DE1112271B

DE1112271B - Multi-pole-changing loading winch motor with fast empty hook speed

Info

Publication number: DE1112271B
Application number: DEST13418A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Peesel
Original assignee: HANS STILL AG
Current assignee: HANS STILL AG
Priority date: 1958-02-05
Filing date: 1958-02-05
Publication date: 1961-08-03

Description

Mehrfach polumschaltbarer Ladewindenmotor mit schneller Leerhakengeschwindigkeit Es ist bekannt, daß man bei Drehstrom-Ladewindenmotoren mehrere Polzahlen vorsieht, damit man mit verschiedener Geschwindigkeit die Lasten heben und senken kann. Man benötigt mindestens zwei verschiedene Polzahlen. Die langsamere Drehzahlstufe wird zum vorsichtigen Aufsetzen und Abheben der Last be- nutzt, die schnellere Drehzahlstufe zum normalen Heben und Senken. Eine besondere Leerhakengeschwindigkeit haben Motoren mit zwei Polzahlen nicht.Multiple pole-changing loading winch motor with fast empty hook speed It is known that several numbers of poles are provided for three-phase loading winch motors so that the loads can be lifted and lowered at different speeds. You need at least two different numbers of poles. The slower speed stage is utilized for loading cautious touching and lifting the load, the faster speed stage to the normal rise and fall. Motors with two numbers of poles do not have a special empty hook speed.

Es ist auch ein dreifach polumschaltbarer Windenantriebsmotor bekannt, der die Polzahlen 32, 8 und 4 aufweist, der aber nicht den angestrebten Zweck in befriedigender Weise erfüllt. Die der 32poligen Drehzahl entsprechende Wicklung wird bei diesem bekannten Motor zum vorsichtigen Anheben und langsamen Ab- setzen der Last benötigt. Die eigentliche Lastgeschwindigkeit des Hakens beim Heben und Senken von etwa 0,7 m/see wird dabei mit dem 8poligen Motorenteil erzielt. Der 4polige Motorenteil, war zunächst für die Leerhakengeschwindigkeit gedacht. Da der 4polige Motorenteil aber auch unter Last beliebig eingeschaltet werden kann, muß er für das Nenninoment und damit etwa für die doppelte Leistung der eigentlichen Laststufe ausgelegt werden. Das hat zur Folge, daß die Einschaltströme bei der Leerhakenstufe etwa doppelt so groß werden wie bei der Laststufe und die Leerhakenstufe deshalb für dieLeistung derBordgeneratoren maßgebend ist. Würde die Leerhakenstufe für kleinere Leistung ausgelegt werden, so würde die Ladewinde beim,Einschalten der Leerhakenstufe unter Last durchrutschen. Deshalb liegt auch bei dieserAnordnungkeine echte Leerhakenstufe, sondern nur eine weitere Laststufe vor.A triple pole-changing winch drive motor is also known which has the number of poles 32, 8 and 4, but which does not fulfill the intended purpose in a satisfactory manner. The winding corresponding to the 32-pole speed is required in this known motor for carefully lifting and slowly lowering the load. The actual load speed of the hook when lifting and lowering of about 0.7 m / see is achieved with the 8-pole motor part. The 4-pole motor part was initially intended for the empty hook speed. Since the 4-pole motor part can also be switched on at will under load, it must be designed for the nominal torque and thus for about twice the power of the actual load level. The consequence of this is that the inrush currents in the empty hook level are about twice as large as in the load level and the empty hook level is therefore decisive for the performance of the on-board generators. If the empty hook step were designed for lower power, the loading winch would slip under load when the empty hook step is switched on. For this reason, there is no real empty hook level in this arrangement either, but only one further load level.

