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Einrichtung zur Bremsüberwachung drehzahlgeregelter Antriebe Bei
drehzahlgeregelten lAintrieben ist es üblich die elektrische Bremsung durch eine
mechanische Bremsung, z. B. eine elektrohydraulischen Bremsung, abzulösen, mit der
der Antrieb bis zum stillstand gebracht wird. Um die iibnutzung der Bremsbeläge
herabzusetzen läßt man die mechanische Bremsung erst bei kleinen Drehzahlen wirksam
werden. Aus diesem Grunde ist es bisher üblich gewesen das Drehzahlniveau des Antriebes
zu überwachen. Dies wurde beispielsweise dadurch ausgeführt, daß die drehzahl gemessen
wurde und bei einer definierten Drehzahl eine Kontaktgabe zur Einleitung der mechanischen
Bremsung erfolgte.
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Bei Störungen im Regelkreis, die z. B. dadurch auftreten können, daß
irgendeines der Regelelemente ausgefallen ist, aber auch wenn die Last zu groß ist
sowie durch andere Ursachen können gefährliche
Betriebsverhiltnisse
auftreten, durch welche die elektrische Bremsung ausfallen kann.
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In diesen Fällen versagt die bekannte Drehzahlüberwaching deshalb,
weil die vorher gewählte und eingestellte Tachospannung als Kriterium des Drehzahlniveaus
nicht mehr erreicht werden kann, das Kriterium des Einfallen der mechanischen Bremse
also ni-cht erreicht wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Schaffung einer Einrichtung zur
Bremsüberwachung drehzahlgeregelter Antriebe mit einer mechanischen Haltebremse
zugrunde, mit der-es bei allen -orkomtenden Betriebsverhältnissen, insbesondere
auch bei ausgefalienem Regelkreis sowie bei nicht einwandfrei arbeitendem Drehzahl-überwachungsgerät,
erreicht wird, daß der mechanische Bremsvorgang mit Sicherheit eingeleitet wird.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, da der Bremsvorgang
in Abhängigkeit der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit, d. h. in Abhängigkeit der Beschleunigung,
insbesondere-der beschleunigung der Abbremsung, überwacht wird.
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Gemaß einem weiteren Merkmal wird'die elektrische iSremsun: von der
mechanischen Bremsung erst dann abgelöst, wenn die elektrische Bremsung praktisch
nicht mehr wirksam bzw. ausgefallen ist.
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Als Kriterium zur überwachung der Beschleunigang wird vorteilhaft
der jibsolutwert der Drehzahl gebildet. Vorteilhaft wird der Absolutwert der Drehzahl
nach der Zeit diflerenziert, was der Beschleunigung insbesondere während der Bremsung
entspricht.
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Die Differenzierung kann dadurch vorgenommen werden, daß durch eine
zur dildung des Absolutwertes über eine Grätzbrücke gleichgerichtete drehzahlabhängige
spannung ein Kondensator aufgeladen bzw. entladen wird, dessen Entladestrom einen
Transistor aussteuz.B.
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ert, der eine Vorrichtung, ein Relais,/zur Aussage des Betriebszustandes,
wie Bremsung bzw. Nichtbremsung, schaltet.
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Die Erfindung ist in den Figuren 1 bis 3 beispielsweise dargestellt.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen einen drehzahlgeregelten Antrieb mit der
dazugehörigen Steuerung.
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Die Speisun des Motors 10 erfolgt aus dem Drehstromnetz 12 über antiparallelgeschaltete
Stromrichterbrücken 14. die Enschnittsteuerung dieser wird von dem Impulssteuergerät
16 ausgeführt, welches von der Drehzahlregeleinrichtung 18 beeinflußt wird. Die
Drehzahlregelung des Drehzahlregelgerätes 18 erfolgt in Abhängig keit eines Sollwertinterators
20, mit dem die beschleunigung vor-.gegeben wird. Mit der SollwertumschalteinrichtunD
22 wird die Drehrichtung des Motors 10 vorgegeben, während die Drehzahl durch
den
Sollwertgeber 24 eingestellt wird.
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Von dem Tachogenerator 26 wird der Drehzahlistwert des Motors 10 auf
den Drehzahlregler 18 gegeben. Die Spannung des Tchogenerators 26 wird über die
Leitungen 27, 29 über eine Grätzbrücke 28 einem Bremsrelais d1 zugeführt, dessen
@nker beim Unterschreiten einer bestimmten Spannung, d. h. einer bestimmten Drehzahl
des Motors 10, abfällt. Dieses Relais d1 weist zwei Kontakte 3c, 52 auf, welche
in der steuerung der Figur zu enthalten sind. kiese Steuerung enthält einen Meisterschalter
b3, mit welchem über die Kontakte 34, 36 die die Drehrichtung des Motors 10 bestimmenden
Schütze cl und c2 geschaltet werden. in gleichzeitiges Ansprechen beider Richtungsschütze
c1, c2 wird dadurch verhindert, daß der Kontakt 35 des Richtungsschützes c1 als
Öffner im Spulenkreis des Richtungsschützes c2 liegt, während der Kontakt 37 des
Richtungsschützes c2 als Öffner im Spulenkreis des Richtungsschützes c1 liegt. das
Richtungsschütz c1 ist mit dem Kontakt 38 versehen, während das Richtungsschütz
c2 mit dem Kontakt 40 versehen ist, durch weiche das Bremsschütz c3 geschaltet wird.
