DE2047212C3 - Leonard-Antriebsvorrichtung, bei der zur Steuerung der Drehzahl des Leonardmotors die Feldwicklung des Leonardgenerators über einen Drehtransformator gespeist ist - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leonard-Antriebsvorrichtung, bei der ein aus einer Feldwicklung und einer Gleichrichteranordnung gebildeter Erregerstrompfad des Leonardmoiors an eine Wechselspaiinungsquelle angeschlossen ist und zur Drehzahlsteuerung ein aus einer Feldwicklung sowie einer Gleich richteranordnung p-bildetcr Erregerstrompfad des Leonardgenerators über einen Drehtransformaior aus der Wechselspannungsquelle gespeist ist und bei der das Stellorgan des Drehtransformators mit einem von einer Steuervorrichtung beeinflußten Verstellmotor gekuppelt ist.

Eine solche Leonard-Antriebsvorrichtung ist bekannt durch die deutsche Offenlegungssehrilt 1 563 759. Bei dieser, die insbesondere für Dreh oder Fahrwerke von Kranen vorgesehen ist, ist das Stellorgan de·« Drehtransformators mit einem Ver Stellmotor verbunden, der von einem Meisterschalter über eine mit dem Stellorgan gekuppelte Nockenschalteinrichtung gesteuert ist. Die Feldwicklung dt> Leonardmotors hegt über eine Gleichrichteranordnung an einer festen Wechselspannung. Während sich bei einer unmittelbaren Anordnung eines Steuerhebels an der Welle des Drehtransformators die Spannung unverzüglich auf den durch den Steuerhebe! vorgegebenen Wert einstellen würde, kann durch die Zwischenschaltung des Verstelimotors und der Nockenschalteinrichtung zwischen Drehtransformator und Meisterschalter eine Spannungsänderung nur nach einer durch die Zwischenglieder vorgegebenen Zeitkonstante vor sich gehen. Damit wird eine von der Verstellgcschwindigkeit des Steuerhebels des Meisterschalters und der Stufenzahl unabhängige Bewegung des Stcllorgans des Drehtransformator und dadurch eine von der Bedienungsperson unabhängige Änderungsgeschwindigkeit der Erregung des Steuergenerators erzielt. Auf diese Weise gelingt es, die Erregung des Leonardgencrators und die Drehzahl des von ihm gespeisten Motors stelig und stoßfrei zu ändern. Somit bleibt es nicht mehr der Geschicklichkeit der Bedienungsperson überlassen, ob das Anheben oder Senken einer Last ruckfrei vor sich geht.

Bei einem Leonard-Antrieb für Schwergutwinden wird der Anker des Leonardmotors zur Drehzahlsteuerung im Bereich unterhalb der Nenndrehzahl mit einer veränderbaren und umkehrbaren Spannung aus dem Leonardgencrator gespeist. Um bei leerem Lasthaken oder geringer Last den Leonardmotor mit höherer Drehzahl als Nenndrehzahl betreiben zu können, wird /ur weiteren Drehzahlsteuerung in einem Bereich oberhalb der Nenndrehzahl die Spannung an der Feldwicklung des Leonardmotors geschwächt. Hierzu ist die Feldwicklung des Leonardmotors über eine Spanniingsteilcrschaltung mit stufenweise zu- und abschaltbaren Teilwiderständen aus einer Glcichspannungsquclle gespeist.

Nach einem älteren Vorschlag (deutsche Offenlegungsschrift I 959 225) wird zur weiteren Drehzahlsteuerung die Feldwicklung des Leonardmotors über eine Gleichrichtcranordnung und einen weiteren Drehtransformaior gespeist, der über einen eieencn

SleHmoior vom Meistersehalu·.· becinlluUt wird. bis das Siellorgau 14 des Drehtransformator* die

Damit wiru auch im Bereich oberhalb de, Nenn- ..lurch den Steuerhebel« vorgegebene Stellung! er-

dreh/alil des Leonardmotors mn/ stufenweiser An- reicht hat. Mit zunehmender Erregung des Leonard-

r^l>." '^rn'^1gK μ·¹ ■ ⁿ M^¹¹-¹'^-'!!'^ eine koniinuier- generators 4 läuft der Leonardmotor S in seiner

la!. Drehzahländerung ermÜMÜcin. 5 Drehzahl hoch.