Die verschiedenen Polzahlen wurden bei diesen Motoren von dem Bedienungsmann mit einem Meisterschalter eingeschaltet, der in einer Steuersäule untergebracht ist. Um den Motor vor thermischen Überlastungen zu schützen und das zu hebende Stückgut nicht zu beschädigen, wurde beim Schalten von Polzahl zu Polzahl sichergestellt, daß der eigentliche Anlauf in jedem Fall über die niedrigen Drehzahlstufen erfolgt. Die Mindesteinschaltzeit der niedrigen Drehzahlstufen wurde dabei durch passende Zeitrelais festgelegt. Da man die Zeitrelais unter Berücksichtigung der größten Last einstellen muß, nimmt man bei kleineren Lasten die längereLaufzeit und die dadurch bedingten längeren Umschaltzeiten in Kauf. Durch die Zeitrelais wird also die Umschaltzeit größer, als es in den meisten Fällen erforderlich ist, so daß mit Hilfe dieser bekannten Motoren nicht die kürzesten Ladezeiten erreicht werden können.The different numbers of poles in these motors were determined by the operator switched on with a master switch housed in a control column is. To protect the motor from thermal overloads and the piece goods to be lifted not to be damaged, was ensured when switching from pole number to pole number, that the actual start-up always takes place via the low speed levels. The minimum switch-on time of the low speed levels was determined by appropriate Time relay set. Since you have the timing relay taking into account the largest If you have to adjust the load, the longer running time and the longer switching times caused by this. So by the timing relay the switching time is longer than is necessary in most cases, so that with With the help of these known engines, the shortest charging times cannot be achieved.

Es ist auch bekannt, daß man einen Flaschenzugmotor polumschaltbar ausführt, wobei die Polzahlen automatisch geschaltet werden. Dabei wird die der höheren Geschwindigkeit dienende Polzahl durch eine Lastmeßvorrichtung dann eingeschaltet, wenn die Last eine bestimmte vorgegebene Größe nicht überschreitet.It is also known that a pulley motor can be pole-changing executes, whereby the number of poles is switched automatically. The the The number of poles serving higher speed is then switched on by a load measuring device, when the load does not exceed a certain predetermined size.

Bei weiteren bekannten Vorrichtungen kann zusätzlich zu der oben beschriebenen Einrichtung noch über einen Meisterschalter der mehrfach polumschaltbare Motor gesteuert werden.In other known devices, in addition to that described above The multi-pole-changing motor is still controlled via a master switch will.

Bei anderen bekanntgewordenen Anlagen wird ein Asynchromnotür benutzt, der auch durch Wicklungsumschaltung mit verschiedenen Drehzahlen betrieben werden kann, bei dem aber der Läuferwiderstand des Schleifringmotors noch in Stufen veränderbar ist.In other systems that have become known, an asynchronous door is used, which can also be operated at different speeds by switching the windings can, but in which the rotor resistance of the slip ring motor can still be changed in steps is.

Keine der bekannten Vorrichtungen ist jedoch von dem erwähnten Nachteil völlig frei.However, none of the known devices suffers from the mentioned disadvantage completely free.

