DE1220019B

DE1220019B - Anordnung zur Verhinderung von Pendelungen einer elektrischen Welle

Info

Publication number: DE1220019B
Application number: DEL42807A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Johannes Renker; Hermann Peters
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-08-27
Filing date: 1962-08-27
Publication date: 1966-06-30
Also published as: GB1049143A

Description

Anordnung zur Verhinderung von Pendelungen einer elektrischen Welle Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verhinderung von Pendelungen einer elektrischen Drehstromwelle mit einer Geber- und mindestens einer Empfängermaschine.
Ist die gegenseitige mechanische Verbindung zweier Antriebsaggregate nicht möglich, z. B. aus räumlichen Gründen, so kann eine elektrische Welle vorgesehen werden, die z. B. aus zwei Drehstromschleifringläufern (Wellenmaschinen) besteht, deren Läufer miteinander verbunden sind und deren Ständer an das speisende Netz angeschlossen sind. Eine Wellenmaschine (Geber) ist mit dem Hauptantrieb verbunden; die andere Wellenmaschine (Empfänger) ist mit einem Anlagenteil verbunden, der synchron mit dem Hauptantrieb, z. B. mit dem Werkstückträger einer Drehbank, umlaufen soll. Belastungs-bzw. Drehzahlunterschiede zwischen den angetriebenen Teilen haben in den Wellenmaschinen einen Ausgleichsstrom und damit ein synchronisierendes Moment zur Folge, das einer Drehzahlabweichung der angetriebenen Teile gegeneinander entgegenwirkt.
Die elektrische Welle stellt ein schwingungsfähiges Gebilde dar. Die Schwingungen können ihre Ursache in oder außerhalb der Welle haben; sie können zu Resonanzerscheinungen führen. Zur Verhinderung oder Minderung der daraus entstehenden Pendelungen sind bereits zahlreiche Hilfsmittel bekanntgeworden.
Eine bekannte elektrische Wellenanordnung zeigt eine parallel zu den Wellenmaschinen angeordnete Zusatzmaschine. Diese ist als Kommutatormaschine ausgebildet, die als kapazitiver Verbraucher wirken soll, um einen kapazitiven Spannungsabfall im Läuferkreis der Wellenmaschinen zu erzeugen. Die Zusatzmaschine dient daher 'zur Vergrößerung des synchronisierenden Momentes und damit zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.
Weiterhin ist eine elektrische Wellenanordnung mit einem als Kommutatormaschine ausgebildeten Phasenschieber im Läuferkreis bekannt, die bei Leerlauf eine synchronisierende Spannung aufbringt und den Leistungsfaktor zu verbessern hat.
Ferner ist eine elektrische Arbeitswelle mit einem Überlastungsschutz bekannt, die das Außertrittfallen der Welle bei plötzlich auftretenden Belastungsstößen oder bei einer Blockierung der Arbeitsmaschine verhindern soll. Hier ist die Verwendung eines geschwindigkeitsproportionalen Dämpfungsgliedes vorgesehen, das auf der antreibenden Welle der Empfängermaschine angeordnet ist und elektromagnetisch mit dieser gekuppelt sein kann.
Schließlich sollen Pendelungen im Betrieb einer elektrischen Welle in einer bekannten Anordnung durch ein schwingendes Massensystem verhindert werden.
Die Erfindung hat zum Ziel, die Pendelungen beim Betrieb elektrischer Wellen auf einfache und doch wirksame Weise zu unterdrücken. Erfindungsgemäß wird eine frei laufende, in an sich bekannter Weise parallel zu den Welenmaschinen geschaltete Zusatzmaschine als Schleifringläuferasynchronmaschine gleicher Phasenzahl mit zusätzlicher Schwungmasse ausgebildet.