,»inch die deutsche OlTenlfuun^sdiriii 1413 6«, Wird über den Steuerhebel H die nächsthöhere

im -s lerner bekannt, sowohl den Erregerstrom des Geschwindigkeitsstufe Il »Heben« vorgegeben, so

l-.üiardgenerators als den des Leonardmoiors durch ändert sich die Erregung des Leonardgenerators 4

zwei getrennte Organe zu steuern. _und damit auch die Drehzahl des LeonardmoU-rs 5

,-»er hrfindung hegt die Aufgabe zugrunde, zur io weiter

kontinuierlichen Steuerung der Erregerwicklung des In der Stufe III »Heben« sei die Neniidreh/ahl

I .a.nardmotors und des Leonardgenerators mil nur des Lconardmotors S erreicht.

cmem Drehtransformator auszukommen. Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung

Die Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß ist eine Schaltvorrichtung U vorgesehen, die zur wei-

ei-j Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die zu einer 15 teren Drehzahlerhöhung den Erregerstrompfad 11,

weiteren Drehzahlsteigerung im Bereich oberhalb der 12 des Leonardgenerators 4 vom Drehtransformator

N.-.ndrehzahl den Erregerstrompfad des Leonard- 13 trennt und an die Lcitungspole fl, S schaltet und

generators vom Drehtransformator trennt und an die ferner den Erregerstrompfad 20. 21 des Leonard-

\Vcehsclspannungsquelle schaltet und ferner den Er- motors S von den Leitungspolcn .i, S trennt und an

!c^rstromprad des Leonardmotors von der Wechsel- 20 den Drehtransformator 13 schaltet, während die

sp■.Innungsquelle trennt und an den Drehtransfor- SdialUorrichtung U zly Drehzahlabsenkung unter-

ni iior schaltet. Auf diese Weise ergibt sieh eine Ver- halb der Nenndrehzahl u,..· umgekehrten Schalthand-

«.iilachung im Aufbau der Steuerung, da stufenweise lungen durchführt.

/π- und abschaltbarc Teilwiderstände mit den zu«e- Vorzugsweise ist die Schaltvorrichtung U h.irigen Schützen bzw. ein zweiter Drehtransformator 25 a) mit einem Schaltkontakt c31 zum Anschalten tin- die Motoifeldwicklung sowie ein zugehöriger der Gleichrichteranordnung 12 des Leonard-Verstcllmotor mit Getriebe und zugehörigen Nocken- generators 4 an den Leitungspol R, schaltern entfallen, wodurch die Störanfälligkeit b) mit einem Schaltkontakt c32 zum Anschalten herabgesetzt wird. der über die Gleichrichteranordnung 21 ge-Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind 30 speisten Feldwicklant; 20 des Gleichstromin den Unteransprüchen beschrieben. ~ motors 5 an das Stellorgan 14 des Drehtransfor-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung i,t in der mators 13,

Zeichnung dargestellt. c) mit einem Schaltkontakt c41 zum Trennen der

Fig. I zeigt eine Leonard-Steuerung für ein Hub- Gleichrichteranordnunj; 12 vom Stellorgan 14

werk eines Bordkrans und "" 35 und

Fig. 2 eine Nachlaufschaltung für die in Fig. 1 d) mit eimern Kontakt c42 zum Trennen der

gezeigte Steuerung. ~ Gleichrichteranordnung 21 von dem Leitungs-

In Fig. I ist an das Bordnetz RST über Schalter 1 pol R ausgerüstet.