Für eine wirtschaftliche Transportarbeit mittels elektromotorischer Ladewinden ist es von großer Bedeutung, daß die Geschwindigkeit des leeren Hakens wesentlich höher als die des belasteten ist. Diesen Zweck verfolgt die Erfindung. Sie betrifft einen mehrfach polumschaltbaren Ladewindenmotor mit schneller Leerhakengeschwindigkeit, dessen kleinste Polzahl für relativ kleinen Strom und relativ kleine Leistung ausgelegt ist, und einem an eine Schaltanlage angeschlossenen, von Hand zu betätigenden Meisterschalter, mit dem die Polzahl des Asynchronmotors und damit die Drehzahl vorgegeben wird. Die gewünschte Verbesserung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an die Schaltanlage in an sich bekannter Weise noch ein Drehzahlgeber und ein als Leistungsgeber dienendes Lastmeßglied angeschlossen ist, wobei durch entsprechende Anordnung an sich bekannter geeigneter Verriegelungsschaltungen erreicht wird, daß der Hochlauf des Motors bis zu der der Schaltstellung des Meisterschalters entsprechenden Drehzahl 7- unabhängig von der Schaltgeschwindigkeit, mit 'der der Meisterschalter betätigt wird - in Richtung von der höchsten zur niedrigsten Polzahl derart erfolgt, daß keine Stufe übersprungen werden kann, da der Drehzahlgeber und das Lastmeßglied durch entsprechende Schaltung so auf den Schaltvorgang einwirken, daß das Weiterschalten nur dann erfolgt, wenn die mittels des Drehzahlgebers gemessene Drehzahl und die mittels des Lastmeßgliedes gemessene Leistung einen bestimmten Wert über- bzw. unterschritten haben.For economical transport work by means of electromotive loading winches, it is of great importance that the speed of the empty hook is significantly higher than that of the loaded one. This is the purpose of the invention. It concerns a multi-pole-changing loading winch motor with fast empty hook speed, the smallest number of poles is designed for relatively small current and relatively low power, and a manually operated master switch connected to a switchgear, with which the number of poles of the asynchronous motor and thus the speed is specified. The desired improvement is achieved according to the invention in that a speed sensor and a load measuring element serving as a power sensor are connected to the switchgear in a manner known per se Switching position of the master switch corresponding to the speed 7 - regardless of the switching speed with which the master switch is operated - in the direction from the highest to the lowest number of poles takes place in such a way that no step can be skipped, because the speed sensor and the load measuring element by appropriate switching on the The switching process ensures that the switching takes place only when the speed measured by means of the speed sensor and the power measured by means of the load measuring element have exceeded or fallen below a certain value.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die gewünschte Drehzahl wird in bekannter Weise an einem ',#feisterschalter 1 vorgegeben und in eine Schaltanlage2 übertragen, jedoch wird außerdem in die Schaltanlage durch einen Drehzahlgeber3 die herrschende Drehzahl des Motors5 und durch ein Lastmeßglied 4 seine Leistung übertragen.The circuit according to the invention is shown schematically in FIG. 1. The desired speed is specified in a known manner on a ', # timer switch 1 and transferred to a switchgear 2, but the prevailing speed of the motor 5 is also transferred to the switchgear by a speed sensor 3 and its power by a load measuring element 4.

Durch die Schaltanlage2 wird das Weiter- oder Zurückschalten von einer zur nächsten Polzahlstufe nicht allein durch die erreichte Drehzahl oder die vom Motor aufgenommeneLeistung, sondern durch beideFaktoren gemeinsam selbsttätig kontrolliert und der Umschaltzeitpunkt beeinflußt.Through the switchgear2, the next or back switching of a to the next number of poles level not only through the speed reached or the from Power consumed by the motor, but independently controlled by both factors together and the changeover time influences.

Durch diese doppelabhängige Steuerung wird stets die jeweils mögliche kürzeste Umschaltzeit von einer zur nächsten Polzahlstufe erreicht, was, wie oben gezeigt, mit den bekannten Anlagen nicht möglich ist, da dort Schaltverzögerungen durch Zeitrelais konstante Umschaltpausen erzwingen, deren Dauer so hoch bemessen sein muß, daß sie aiffch unter ungünstigstenUmständen ausreicht.Due to this double-dependent control, the respectively possible The shortest switching time from one to the next pole number stage is achieved, which, as above shown, is not possible with the known systems because there are switching delays Force constant switching pauses with timing relays, the duration of which is so high must be that it is sufficient even under the most unfavorable circumstances.

Durch die nach der Erfindung mögliche selbsttätige Anpassung der Umschaltpausen an die tatsächlichen Verhältnisse wird jetzt die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit durch Verkürzung der Gesamtladezeiten erreicht.Due to the automatic adaptation of the switchover pauses, which is possible according to the invention the actual conditions will now increase the profitability achieved by reducing the overall charging times.

