DE1463576A1

DE1463576A1 - UEberlastschutz fuer Arbeitsmaschinen mit Gleichstrom-Antriebsmotor

Info

Publication number: DE1463576A1
Application number: DE19641463576
Authority: DE
Inventors: Arnold Axmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-02-11
Filing date: 1964-02-11
Publication date: 1969-01-16

Description

Überlastschutz für Arbeitsmaschinen mit Gleichstrom-Antriebsmotor Bei vielen Antrieben mit Gleichstrommotor besteht die Aufgabe, die Arbeitsmaschine gegen unzulässig große Drehmomentstöße zu schützen. Derartige Drehmomentstiße entstehen .beispielsweise durch plötzliche zusätzliche Belastungen der Arbeitsmaschine, durch Beschädigung von Übertragungsorganen, z. B. Getriebeschäden usw.
Besondere Bedeutung kommt einem geeigneten Uberlastschutz bei Hebezeugen zu, wie beispielsweise Auslegerkranen, bei welchen ein unzulässig großes Drehmoment, z.B. durch Hängenbleiben einer anzuhebenden Last, zur Beschädigung des Kranes oder dessen Einsturz führen kann.
Die bekannten Einrichtungen zur Begrenzung des Drehmomentes von Gleichstrommotoren bieten hier einen nicht immer ausreichenden Schutz. Die Schwierigkeit besteht darin, daß der Überlastschutz zwar eine Beschädigung der Anlage mit größtmöglicher Sicherheit verhindern soll, der Antriebsmotor andererseits aber bei betriebsmäßig auftretenden und meist nur kurzzeitigen Momentstößen noch nicht sogleich abschalten darf. Solche Momentstöße können durch Drehzahländerung des Gleichstromantriebes, z.B. über Einrichtungen zur Drehzahlsteuerung, eintreten und dürfen selbstverständlich nicht zu Betriebsunterbrechungen führen. Eine Vermeidung solcher Betriebsunterbrechungen durch ausreichende Ansprechverzögerung des Überlastschutzes befriedigt jedoch nicht, da auf diese Weise Beschädigungen der Arbeitsmaschine während der Verzögerungszeit nicht auszuschließen sind.
Der neue Überlastschutz für Arbeitsmaschinen mit Gleichstrom-Antriebsmotor vermeidet diesen Nachteil mit sehr geringem Aufwand. Die neue Einrichtung erfaßt hierzu nicht nür das Notormoment, sondern macht darüber hinaus die Abschaltung des Antriebsmotors noch davon abhängig, ob die Erhöhung des Motordrehmomentes eine entsprechende Drehzahlerhöhung des Motors zur Folge hat oder nicht. Eine unzulässige Vergrößerung des Drehmomentes wird dadurch bereits in der Entstehung ermittelt. Die Lösung besteht darin, daß die Schalteinrichtung für den Motor in Abhängigkeit eines Grenzwertmelders für das maximal zulässige Motordrehmoment steht und daß der Grenzwertmelder eingangsseitig an ein Differenzierglied für die Ankerspannung und an ein Meßglied für den Ankerstrom des Motors angeschlossen ist.
Das Differenzierglied bildet aus der der Motordrehzahl proportionalen Ankerspannung (EMK) die positive oder negative Motorbeschleunigung 'und besteht im einfachsten Fall aus einem Differenzierkondensator oder -transformator. Das Meßglied für den Ankerstrom, der ein Maß für das Motordrehmoment darstellt, ist vornehmlich ein ohmscher Widerstand. Wenn eine Potentialtrennung zwischen Gleichstrommotor und Grenzwertmeld'er erwünscht ist, kann ein Gleichstromwandler, z. B. Hallwändler, eingeschaltet werden.
Zur näheren Erläuterung des neuen Überlaetschutzes wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist.
Der Anker 1 eines Gleichstrommotors treibt mechanisch eine Arbeitsmaschine ?_ an, z:B. die 2eiltrommel eines Hebezeuges, das die hast 3 hebt. Am Grenzwer,tmelder 9 steht eingangsseitig über einen Differenzierkondensator 8 die an den Ankerklemmen 4, 5 (Motor EMK) gebildete Drehzahländerung des Gleichstrom-. motors an und über einen Meßwiderstand 7 das aus dem Ankerstrom ermittelte Motordrehmoment. Über eine Feldwicklung 6, einen Stellwiderstand 10 und ,ein Schaltschütz 11 steht der Motor mit einem Pol P einer Gleichspannungsquelle in Verbindung. Der andere Pol der Gleichspannungsquelle ist mit N. bezeichnet.
