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Drehmoment-Steuerung für Förderbandantriebe Bei endlosen Förderbändern
soll beim Anlaufen die vom Beladezustand und verfügbaren Antriebsmoment abhängige
Beschleunigung in bestimmten Grenzen eingehalten werden. Da der Beladezustand von
außen vorgegeben ist, kann zum Erreichen der gewünschten Anfahrbeschleunigung nur
noch das Anfahrmoment beeinflußt werden. Hierzu ist es notwendig, den Beladezustand
des Förderbandes zu erfassen, indem während des Betriebes die Größe der Antriebsleistung,
z. B. durch Messung der Wirk-oder Scheinleistung bzw. des Wirk- oder Scheinstromes,
die Größe des Ständerstromes oder mittels Bandwaagen das Fördergutgewicht ermittelt
werden.
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Die neue Einrichtung, die das Drehmoment für Förderbandantriebe in
Abhängigkeit von ihrem Beladezustand beeinflußt bzw. steuert, besteht darin, daß
an die Ausgangsklemmen einer Vorrichtung, die den Beladezustand durch eine ihm proportionale
Spannung nachbildet, in Reihenschaltung die Arbeitswicklungen von mehreren gestaffelten,
die Nachbildung speichernden Meßrelais angeschlossen sind, die Haltewicklungen aufweisen,
die mit einem Hilfsstromkreis verbunden sind, der über einen Kontakt eines Betriebszustandsrelais
mittelbar oder unmittelbar an eine Hilfsstromquelle angeschlossen ist, womit das
Drehmoment des Antriebes in Abhängigkeit vom Beladezustand während des Betriebes
beeinflußt und zum Anlauf vorgegeben wird.
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Die Änderung des Drehmomentes in Abhängigkeit vom Beladezustand kann
in bekannter Weise dabei z. B. bei Kurzschlußläufermotoren durch Änderung der Klemmenspannung,
bei Schleifringläufermotoren durch Änderung des Läuferwiderstandes undloder bei
Mehrmotorenantrieben durch Einschaltung eines oder mehrerer Motoren erfolgen. In
ähnlicher Weise läßt sich das Drehmoment auch bei Gleichstrommotoren beeinflussen.
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Zum selbsttätigen Regeln des Motordrehmomentes von regelbaren Nebenschlußmotoren
mit schwankendem Kraftbedarf wurde bereits eine gestaffelte Stromwächterreihe vorgeschlagen.
Dabei werden die Stromwächterrelais von einem bestimmten Teil des Ankerstromes durchflossen
und regeln bei bestimmten Stromstärken durch Verändern des Nebenschlußfeldes selbsttätig
die Motordrehzahl. Eine Speicherung der Lastgröße zur Vorgabe des Anlaufmomentes
bei Betrieb aus dem Stillstand heraus ist jedoch nicht möglich.
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Weiter ist eine elektrische Lastmeßeinrichtung für Antriebe mit einem
lastunabhängigen Anlaufdrehmoment, insbesondere Bergwerksförderantriebe, bekannt,
die eine der Lastgröße entsprechende Spannung liefert und bis zum nächsten Anlaufvorgang
gespeichert hält. Diese Lastmeßeinrichtung arbeitet mit einer Tachomaschine und
einem Transformator als Differenzierglied und speichert die der Lastgröße entsprechende
Spannung in einer Reihe parallel geschalteter Speicherelemente. Zur Verwendung bei
Förderbandantrieben ist die Lastmeßeinrichtung ungeeignet.
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Bei einer bekannten Einrichtung zum Erfassen der Belastungen von
Hebezeugen wird ebenfalls ein der Lastgröße entsprechender Meßwert während des Betriebes
erfaßt. Der gespeicherte Meßwert dient jedoch nur zur Vorgabe der Bremskraft für
den anschließenden Verzögerungsvorgang.
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Demgegenüber erlaubt die Drehmomentsteuerung nach der Erfindung auf
Grund des mit einer Meßrelaisreihe gespeicherten Beladezustandes die Steuerung des
Anlaufmomentes von Förderbandantrieben aus dem Stillstand heraus. Sie erfordert
außer dem steuerbaren Antriebsmotor keine weiteren Zusatzeinrichtungen und ist infolgedessen
auch für einen nachträglichen Einbau in Förderbandantriebe geeignet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen Drehstromantrieb
dargestellt, aber ohne die an sich bekannte Vorrichtung zum Einstellen des Drehmomentes.