Die Drehmoment-Drehzahlkennlinie ist in Fig. 2 für eine vierfach polumschaltbare Maschine dargestellt. Hierin ist 32 die 32polige, 8 die Spoligge, 4 die 4polige nd 2 die 2polige Kennlinie; Md ist das Drehmoment, n die Drehzahl.The torque-speed characteristic is shown in Fig. 2 for a quadruple pole-changing machine. Here 32 is the 32- pole, 8 is the pole, 4 is the 4-pole and 2 is the 2-pole characteristic; Md is the torque, n is the speed.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, erfolgt das Weiterschalten oder Zurückschalten von einer Stufe zur nächsten durch die Schaltanlage nach der Erfindung immer dann, wenn die Drehzahl der einen Stufe nahe derjenigen Drehzahl liegt, bei welcher sich die Drehmomentkennlinien der beiden benachbarten Stufen schneiden. Das Drehmoment der Maschine folgt somit der Hüllkurve in Fig. 2. Die Weiterschaltung erfolgt durch entsprechende Schütze der Schaltanlage 2.As can be seen from FIG. 2, switching on or down takes place from one stage to the next through the switchgear according to the invention, when the speed of one stage is close to that speed at which intersect the torque characteristics of the two adjacent stages. The torque the machine thus follows the envelope curve in FIG. 2. The switching takes place through corresponding contactors of the switchgear 2.

Dieser polumschaltbare Ladewindenmotor weist eine -echte Leerhakengeschwindigkeit auf, denn es ist nicht möglich, die Leerhakenstufe unter Last einzuschalten; das wird durch den Einfluß des Lastmeßgliedes 4 auf die Schaltanlage verhindert. Wenn Last am Haken hängt, wird sie bei allen Lastdrehzahlen durch das Lastmeßglied 4 erfaßt. Dieses Lastmeßglied verriegelt dann die Leerhakenstufe über die Schaltanlage, so daß diese Stufe nicht eingeschaltet werden kann. Da man durch geeignete Bemessung die Leistung und die Ströme der Leerhakenstufe klein halten kann, ist es möglich, die Leerhakengeschwindigkeit zu steigern, ohne die Einschaltströme zu vergrößern. Es kann daher die Leistung der Leerhakenstufe und damit auch die Leistung der Bordgeneratoren entsprechend klein gehalten werden. Die Anordnung ist beispielsweise möglich mit den Polfahlen 2, 4, 8, 32 oder mit den Polzahlen 2, 4, 16 oder 4,8,32.This pole-changing loading winch motor has a real empty hook speed, because it is not possible to switch on the empty hook level under load; this is prevented by the influence of the load measuring element 4 on the switchgear. If the load is hanging on the hook, it is detected by the load measuring element 4 at all load speeds. This load measuring element then locks the empty hook stage via the switchgear, so that this stage cannot be switched on. Since the power and the currents of the empty hook stage can be kept small by suitable dimensioning, it is possible to increase the empty hook speed without increasing the inrush currents. The power of the empty hook stage and thus also the power of the on-board generators can therefore be kept correspondingly small. The arrangement is possible, for example, with pole numbers 2, 4, 8, 32 or with the number of poles 2, 4, 16 or 4, 8, 32.

