DE1233356B

DE1233356B - Electrically driven cutting machine

Info

Publication number: DE1233356B
Application number: DEE29825A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-Heinz Weber
Original assignee: Gebr Eickhoff Maschinenfabrik u Eisengiesserei GmbH
Current assignee: Gebr Eickhoff Maschinenfabrik u Eisengiesserei GmbH
Priority date: 1965-08-02
Filing date: 1965-08-02
Publication date: 1967-02-02
Also published as: GB1087518A

Description

Elektrisch angetriebene Schrämmaschine Es sind Schrämmaschinen bekannt, deren Winde mit einem aus Flüssigkeitspumpe und Flüssigkeitsmotor bestehenden Flüssigkeitsgetriebe ausgestattet ist. Das Flüssigkeitsgetriebe hat hier die Aufgabe, die beim Schrämbetrieb auftretenden Belastungsstöße zu dämpfen und soll vor allem eine stufenlose Einstellung des Maschinenvorschubes in beiden Fahrtrichtungen der Schrämmaschine ermöglichen. Die gute Anpassungsfähigkeit des Maschinenvorschubs an die wechselnde Härte des hereinzugewinnenden Minerals muß bei derart ausgerüsteten Winden aber durch einen relativ großen und daher teuren Getriebeaufwand erkauft werden.Electrically driven cutting machine There are known cutting machines their winch with a fluid gear consisting of a fluid pump and fluid motor Is provided. The fluid gear here has the task of the cutting operation to dampen occurring load surges and should above all be a stepless setting of the machine feed in both directions of travel of the cutting machine. The good adaptability of the machine feed to the changing hardness of the Minerals to be won in must with such equipped winds through a relatively large and therefore expensive gear costs are bought.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine elektrisch angetriebene Schrämmaschine zu schaffen, die ohne hydraulisches Windengetriebe in ihrer Vorschubgeschwindigkeit stufenlos einstellbar ist. Sie schlägt daher vor, die Schrämmaschine mit zwei Elektromotoren auszustatten, von denen einer die Winde und der andere das Schrämwerkzeug antreibt, wobei die einem Drehstromnetz entnommene Antriebsenergie, einem oder beiden Elektromotoren über steuerbare Gleichrichter, vorzugsweise Siliziumzellen (Thyristoren), zugeführt wird.The invention has the task of providing an electrically driven To create a cutting machine that does not have a hydraulic winch gear in its feed speed is continuously adjustable. She therefore suggests the cutting machine with two electric motors equip, one of which drives the winch and the other drives the cutting tool, wherein the drive energy taken from a three-phase network, one or both electric motors via controllable rectifiers, preferably silicon cells (thyristors) will.

Steuerbare Siliziumzellen zeichnen sich neben ihrem geringen Gewicht durch einen besonders kleinen Raumbedarf aus. Da sie neben ihrer sofortigen Einschaltbereitschaft und ihrer mechanischen Widerstandsfähigkeit auch den Vorteil sehr kurzer Schaltzeiten haben, eignen sie sich besonders für den Einsatz bei schnellen Regelvorgängen, also für die Drehzahlregelung von Drehstrommotoren. Mit Hilfe dieser steuerbaren Gleichrichter ist man daher in der Lage, die Frequenz und/oder die Ausgangsspannung des den beiden Schrämmaschinenmotoren zufließenden Belastungsstromes stufenlos zu steuern, so daß sich deren Drehzahl und/oder deren Belastungsstrom, also das Motordrehmoment, auf jeden gewünschten Wert einstellen lassen. Es können auf diese Weise Winde und/oder Schrärnwerkzeuge stufenlos auf die jeweils günstige Geschwindigkeit gebracht und durch Einstellen des Belastungsstromes auch in ihrer Leistung gesteuert werden. Das dem Antriebsmotor der Winde oder dem Antriebsmotor des Schrämwerkzeuges nachgeschaltete Untersetzungsgetriebe braucht dann nur aus etwa zwei bis drei Untersetzungsstufen zu bestehen. Auf diese Weise läßt sich der Aufbau einer Schrämmaschine vereinfachen und verbilligen und auch deren Störanfälligkeit verringern.Controllable silicon cells stand out in addition to their low weight due to a particularly small space requirement. Since they are next to their immediate readiness to switch on and their mechanical resistance also have the advantage of very short switching times they are particularly suitable for use in fast control processes, i.e. for speed control of three-phase motors. With the help of this controllable rectifier one is therefore able to determine the frequency and / or the output voltage of the two Cutting machine motors inflowing load current to be controlled continuously so that their speed and / or their load current, i.e. the engine torque set any desired value. It can winch and / or in this way Schrärnwerkzeuge continuously brought to the most favorable speed and can also be controlled in their performance by adjusting the load current. The one connected downstream of the drive motor of the winch or the drive motor of the cutting tool Reduction gear then only needs from about two to three reduction stages to pass. In this way, the construction of a cutting machine can be simplified and cheaper and also reduce their susceptibility to failure.