Über einen veränderbaren Widerstand 12 kann dem Grenzwertmelder 9 eine Bezugsspannung oder ein Bezugsstrom für das maximal zulässige Motordrehmoment vorgegeben werden.
Der Grenzwertmelder 9 trennt über das Schaltschütz 11 den Gleichstrommotor von der Gleichstromquelle, sobald im Ankerstromkreis (P,.11, 10, 6, 4, 1, 5, 7, N) ein unzulässig großer Strom auftritt, etwa infolge Überlastungen der Arbeitsmaschine 2. Das Differenzierglied 8 ist an den Grenzwertmelder 9 so angeschlossen, daß es bei Erhöhung der Ankerspannung (Klemmen 4, 5), d.h. also bei einer Drehzahlerhöhung des Gleichstrommotors, einen Strom liefert, der dem vom Meßwiderstand 7 an den Grenzwertmelder 9 gelieferten Strom entgegengerichtet ist. Dadurch wird der am Grenzwertmelder 9 anstehende resultierende Strom verringert. Bei einer Belastungserhöhung der Arbeitsmaschine 2 wird die Ankerdrehzahl verringert, was über das Differenzierglied ti zu einem Strom führt, der dem vom Meßwiderstand 7 gelieferten Strom gleichgerichtet ist und diesen somit verstärkt. Bei Überschreitung des am veränderbaren Widerstand 12 eingestellten Bezugsstromes spricht somit der Grenzwertmelder 9 an und betätigt das Schaltschütz 11.
Der Grenzwertmeldpr 9 ist vorzugsweise aus elektronischen Bauelementen aufgebaut, um eine betriebssichere und trägheitslose Wirkungsweise zu gewährleisten.
Für den fall, daß der Grenzwertmelder 9 Verstärkerfunktion aufweist, kann die erfindungsgemäße Anordnung so abgeändert werden, daß die Verstärkung des vom Meßwiderstand 7 gelieferten Stromes auf an sich bekannte Weise von Größe und Richtung des vom Differenzierglied 8 ausgehenden Signales abhängig ist. Der neue Überlastschutz kann mit Vorteil bei Arbeitsmaschinen verwendet werden, in denen das maximal zulässige Motordrehmoment von der Bewegung der Arbeitsmaschine abhängig ist. Dies gilt besonders für Gleichstromantriebe von Auslegerkranen, bei welchen mit zunehmender Ausladung die zulässige Last und damit das zulässige Motordrehmoment kleiner werden. Bei dem neuen Überlastschutz wird die Abhängigkeit von der Ausladung dadurch erreicht, daß die dem Grenzwertmelder 9 vorgegebene elektrische Bezugsgröße über den einstellbaren Widerstand 12 mit zunehmender Ausladung den Kranes verringert wird.

Claims

Patentansprüche 1 Überlastschutz für Arbeitsmaschinen mit' Gleichstrom-Antriebsmotor in Abhängigkeit von Motordrehmoment und Motorbeschleunigung, .insbesondere für Hebezeuge, dadurch gekennzeichnet,. daß die Schalteinrichtung für den Motor in Abhängigkeit eines Grenzwertmelders für das maximal zulässige Motordrehmoment steht und daß der Grenzwertmelder eingangsseitig an. ein Differenzierglied für die Ankerspannung und an ein Meßglied für den Ankerstrom des Motors angeschlossen ist.
2. Überlastsehutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das maximal zulässige Motordrehmoment ana Grenzwertmelder über eine elektrische Bezugsgröße einstellbar ist.
3. Überlastschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Bezugsgröße von Bewegungen der Arbeitsmaschine abhängig ist, insbesondere von der Ausladung des Auslegerkranes.
4. Überlastschutz nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertmelder als Verstärker für den vom Meßglied für den Ankerstrom gelieferten Strom vorgesehen ist und die Verstärkung von der Stromrichtung des vom Differenzierglied gelieferten Signales abhängig ist.