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Schutzschaltung für Lasthubmagnete Bei Lasthubmagneten sind im allgemeinen
innerhalb eines normalen Arbeitsspieles zwischen Heben, Transportieren und Lösen
der Last vier Betriebszustände des Lasthubmagneten nacheinander herzustellen. Der
Lasthubmagnet wird zunächst mit seiner vollen Betriebsspannung erregt, wodurch er
in der Lage ist, eisenhaltige Lasten anzuheben und zu halten. Um das nur lose anhängende
Transportgut zum Abfallen zu bringen, ist es erforderlich, die Erregung des Lasthubmagneten
kurzzeitig herunterzusetzen. Dies entspricht dem Betriebszustand »Schwächen«. Sodann
wird er wieder in den vorherigen Betriebszustand »Erregen« versetzt und der Transport
der Last kann erfolgen.
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Zum schnelleren Abwerfen der Last und vor allem zum Beseitigen der
Remanenz ist es schließlich zweckmäßig, den Lasthubmagneten im Betriebszustand »Gegenerregen«
mit einem Strom entsprechender Dauer in einer Richtung zu beaufschlagen, die entgegengesetzt
zu der Richtung ist, in welcher der Strom beim Betriebszustand »Erregen«, also beim
Halten der Last fließt. Als letzterer Betriebszustand ergibt sich die Ruhestellung,
in der sich der Lasthubmagnet in unerregtem Zustand befindet.
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Beim Übergang von dem einen Betriebszustand auf den anderen wird nun
durch die Stromänderung in der Lastmagnetwicklung deren große Induktivität wirksam,
wodurch dann beträchtliche überspannungen auftreten können, welche sowohl der Wicklung
des Magneten als auch den ihn steuernden Schaltelementen gefährlich werden. Die
Begrenzung dieser Überspannungen ist besonders dann erforderlich, wenn der Lasthubmagnet
von der Ausgangsspannung einer wechselstromgespeisten Trockengleichrichteranordnung
beaufschlagt wird und die Steuerung auf der Gleichstromseite erfolgt. Die Erfindung
bezieht sich auf eine derartige Anordnung.
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Es ist bereits bekannt, dem Lasthubmagneten besondere Schutzwiderstände
zuzuordnen, die beim Abschalten des Magneten der Wicklung parallel geschaltet sind
um die elektromagnetische Energie der Spule zu übernehmen, so daß keine nachteilige
Beanspruchung des Trockengleichrichters, der Schützkontakte und der Magnetwicklung
stattfinden kann. Diese bekannte Anordnung hat jedoch eine besondere Ausgestaltung
der Kommandogeräte zur Folge. Ein weiterer wesentlicher Nachteil einer solchen Anordnung
besteht überdies darin, daß sie nur bei betriebsmäßiger Abschaltung des Magneten,
nicht aber bei einem Netzspannungsausfall wirksam wird.
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Letzteren Nachteil vermeidet eine weitere bekannte Schaltung, bei
welcher die Hubmagnetwicklung über Widerstände an den Trockengleichrichter angeschlossen
ist. Im Betriebszustand »Erregen« werden diese Widerstände durch voneinander abhängig
betätigte Schalter überbrückt und für den Betriebszustand »Gegenerregen« der Magnetwicklung
parallel geschaltet. Neben dem Mangel, daß bei dieser Schaltung ein Betriebszustand
»Schwächen« nicht vorgesehen ist, haftet ihr der empfindliche Nachteil an, daß beim
schnellen Übergang von dem Betriebszustand »Gegenerregen« auf »Erregen« der Weg
des Ausgleichsstromes durch einen Ruhekontakt aufgerissen wird, wodurch unzulässig
hohe Überspannungen entstehen können.
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Die Erfindung hat nun eine insbesondere in dieser Hinsicht, verbesserte
Schutzschaltung für Lasthubmagnete zum Gegenstand. Sie besteht darin, daß die Ausgangsspannung
der Trockengleichrichter in einem Diagonalzweig einer nicht abgeglichenen Widerstandsbrücke
und die Wicklung des Lasthubmagneten im anderen Diagonalzweig liegt und daß die
elektrischen, voneinander abhängig betätigten Schaltmittel durch Kurzschließen und/oder
Zuschalten der Widerstände in jeweils gegenüberliegenden Brückenzweigen eine Änderung
des Lastmagnetstromes nach Größe und Richtung bewirken, wobei die Magnetwicklungsenden
stets durch überspannungsbegrenzende Widerstandswege verbunden bleiben. Dabei läßt
sich der Lasthubmagnet beispielsweise mit einer von einem Meisterschalter oder von
einer Druckknopfsteuerung betätigten Relais- bzw. Schützsteuerung in seine einzelnen
Betriebszustände bringen und zwar in beliebiger Reihenfolge, ohne daß es zu gefährlichen
überspannungen kommt, da den Ausgleichsströmen stets genügend niederohmige Widerstandswege
angeboten werden.
Im folgenden sei der Erfindungsgedanke an einem
Ausführungsbeispiel näher veranschaulicht: In Fig.1 speist ein Drehstromnetz mit
seinen Phasen R, S, T über ein Hauptschütz 1 und einen dreiphasigen Spartransformator
4 eine Trockengleichrichteranordnung 5, deren Ausgangsspannung an zwei Diagonalpunkten
einer Widerstandsbrücke liegt, die aus den Widerständen 9 und 10 und aus den vergleichsweise
dazu niederohmigen Widerständen 7 und 8 besteht. In der anderen Diagonale liegt
die Wicklung 6 des Lasthubmagneten. Durch Arbeitskontakte des Schützes 2 können
die Widerstände 7 und 8 zugeschaltet und durch Arbeitskontakte des Schützes 3 die
Widerstände 9 und 10 kurzgeschlossen werden.