Da mit Hilfe der Siliziumzellen Drehstrom in Gleichstrom umgewandelt werden kann, können die beiden Elektromotoren der Schrämmaschine als Drehstrom- oder Gleichstrommaschine ausgebildet, oder einer dieser beiden Motoren eine Drehstrommaschine und der andere eine Gleichstrommaschine sein.Because with the help of the silicon cells three-phase current is converted into direct current the two electric motors of the cutting machine can be used as three-phase or a DC machine, or one of these two motors is a three-phase machine and the other be a DC machine.

Bei Schrämmaschinen, die mit gleichartigen Antriebsmotoren, beispielsweise zwei Drehstrommaschinen oder zwei Gleichstrommaschinen, ausgerüstet sind, lassen sich die steuerbaren Siliziumzellen dem Streckenschütz zuordnen. Auf diese Weise wird das Bauvolumen der Schrämmaschine weiter reduziert. Bei ungleichartigen Antriebsmotoren, wenn also einer der beiden Motoren der Schrämmaschine eine Drehstrommaschine und der andere eine Gleichstrommaschine ist, wird man dagegen, um mit einem Schrämkabel auszukommen, die steuerbaren Gleichrichter der Schrämmaschine zuordnen und kann dann über verschiedene Gleichrichter, sowohl den Drehstrommotor als auch den Gleichstrommotor regelbar mit elektrischer Energie aus dem Netz versorgen. Außerdem ist man dann auch in der Lage, den Drehstrommotor direkt an die Netzspannung zu legen und über die einzige Schrämmaschineneinspeisung mit Hilfe des steuerbaren Gleichrichters auch dem Gleichstrommotor die erforderliche Gleichspannung zuzuführen.In the case of cutting machines with similar drive motors, for example two three-phase machines or two direct-current machines the controllable silicon cells are assigned to the line contactor. In this way the construction volume of the cutting machine is further reduced. In the case of dissimilar drive motors, So if one of the two motors of the cutting machine is a three-phase machine and the other is a dc machine, one will mind to go with a sheared cable get along, assign the controllable rectifier to the cutting machine and can then via various rectifiers, both the three-phase motor and the direct current motor supply controllable electrical energy from the grid. Besides, one is then also able to connect the three-phase motor directly to the mains voltage and via the only cutting machine feed with the help of the controllable rectifier also supply the required DC voltage to the DC motor.

Um die Abmessung der beiden Motoren zu reduzieren oder ihre nutzbare Antriebsleistung zu vergrößern, empfiehlt es sich, das zur Staubbekämpfung dienende, zum Berieseln der Abbauwerkzeuge erforderliche Wasser vorher den beiden Motoren zuzuführen und diese mit dem Berieselungswasser in an sich bekannter Weise zu kühlen.To reduce the size of the two motors or their usable To increase the drive power, it is advisable to use the water required to sprinkle the excavation tools beforehand from the two motors and to cool them with the sprinkling water in a manner known per se.

Es ist bekannt, Drehstrommotoren und Gleichstrommotoren über steuerbare Siliziumzellen zu regeln.It is known to have three-phase motors and direct current motors via controllable To regulate silicon cells.

Einzelheiten der Erfindung lassen sich den Zeichnungen entnehmen. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Schrämmaschine, F i g. 2 ein Schaltschema an einem Drehstromnetz liegenden Kurzschlußläufermotor.Details of the invention can be found in the drawings. It shows F i g. 1 a schematic view of the cutting machine according to the invention, F. i g. 2 shows a circuit diagram on a three-phase network squirrel cage motor.