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Der Drehstrom-Kurzschlußläufermotor 1, der auch durch andere Motortypen
oder Motorengruppen ersetzt werden kann, ist über den Hauptschalter 2 an das Drehstromnetz
R, S, T angeschlossen. Zum Erfassen des Beladezustandes dient der in einen Hauptleiter
des Motors 1 eingefügte Stromwandler 3.
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An die Sekundärklemmen des Stromwandlers3 ist eine Gleichrichteranordnung
4 angeschlossen. Parallel zu den Ausgangsklemmen der Gleichrichteranordnung 4 liegt
eine Bürde 5, dargestellt durch einen ohmschen Widerstand und ein Betriebszustandsrelais
6. Ferner sind an die Ausgangsklemmen der Gleichrichteranordnung 4 in Reihenschaltung
die Arbeitswicklungen a der Meßrelais M1 bis M5 angeschlossen. Im Zuge der Reihenschaltung
liegen ferner der Relaiskontakt eines Hilfsrelais 7 und der Einweggleichrichter
8. Die Meßrelais M1 bis M5 enthalten drei Wicklungen, nämlich die Arbeitswicklung
a, eine Hilfswicklung b, die zum Einstellen des Ansprechwertes der Meßrelais M1
bis M5 dient, und eine Haltewicklung c.
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Parallel zum Betriebszustandsrelais 6 ist ein Kondensator 9 angeschlossen.
Die Haltewicklungen c der Meßrelais M1 bis MS sind an die Ausgangsabgriffe des jeweils
zugeordneten Potentiometers P1 bis P5 angeschlossen. Die Potentiometer sind mit
den Ausgangsklemmen einer Gleichrichteranordnung G1 verbunden, die über den TransformatorlO
an das dargestellte oder an ein gesondertes Drehstromnetz angeschlossen ist. Durch
die Einstellung der Potentiometer P1 bis Ps wird bewirkt, daß die Ansprechwerte
der Meßrelais M1 bis Mg gegeneinander gestaffelt sind, <th., das Relais M1 wird
früher ansprechen als das Relais M2 und dieses wieder früher als das Relais M3,
M4, Ms. Je nach Größe der an der Bürde 5 abfallenden Spannung werden somit eines
oder mehrere Relais ansprechen. Die Haltewicklungen der Relais M1 bis M5 sind an
die Abgriffe der Potentiometer Pg bis Plo angeschlossen. Die Potentiometer ihrerseits
sind über einen Ruhekontakt 11 mit den Aisgangsklemmen der Gleichrichteranordnung
4 verwunden. Durch entsprechendes Einstellen der Potentiometer P6 bis Plo ist es
möglich, auch nachdem der Strom durch die Arbeitswicklungen der Meßrelais M1 bis
M5 unterbrochen ist, deren Schaltzustand vor der Unterbrechung aufrechtzuerhalten.
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Die Kontakte der Meßrelais m1 bis m5 liegen jeweils im Stromkreis
der Arbeitswicklung der Stützrelais R11 bis R15, die an die Ausgangsklemmen der
Gleichrichteranordnung G12 angeschlossen sind. Die Stützrelais Rll bis R15 enthalten
zwei Wicklungen, die als Stützwicklungen dienen und die über einen Arbeitskontakt
12 an die Ausgangsklemmen der Gleichrichteranordnung G12 angeschlossen sind. Der
Ruhekontakt ll und der Arbeitskontakt 12 sind einem Relais 13 zugeordnet, das über
einen Kontakt 6a des Betriebszustandsrelais 6 an die Ausgangsklemmen der Gleichrichteranordnung
G12 angeschlossen ist. Die Stützrelais Rll bis Rls liegen in Steuerstromkreisen
der Antriebssteuereinrichtung. Je nachdem, wieviel Kontakte der Stützrelais geschlossen
haben, wird somit das vom Antrieb aufgebrachte Drehmoment verstärkt oder geschwächt.
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Entsprechend dem Beladezustand des Förderbandes tritt an der Bürde
5 ein Spannungsabfall auf, der den Meßrelais M1 bis Mg zugeführt wird. Die Meßrelais
sprechen auf den Beladezustand des Förderbandes an bzw. bleiben in ihrer ursprünglichen
Lage liegen. Von den Meßrelais M1 bis M5 werden die Stützrelais R4 bis Rt5 geschaltet.