ein Asynchronmotor 2 angeschlossen, der über seine Die Schaltkontakte c31, c32, r41 und r42 der W.He 3 einen Steuergencrator 4 für einen bcispiels- 40 Schaltvorrichtung U werden zweckmäßigerweise weise als Hubwerksmotor verwendeten Gleichstrom- durch Schütze C3, CA gesteuert und bei Erreichen motor 5 antreibt. Leonardgenerator 4 und Leonard- der Stufe III »Heben« wie folgt betätigt: motorS sind mit Wendcpolwickmngen 6 bis 9 ver- An der Welle 16 des Stellorgans 14 des Drehsehen, mit denen eine Kompensationswicklung 10 des transformator 13 ist eine Nockenscheibe N befestigt, Leonardgenerators 4 in Reihe geschaltet ist. Wäh- 45 der Kontakte /11, η2 zugeordnet sind, welche nur in rend die Feldwicklung 20 des Leonardmotors 5 über der Stellung III (volle Generatorerregung) betätigt eine Gleichrichtcranordnung 21 und einen Schalter werden und in Strompfaden der Schütze C3, CA zur 15 mit den Leitungspolen R, S verbunden ist, liegt Umschaltung der Feldwicklungen 11 und 20 liegen, die Feldwicklung U des Leonardgcneralors über Dabei arbeiten die Schütze C3, Γ 4 in Folgeschal-Umi.chaltschüt7c Cl, Cl. eine Gleichrichtcranord- 50 Ung in der Weise, daß die Schaltkontakte c31. c32 nung 12 und einen Drehtransformator 13 über den des einen Schützes C3 sich bei der Umschaltung in Schaltern IS an den Leitungspolen R, S des Bord- ihrer Stromführung mit den Schaltkontakten c41. netzes. Das Stellorgan 14 des Drehtransformators S3 c42 des anderen Schützes CA überlappen, wodurch ist über die Welle 16 und ein nicht dargestelltes Gc- eine unterbrcchungslose Stromumschaltung der FeIcI-triche mit einem Verstellmotor 17 (Gleichstrom- 55 wicklungen Il und 20 erzielt wird. Irt das Stellorgan nebenschlußmotor) gekuppelt, der über eine elek- 14 auf der Stufe III »Heben« angelangt, so hat die trische Nachlaufschaltung mit einem Steuerhebel // Generatorfeldwicklung ihre volle Spannung. Der verbunden ist. Nockenschalter N schließt den Kontakt η 1 und Wird der Steucrh be) H in die Stellung I »Heben« öffnet den Kontakt /i2. Damit wird das Schütz C3 bewegt, so wird der Vcrstellmotor 17 in der vollaus- 60 an Spannung gelegt, und sein Schaltkontaki t'3I gezogenen Pfeilrichtung eingeschaltet und damit das schaltet die Generatorfeldwicklung 11 unmittelbar Stellorgan 14 des Drehtransformators 13 auf die an die Spannung der Lcitungspole R, S, während der durch den Steuerhebel // angewählte Stellung I Schaltkontakt c32 die Motorfeldwicklung 20 über »Heben« gedreht. Dabei wird die gleichgerichtete das Stellorgan 14 an Spannung legt. Spannung des Drehtransformators 13 entsprechend 65 Wird üiir weiteren Drehzahlerhöhung über die der sich stetig ändernden Stellung des Stellorgan* 14 Nenndrchzahlen des Leonardmotors hinaus der an die Feldwicklung Π des Leoiiardgencrators 4 ge- Steuerhebel/7 in Richtung Stellung IV »Heben« gelegt, wobei die Gcneratorspaniiung stetig zunimmt, schaltet, so wird über einen vom Steuerhebel // be-

tätigten Kontakt IV« und den geschlossenen Kontakt c 34 das Schütz f 4 zum Anziehen gebracht. Dieses trennt durch öffnen seines Kontaktes r41 die Gcncralorfeldwicklung Il vom Stellorgan 114 und durch Öffnen des Kontaktes c42 die Motorfeklwicklung 20 von dem Leitungspol R des Borclnctzes. Zugleich mit dem Schiit/ f'4 wird die Drehrichtung des Verstellmotors 17 in an sich bekannter Weise umgedreht (gestrichelt eingezeichnet).

Heim Anlaufen des Verstellmotors 17 in der gestrichelten Drehrichtung öffnet der Kontakt /il, und nl schließt. Nach dem öffnen des Kontaktes »I bleibt das Schütz Γ 3 mit seinem Sclbsthaltckontakt ι 33 und einen in der Stellung IV geschlossenen Kontakt <43 angezogen, während das Schütz Γ4 über seinen Sclbsthaltekontakt c44 und den geschlossenen Kontakt /i2 an Spannung liegt, solange die FcIcI-schwäcluing des Lconardmotors 5 bestchcnblcibt.