Mit einer solclien Anordnung ist es möglich, ohne weiteres beispielsweise eine Leerhakengeschwindigkeit von 2,8 m/sec zu erreichen und die Last bei der langsamsten Stufe mit 0,17 m/sec zu heben oder zu senken. Durch die Schaltanlage wird sichergestellt, daß der Bedienungsmann, ganz gleich, wie er schaltet, nie die höhere Drehzahlstufe direkt einschalten kann, sondern ein Anheben der Last grundsätzlich über die niedrige Drehzahlstufe (hohe Polzahl) erfolgt, bis er schließlich zur niedrigsten Polzahl für Lastbetrieb oder zur Leerhakenstufe gelangt. Die Schaltung stellt sicher, daß beispielsweise - von dem vielfach polumschaltbaren Motor zunächst der 32polige Motorenteil eingeschaltet wird; wenn dessen Nenndrehzahl erreicht ist, wird der 8polige, Motorenteih und wenn die Nenndrehzahl dieser Stufe erreicht ist, der 4polige Motorenteil eingeschaltet. Obiger Ablauf gilt für alle Lasten bis zur Nennlast. Auch beim Betrieb des leeren Hakens wird beispielsweise bei vierfach polumschaltbaren Motoren zunächst die 32#olige, dann die 8polige und dann die 4polige Wicklung eingeschaltet. Das Umschalten bei leerem Haken von der 4poligen auf die 2polige Stufe wird nicht nur durch das Drehzahlmeßglied, sondern auch durch das Lastmeßglied gesteuert. Es greift also bei der Umschaltung von der 4poligen zur 2poligen Stufe noch das Lastmeßglied ein, welches erfaßt, ob die anderen drei Polzahlen Last gehoben haben oder den leeren Haken. Ist der Kranhaken nicht leer oder mit einer größeren als für die Leerhakengeschwindigkeit noch zuzulassenden Last belastet, so darf der 2polige Motorenteil mit Rücksicht auf die thermische Sicherheit des Motors und mit Rücksicht darauf, daß der Motor bei der Leerhakenstufe mit Last durchrutscht, nicht eingeschaltet werden.With such an arrangement it is possible, for example, to easily achieve an empty hook speed of 2.8 m / sec and to raise or lower the load at the slowest level at 0.17 m / sec. The switchgear ensures that the operator, no matter how he switches, can never switch on the higher speed level directly, but that the load is always raised via the low speed level (high number of poles) until he finally reaches the lowest number of poles for load operation or reaches the empty hook step. The circuit ensures that, for example, the 32-pole motor part of the multi-pole-changing motor is switched on first; when its nominal speed is reached, the 8-pole motor part is switched on and when the nominal speed of this stage is reached, the 4-pole motor part is switched on. The above procedure applies to all loads up to the nominal load. When operating the empty hook, for example, with four-pole pole-changing motors, first the 32 #, then the 8-pole and then the 4-pole winding is switched on. Switching from the 4-pole to the 2-pole level when the hook is empty is not only controlled by the speed measuring element, but also by the load measuring element. When switching from the 4-pole to the 2-pole stage, the load measuring element also intervenes, which detects whether the other three numbers of poles have lifted a load or the empty hook. If the crane hook is not empty or is loaded with a load greater than that permitted for the empty hook speed, the 2-pole motor part must not be switched on, taking into account the thermal safety of the motor and taking into account that the motor slips with the load at the empty hook stage.

Die drehzahlabhängige Schaltung mit zusätzlicher lastabhängiger Verriegelung des 2poligen Motorenteiles (der nur eingeschaltet werden darf, wenn der Haken leer ist oder eine genau zu bemessende relativ kleine Höchstlast nicht überschreitet) verringert die Hochlaufzeit auf das kleinstmögliche Maß und gewährleistet zudem eine geringe thermische Beanspruchung des Motors; sie ermöglicht ein schnelleres und betriebssichereres Arbeiten der Ladewinde, auch bei vorhandener Leerhakenstufe, als bei Anwendung von Zeitrelais oder ähnlichen Schaltungen.The speed-dependent switching with additional load-dependent locking of the 2-pole motor part (which may only be switched on when the hook is empty or does not exceed a relatively small maximum load that can be precisely measured) reduces the start-up time to the smallest possible level and also guarantees low thermal stress on the engine; it enables a faster one and more reliable working of the loading winch, even with an empty hook step, than when using timing relays or similar circuits.

Claims

PATENT CLAIM: Multiple pole-changing loading winch motor with fast idle hook speed, the smallest number of poles is designed for relatively low current and relatively low power, and a manually operated master switch connected to a switchgear, with which the number of poles of the asynchronous motor and thus the speed is specified -, ekexmzei # chnet that the switchgear (2) in a manner known per se also a speed sensor (3) and a load beneficiary member (4) serving as a power generator are connected, whereby by appropriate arrangement of known suitable interlocking circuits is achieved that the The motor (5) runs up to the speed corresponding to the switch position of the master switch (1) - regardless of the switching speed at which the master switch is operated - in the direction from the highest to the lowest number of poles in such a way that no step can be skipped , because the speed sensor (3) and the load measurement element (4) act on the switching process by means of appropriate Schaltuiig so that switching only takes place when the speed measured by means of the speed sensor (3) g5 and the power measured by means of the load measuring element (4) are above or below a certain value to have. Documents considered: German Patent No. 759 988; U.S. Patent Nos. 2,393,998, 2,406,781.