Bei Erregung des Bremsschützes c3 wird, wie aus der Figur 1 hervorgeht, die mechanische
Bremse 42 gelüftet.
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Wird im praktischen betrieb dieser bekannten Anordnung der Meisterschalter
b3 plötzlich vom Betriebszustand der größten Drehzahl in die Nullstellung gebracht,
dann würde die mechanische Bremse 42 sofort einfallen und eine starke mechanische
Beanspruchun
-J oder im ungünstigsten Fall eine Zerstörung des tntriebes
zur Folge haben. Das Bremsrelais dl hält jedoch die Kontakte 30 bzw. 52, unabhängig
von der gerade eingeschalteten Drehrichtung so lange geschlossen, bis die Spannung
am Tachogenerator 26 unter einen bestimmten vorher eingestellten Vert gesunken ist.
Erst wenn dieses Kriterium erreicht ist, wird die mechanische Bremsung eingeleitet.
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Hierbei kann jedoch der Fall eintreten, daß plötzlich, z. B.
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durch einen Defekt am Sollwertintegrator oder Wegfall des Istwertes
der Drehzahl am Drehzahlregler oder durch Versagen des Impulssteuerterätes, die
Regelung der Drehzahl ausfällt.
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In einem solchen Falle versagt, bedingt durch den ausfall der Regelstrecke
die elektrische Bremsung, weil kein bremsmoment mehr aufgebracht werden kann. Die
Drehzahl kann nicht mehr absinken, das Relais dl kann nicht mehr abfallen und die
mechanische Bremsung fällt aus. Dies kann z. B. bei Hubwerken zum Abstürzen der
Last führen.
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Um dies zu vermeiden wird gemäß der Erfindung zwischen der von den
Zeitungen 27, 29 gespeisten Grätzbrücke 28 und dem Bremsrelais dl das in Fiur 3
dargestellte Differenhierglied eingeschaltet. Es besteht aus dem Entladewiderstand
44 und dem Kondensator 46 sowie dem Transistor 48, in dessen Verstkerkreis das Relais
dl geschaltet ist. Im Eingangskreis des Transistors sind zwei antiparallel geschaltete
Dioden z. B. Zenerdioden 52,54
vorgesehen, mit welchen der Transistor
48 vor Überspannungen geschützt wird. Ähnlich ist zum Relais dl eine Freilaulliode
56 parallel geschaltet, mit welcher am Relais dl Überspannungen vermieden werden.
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Mit der Einrichtung nach der Figur j wird folgendes erreicht: ändert
sich die am Winderstand 44 angestehende vom Tachogenerator 26 gegebene Spannung
in positiver Richtung, d. h., wenn diese Spannung ansteigt, dann wird der Kondensator
46 über die Diode 52 aufgeladen. Dadurch wird der Transistor 48 gesperrt und der
nker des Relais dl ist nicht angezogen. Bleibt die Spannung am Viderstand 44 unverändert,
dann fließt kein Ladestrorn un er Anke des Relais dl. bleibt unverändert unangezogen.
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Andert sich die Drehzahl nach unten d. h. im negativen Sinne, so daß
die am Widerstand 44 erscheinende Spannung geringer wird, dann wird der vorher aufgeladene
Kondensator 46 entladen. Dies erfolgt jedoch über den Transistor 48 und dem Entladewiderstand
44. Der Transistor 48 wird dadurch ausgesteuert und bringt ds Relais dl zum Ansprechen.
Dadurch wird aber der Richtungsschalter b3 der Figur 2 so lange unwirksam gemacht
wie die elektrische Bremsung wirksam ist. Das heißt mit der Differenziere nrichtung
nach Figur 3 wird erreicht, daß in jedem Falle die mechanische Bremsung erst dann
einsetzt, wenn die elektrische Bremsung auf der vorbestimmten Wert abgeklungen ist.
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Die Erfindung läßt Antriebe aller Art einsetzen, beispielsweise für
solche von Aufzügen, Krananlagen, Papiermaschinen, Falzwerksanlagen, d. h. in allen
solchen Fällen, bei denen eine elektrische Bremsung durch eine mechanische Bremsung
abgelöst wird und bei denen eine absolute Sicherheit dieser Ablösung gewährleistet
sein muß.