Die Schrämmaschine 1 ist mit zwei Elektromotoren 2, 3 ausgerüstet, von denen einer das Schrämwerkzeug 4 und der andere die Winde 5 antreibt. Die beiden Motoren 2, 3 können Gleichstrom- oder Wechselstrommaschinen sein. Es ist aber auch möglich, nur das Schrämwerkzeug 4 mit Hilfe eines Drehstrommotors (Kurzschlußläufermotor) und die Winde mit Hilfe eines Gleichstrommotors anzutreiben oder umgekehrt. Entschließt man sich, die Drehzahl eines oder beider Antriebsmotoren 2, 3 zu steuern, so muß deren Betriebsspannung, wenn es sich um Drehstrommaschinen handelt, in der Frequenz veränderlich sein. Zu diesem Zweck wird die Netzspannung entweder im Bereich der Schrämmaschine 1 oder des nicht dargestellten Streckenschützes über einen in Drehstrom-Brückenschaltung ausgeführten, gesteuerten Siliziumgleichrichter 6 gerichtet, im anschließenden Zwischenkreis 7 geglättet und in dieser Form dem Siliziumgleichrichter 8 zugeführt. Dieser Gleichrichter 8 wandelt die Gleichspannung in eine Drehstromspannung veränderliche Amplitude und Frequenz um und speist mit ihr einen der beiden Drehstrommotoren. Ein nicht dargestellter Taktgeber, dessen Frequenz im weiteren Bereich verstellbar ist, steuert, beispielsweise über Dioden und Transistoren, den Steuerstrom, der die Siliziumzellen des Gleichrichters 8 im Rhythmus des Taktgebers für die anstehende Gleichspannung durchlässig macht. Da im Gleichrichter 8 beispielsweise drei um 120° versetzt gesteuerte Siliziumzellen angeordnet sind, erhält man auf diese Weise eine der Taktfrequenzen entsprechenden Drehstrom zum Antrieb eines der beiden Motoren. Damit die beiden Motoren 2, 3 unabhängig voneinander betrieben und gesteuert werden können, muß jeder von ihnen mit einem eigenen steuerbaren Gleichrichter 6 und einem eigenen Gleichrichter 8 sowie einem die Frequenz des Gleichrichters 8 steuernden Taktgeber ausgerüstet sein.The cutting machine 1 is equipped with two electric motors 2, 3, one of which drives the cutting tool 4 and the other drives the winch 5. The two Motors 2, 3 can be direct current or alternating current machines. It is also possible, only the cutting tool 4 with the help of a three-phase motor (squirrel cage motor) and to drive the winch with the help of a DC motor or vice versa. Resolves you have to control the speed of one or both drive motors 2, 3, so must their operating voltage, in the case of three-phase machines, in frequency be changeable. For this purpose, the mains voltage is either in the range of Cutting machine 1 or the section contactor (not shown) via a three-phase bridge circuit executed, controlled silicon rectifier 6 directed, in the subsequent intermediate circuit 7 smoothed and fed to the silicon rectifier 8 in this form. This rectifier 8 converts the DC voltage into a three-phase voltage with variable amplitude and Frequency and feeds one of the two three-phase motors with it. One not shown Clock generator, the frequency of which can be adjusted in a wider range, controls, for example Via diodes and transistors, the control current that the silicon cells of the rectifier 8 makes permeable to the pending DC voltage in the rhythm of the clock generator. Since in the rectifier 8, for example, three silicon cells controlled offset by 120 ° are arranged, one obtains in this way one of the clock frequencies corresponding Three-phase current to drive one of the two motors. So that the two motors 2, 3 are independent can be operated and controlled from each other, each of them must have one own controllable rectifier 6 and its own rectifier 8 and one the frequency of the rectifier 8 should be equipped to control the clock.

