtung beim MotorMB geschaltet werden. Die
beschriebene Steuerung eignet sich für alle gleichsinnig laufenden reversierbaren
Antriebe, die zwei oder mehrere Motoren für den Antrieb benötigen. Der besondere
Vorteil besteht darin, daß die Steuer- und Verriegelungsleitung nur aus einem Aderpaar
besteht bzw. nur einer Ader bei Verwendung des Schutzleiters SL. Die neue Steuereinrichtung
arbeitet bei Auslegung für Kleinspannung eigensicher.