Durch die Zusatzmaschine nach der Erfindung entsteht eine Dämpfung der Schwingungen. Die Zusatzmaschine kann mit einer Polzahl ausgelegt werden, die von der Polzahl der Wellenmaschinen abweicht. Meist wird man jedoch der Zusatzmaschine die gleiche Polzahl geben wie der Empfänger-Wellenmaschine. Sie nimmt im Läuferkreis nur den Leerlaufstrom auf, der durch den Betrag des Ausgleichsstromes infolge etwaig auftretender Spannungsunterschiede geändert ist. Infolgedessen ist die thermische Beanspruchung der Zusatzmaschine gering.
Die Erfindung findet mit Vorzug Anwendung bei dreiphasig ausgebildeten elektrischen Wellen, jedoch bringt sie auch Vorteile bei Systemen, deren Phasenzahl davon verschieden ist.
Man legt die Zusatzmaschine so aus, daß ihr Drehmoment groß genug ist, um die Pendelungen der elektrischen Welle zu beeinflussen. Weiterhin ist es zweckmäßig, ihre Eigenfrequenz, die durch das Drehmoment in Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel als Richtkraft und durch das Schwungmoment bestimmt ist, so zu wählen, daß sie um einen gewissen Betrag über der Eigenfrequenz der elektrischen Welle liegt. Der Ausgleichsstrom der Zusatzmaschine außerhalb des Pendelbereiches kann durch Abgleichwiderstand bzw. Transformatoren auf der Ständerseite auf ein Minimum reduziert werden.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt: Durch den Antrieb 1 wird über die Welle 2 die Wellenmaschine 3 angetrieben. Diese Wellenmaschine arbeitet als Geber auf die Wellenmaschine 4, die als Empfänger wirkt. Die Ständer der Wellenmaschine sind dreiphasig an das speisende Netz angeschlossen. Die Wellenmaschinen 3 und 4 sind als Drehstromschleifringläufer ausgebildet. Die Schleifringe 5, 5' sind dreiphasig miteinander verbunden. An den Empfänger 4 ist eine Anordnung 6 angeschlossen, die mit dem Hauptantrieb oder dessen Geber 3 synchron umläuft. Der Antrieb 1 kann z. B. mit der Planscheibenwelle einer Werkzeugmaschine verbunden sein. Die Anordnung 6 kann beispielsweise durch einen Support dieser Werkzeugmaschine realisiert sein.
Zur Bedämpfung der Pendelschwingungen in der elektrischen Welle ist parallel zu dem Empfänger 4 eine Zusatzmaschine 7 vorgesehen, deren Ständer dreiphasig an das speisende Netz angeschlossen ist und deren Schleifringe 8 dreiphasig mit den Schleifringen 5, 5' verbunden sind. Zur Erhöhung des dämpfenden Zusatzmomentes ist mit der Welle der Maschine 7 eine Schwungmasse 9 verbunden.
In dem Läuferkreis der elektrischen Welle ist eine Drosselspule 10 vorgesehen, um Ausgleichsströme von der Zusatzmaschine 7 fernzuhalten. In dem Ständerkreis der Zusatzmaschine 7 ist eine Drosselspule 11 angeordnet, um die Ausgleichsströme außerhalb des Pendelbereichs der elektrischen Welle auf einen kleinen Wert herabzudrücken.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Verhinderung von Pendelungen einer elektrischen Drehstromwelle mit einer Geber- und mindestens einer Empfängermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine frei laufende, in an sich bekannter Weise parallel zu den Wellenmaschinen (3, 4) geschaltete Zusatzmaschine als Schleifringläuferasynchronmaschine (7) gleicher Phasenzahl mit zusätzlicher Schwungmasse ausgebildet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schwungmasse durch ein mit der Welle der Zusatzmaschine (7) verbundenes Schwungrad (9) aufgebracht wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zusätzliche Impedanzen (10) in dem Läuferkreis der Zusatzmaschine (7).
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch Widerstände und/oder Transformatoren (11) im Ständerkreis der Zusatzmaschine (7). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 525 754, 571984, 599172; deutsche Auslegeschrift Nr. 1102 884; deutsche Auslegeschrift L 16052 VIII b / 21 c (bekanntgemacht am 29. 12. 1955); deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1747 859.