Die Stützrelais all bis Rt5 bereiten die Kommandowege für die Drehmomentensteuerung
vor. Wird der Motor, dessen Strom gemessen wird, abgeschaltet, d. h. also, wird
das Förderband stillgesetzt, so fällt im gleichen
Augenblick das Betriebszustandsrelais
6 ab, wodurch der Kontakt 6a schließt und die Potentiometer P6 bis Plo an der Hilfsspannung
liegen. Durch die Kapazität 9 sind die Meßrelais M1 bis M5 abfallverzögert. Durch
Schließen des Ruhekontaktesil wird an die Haltewicklungen c der Meßrelais M1 bis
M5 eine Haltespannung gelegt. Diese Haltespannung reicht aus, daß die. Meßrelais,
die vorher angezogen haben, selbst nach Entladung des Kondensators9 über den Innenwiderstand
der Meßrelais in ihrer vorher eingenommenen Lage festgehalten werden.
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Diejenigen Meßkreise, die vorher nicht angesprochen hatten, bleiben
in ihrer Nullage liegen. Entsprechend den angezogenen Meßrelais M1 bis M5 haben
sich auch die Stützrelais Rt1 bis Rt5 in ihre andere Ruhelage geschaltet und somit
die Momentenvorwahl für den nächsten Anlauf des Fördermittels vorbereitet.
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Die zweite Wicklung der Stützrelais Rt1 bis Rk dient dazu, bei angezogenem
Betriebszustandsrelais 6, d. h. bei geschlossenem Kontakt 6a und damit bei geschlossenem
Kontakt 12, die Stützrelais so zu erregen, daß diese in der »Aus«-Stellung verbleiben,
solange keines der Meßrelais M1 bis M5 angesprochen hat. Bei einem »Aus«-Kommando
für den Motor 1 wird durch das Abfallen des Betriebszustandsrelais 6 auch die Nullerregung
der Stützrelais Rti bis Rt5 durch Öffnen eines Kontaktes 12 unterbrochen, so daß
die Stützrelais die durch die Meßrelais vorbereitete Stellung einnehmen. Während
des normalen Betriebszustandes wird also laufend die Belastung des Förderbandes
gemessen und im Moment des Abschaltens festgehalten. Der so gespeicherte Belastungswert
dient dazu, ein bestimmtes Moment für den Wiederanlauf des Antriebes vorzugeben.
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Der Kontakt des Hilfsrelais 7 dient dazu, die Messung bei einem erneuten
Hochlauf des Antriebsmotors so lange zu verzögern, bis ungefähr 90°/0 der Drehzahl
des Antriebsmotors erreicht sind. Hierzu kann das Hilfsrelais 7 an einen Hilfskontakt
des Läuferkurzschlußschützes bei Schleifringläuferantrieben angeschlossen werden.
Bei Kurzschlußläufermotoren kann dieses Hilfsrelais von einer Tachomaschine gespeist
werden.
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Die Stützrelais Rt1 bis Rt5 werden bei einem erneuten Hochlauf durch
Ansprechen des Betriebszustandsrelais 6 und durch das dadurch bedingte Schließen
des Arbeitskontaktes 12 durch ihre zweite Wicklung so erregt, daß sie wiederum die
»Aus«-Stellung einnehmen. Sobald der Hilfskontakt des Hilfsrelais 7 geschlossen
hat, beginnt nun wieder kontinuierlich der normale Meßvorgang. Zwischen der Drehmomentenvorgabe
durch die Stützrelais Rt1 bis Rt5 und zum Ansprechen des Arbeitskontaktes 12 liegt
dabei eine kurze Pause, die sicherstellt, daß das gewünschte Drehmoment auch tatsächlich
eingestellt wird.
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Wird durch ein Notkommando die Hilfsspannungsversorgung am Transformator
10 unterbrochen, so werden beide Wicklungen der Stützrelais stromlos, d. h., diese
bleiben entsprechend dem zuletzt vorliegenden Moment in ihrer festgelegten Lage.
Sie speichern somit den Meßwert für den nachfolgenden Anlauf.
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Für außergewöhnliche Betriebsfälle können die Kontakte und Stützrelais,
die im Stromkreis der Motorsteuereinrichtung liegen, durch Handschalter bzw. Taster
überbrückt werden.
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In Erweiterung des gezeigten Ausführungsbeispieles kann auch eines
der vorgesehenen Meßrelais zur Anzeige von Überlastungen und zur Vorbereitung entsprechender
Maßnahmen verwendet werden.