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Fig. 2 zeigt, wie die drei erwähnten Schütze mit dem Meisterschalter
14 zusammenarbeiten. Ust soll dabei eine beliebige Steuerspannung darstellen. Bei
den jeweils rechts neben den Meisterschalterkontakten 11, 12 und 13 dargestellten
Abwicklungen ist in der Stellung des Meisterschalters, in welcher der betreffende
Kontakt geschlossen sein soll, ein schwarzes Quadrat eingezeichnet. In der Stellung
a (Erregen) sind das Hauptschütz 1 und das Schütz 2 erregt. Da die Widerstände 9
und 10 überbrückt sind, liegt die Wicklung 6 direkt an der Gleichspannung, und der
Strom fließt in Richtung des voll ausgezogenen Pfeiles. In Stellung b (Schwächen)
bleibt das Schütz 2 erregt, das Hauptschütz 1 fällt ab. Befand sich unmittelbar
vor dem Umschalten auf Stellung b der Magnet in Betriebszustand »Erregen« (Stellung
a), so sucht nun die Induktivität der Wicklung 6 zunächst nach erfolgtem Umschalten
auf Stellung b den sie durchfließenden Strom nach Größe und Richtung beizubehalten,
woraus sich ein den Trockengleichrichter 5 in Durchläßrichtung durchfließender Ausgleichsstrom
ergibt, der entsprechend der auf Grund des geringen Durchlaßwiderstandes des Trockengleichrichters
großen Zeitkonstante nur relativ langsam abklingt. Dasselbe erfolgt, falls in Stellung
a oder b (Erregen oder Schwächen) die Netzspannung ausfällt oder der Meisterschalter
in der Stellung »Aus«, das ist die Stellung zwischen b und c, gebracht wird, mit
dem Unterschied, daß nun auch das Schütz 2 abgefallen ist und in den Weg des Ausgleichsstromes
die Widerstände 9 und 10 eingeschaltet sind, wodurch sich der Magnet schneller entregt.
Es ist zweckmäßig, die Dauer des Betriebszustandes »Schwächen« durch ein Zeitrelais
zu begrenzen in dem Sinne, daß der Bedienungsmann nur den Beginn dieses Zustandes
durch Schalten des Meisterschalters in Stellung b bestimmen kann, nicht aber dessen
Dauer. Damit wird sichergestellt, daß sich der Magnet immer bis auf ein und denselben
Wert entregt. Zum noch schnelleren Entregen sowie zum Beseitigen der Remanenz bei
kleinen Lasten ist es erforderlich, die Lastmagnetwicklung mit einem gegenüber dem
Betriebszustand »Erregen« entgegengesetzt gerichteten Strom zu beaufschlagen. Dies
geschieht in Stellung c des Meisterschalters, in der das Hauptschütz 1 und das Schütz
3 erregt werden. Da die Widerstände 7 und 8 niederohmiger sind als die Widerstände
9 und 10, wird sich nach dem Abklingen des Ausgleichsstromes ein nach Fig. 1 in
der gestrichelten Pfeilrichtung fließender Strom einstellen. Dieser Strom muß mindestens
durch entsprechende Dimensionierung der Brückenwiderstände so groß gewählt werden,
daß er die Koerzitivkraft des Magneten überwindet. Die Größe des erforderlichen
Gegenerregerstromes kann sieh dabei je nach der Art des verwendeten Magnetwerkstoffes
zwischen der Hälfte und etwa dem zehnten Teil des vollen Erregerstromes bewegen.
Eine andere Möglichkeit, den Magneten vollkommen zu entregen besteht darin; den
stationären Gegenerregerstrom nicht gleich; sondern größer als den Stromwert zu
wählen, der an sich zur überwindung der Koerzitivkraft nötig wäre, und dann beispielsweise
durch Verwendung eines Zeitrelais abzuschalten, wenn der Ausgleichsstrom den zur
überwindung der Koerzitivkraft notwendigen Wert erreicht hat.
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Beim schnellen übergang von Stellung c (Gegenerregen) auf Stellung
a (Erregen) bzw. Netzspannungsausfall in Stellung c stellt das abfallverzögerte
Schütz 3 dem Ausgleichsstrom zwei widerstandsgleiche Wege zur Verfügung, so daß
auch für diese Fälle an den Schaltelementen und dem Gleichrichter keine Überspannungen
entstehen können.
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Fig. 3 zeigt ein Beispiel, wie die Schutzschaltung anstatt von einem
Meisterschalter von einer aus vier Drucktasten 15, 16, 17, 18 bestehenden
Druckknopfsteuerung betätigt werden kann. Für den Betriebszustand »Erregen« wird
die Drucktaste 16 betätigt, worauf die Schütze 1 und 2 ansprechen und über den Selbsthaltekontakt
des Schützes 2 erregt bleiben. Im Betriebszustand »Schwächen« fällt während der
Betätigungsdauer der Drucktaste 17 das Schütz 1 ab. Für den Betriebszustand »Gegenerregen«
hat eine Betätigung der Drucktaste 18 zu erfolgen, worauf das Schütz 2 abfällt und
Schütz 1 und das abfallverzögerte Schütz 3 ansprechen. Nach Betätigung der Drucktaste
17 sind alle Schütze abgefallen. Dies entspricht dem Betriebszustand »Aus«. Letzterer
läßt sich auch unmittelbar durch Betätigen der Drucktaste 15 herstellen.