Eine Möglichkeit zur Steuerung des Belastungsstromes und damit des Drehmoments der Motoren 2, 3 besteht darin, daß man die Ausgangsspannung des steuerbaren Gleichrichters ändert. Man kann aber auch eine Steuerung der Spannung durch Anschnitt-oder durch Pulsbetrieb vornehmen. Bei der Anschnittsteuerung schiebt man zwischen dem Ende der letzten Spannungsphase und dem Beginn der neuen Spannungsphase des Gleichrichters 8, durch entsprechende Steuerung der einzelnen Phasen, eine mehr oder weniger große Zeitspanne ein und vermindert so die wirksame Spannung. Beim Pulsbetrieb wird dagegen innerhalb ein und derselben Phase, also innerhalb einer Spannungshalbwelle, die Durchlässigkeit der Siliziumzellen durch Variieren des Steuerstromes mehrmals geändert und so der Spannungszeitblock einer Halbwelle in mehrere Spannungszeitblöcke unterteilt. Weiterhin kann man mit Hilfe dieser Steuerung die Phasenfolge kontaktlos umkehren und so eine Drehrichtungsumkehr des Drehstrommotors erzielen. In der beschriebenen Form ist es somit möglich, sowohl die Frequenz als auch die Höhe der Speisespannung für beide Drehstrommotoren zu steuern und so deren Drehzahl und deren Drehmoment im gewünschten Sinne zu beeinflussen und auch die Drehrichtung der Motoren umzusteuern.A possibility to control the load current and thus the Torque of the motors 2, 3 is that you get the output voltage of the controllable Rectifier changes. But you can also control the voltage by gate or by pulse operation. With the gate control you slide between the End of the last voltage phase and the beginning of the new voltage phase of the rectifier 8, through appropriate control of the individual phases, a more or less large Time span and thus reduces the effective tension. In the case of pulsed operation, on the other hand, within one and the same phase, i.e. within a voltage half-wave, the The permeability of the silicon cells changed several times by varying the control current and thus the voltage time block of a half-wave is divided into several voltage time blocks. Furthermore, you can use this control to reverse the phase sequence without contact and thus achieve a reversal of the direction of rotation of the three-phase motor. In the described It is thus possible to shape both the frequency and the level of the supply voltage to control both three-phase motors and thus their speed and torque to influence in the desired sense and also to reverse the direction of rotation of the motors.

Für den Betrieb einer Schrämmaschine mittels Gleichstrommotoren, die sich von Haus aus durch stufenlose Steuerbarkeit ihrer Drehzahl auszeichnen, ist nur der gesteuerte Gleichrichter 6 erforderlich. Hierbei kann eine Regelung des Motordrehmoments, beispielsweise durch Pulsbetrieb des Gleichrichters 6, erfolgen.For the operation of a cutting machine by means of DC motors that are inherently characterized by the infinitely variable controllability of their speed only the controlled rectifier 6 required. A regulation of the Motor torque, for example by pulse operation of the rectifier 6, take place.

Da bei Gleichrichtern 6 und 8, die mit steuerbaren Siliziumzellen ausgerüstet sind, dem nachgeschalteten Motor mehr als das doppelte Kippmoment dauernd abverlangt werden kann, empfiehlt es sich, das zur Staubbekämpfung erforderliche Berieselungswasser gleichzeitig auch zur Kühlung vor allem des leistungsstärkeren Schrämwerkzeugmotors zu benutzen.As with rectifiers 6 and 8, the ones with controllable silicon cells are equipped, the downstream motor more than twice the breakdown torque continuously can be demanded, it is advisable to use what is necessary for dust control Sprinkling water at the same time also for cooling, especially the more powerful Use cutting tool motor.

Claims

Claims: 1. Electrically driven cutting machine, thereby characterized in that it is equipped with two electric motors (2, 3), of which one the winch (5) and the other the Schrämwerhzeug (4) drives, and that the Drive energy taken from a three-phase network from one or both electric motors via controllable rectifiers, preferably silicon cells (thyristors) (6, 8) is fed.

2. Cutting machine according to claim 1, characterized in that the Frequency and / or the output voltage of the load current flowing to the electric motors controlled by the silicon cells.

3. Cutting machine according to the claims 1 and 2, characterized in that the two motors (2, 3) as three-phase or DC machines are designed or one of the two motors is a rotary machine and the other is a DC machine.

4. Cutting machine according to the claims 1 to 3, characterized in that the controllable silicon cells are of the same type Drive motors preferably the track contactor, in the case of dissimilar drive motors are preferably assigned to the cutting machine (1).

5. Cutting machine according to the Claims 1 to 4, characterized in that the two drive motors (2, 3) are water-cooled in a known manner and the cooling water for precipitation of the mineral dust.