Damit kann durch Vorgeben des Steuerhebels /7 in die Schaltstellung IV »Heben« die Erregung des Leonardmotors 5 geschwächt und seine Drehzahl über die Nenndrehzahl erhöht werden. Man kommt also mit nur einem Steuerhebel /Y und einem Drehtransformator 13 für eine Änderung der Erregung des Lconardgencrators 4 und des Lconardmotors 5 aus. Eine Erhöhung der Drehzahl über die Nenndrehzahl beschleunigt bei leerem Lasthaken oder geringer Last den Betriebsablauf.

Von der Stellung IV »Heben« kann der Steuerhebel // in weitere Stufen, z. B. in die Stellung V, zur weiteren Feldschwächung des Motors 5 gebracht werden.

Wird der Steuerhebel // zur Absenkung der Drehzahl des Leonardmotors 5 auf die Stellung III »Heben« zurückgenommen, so leitet die Nockenscheibe /V erst bei Erreichen der Stellung III die Ablösung der MoJorfeldwicklung 20 vom Stellorgan 14 des Drehtransformators 13 und die Ablösung der Generatorfcldwicklung 11 von der festen Bordnetzspannung ein, indem der Schaltkontakt η2 geöffnet wird, so daß das Schütz C4 abfällt. Der Kontakt c41 legt die Gencratorfeldwicklung Il an das Stellorgan 14. während der Kontakt r42 die Molorfeidwicklung 20 an die Lcitungspolc R anschaltet. Dabei bleibt das Schütz C3 zunächst über den Schalter η 1 angezogen, first dann, wenn der Verstcllmotor 17 nach weiterem Rückholcn des Steuerhebels H in Richtung Stellung N wieder in der durch den vollausgezogenen Teil angedeuteten Drehrichtung läuft, fällt das Schütz C 3 mit dem Öffnen des Kontaktes n\ ab. Dabei erfolgt stets ein allmählicher Übergang von einem Drehzahlwert des LeonaTdmotors 5 auf einen durch den Steuerhebel H vorgegebenen.

Wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist, kann die Schaltvorrichtung U statt in Abhängigkeit von der Nockenscheibe Λ' wahfweise auch abhängig von einem Erregerstrommeßfühfer N⁺ des Leonard¹-generafors 4 beeinflußt werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung (F i g. 2) ist der Verstellmotor 17 über die Welle 16 mit dem Abgriff 22a eines Potentiometers 22 verbunden, das in Reihe mit einem Festwiderstand 25 in dem einen Zweig einer Widerstandsbriicke angeordnet ist. Dem anderen Zweig der Widerstandsbriicke sind ein weiterer Festwiderstand 24 und Widerstände 23a, 23h zugeordnet, die durch den Steuerhebel// über Schalter h I bis /(V stufenweise überbrückbar sind. Über die Kontakte c35. c45 des Relais f'3, Γ4 (Fig. I) winl in den Stufen I bis Ml der Widerstand 23« und in (.kn Stufen IV. V der Widerstand 23/> in Reihe mit dem Festwiderstand 24 in den Brückenzweig geschaltet. An die eine Diagonale der Widerstandsbrücke ist eine feste Gleichspannung ( ! ) angelegt, während

ίο die andere Diagonale mit einem polarisierten Relais 26 für die Steuerung des Vcrstellmotors 17 in verschiedenen Drehrichtungen verbunden ist. Der Widerstandswert des Potentiometers 22 ist gleich groß wie der Widerslandswert der Widerstände 23« bis 23h. Auch die Festwiderstände 24 und 25 haben unter sich den gleichen Widerstandswert, so daß in der Nullstellung des Potentiometers 22 das Relais 26 nicht erregt ist. Um ein Justieren der Geschwindigkeit des Leonardmotors 5 (Fig. I) in den jeweiligen

ao Gcschwindigkcitsstufcn I bis V auf einfache Weise zu ermöglichen, sind die überbrückbaren Abgriffe Λ I bis Λ 5 ί'π den Widerständen 23a, 23 ft einstellbar ausgebildet.

Wird mit dem Steuerhebel beispielsweise die Stciicrstufc III vorgewählt, so werden die Schalter/11 bis //Nl geschlossen, wodurch das Gleichgewicht der Widcrstandsbr'/xkc gestört und das polarisierte Relais 26 mit Spannung beaufschlagt wird. Mit dem Ansprechen des Relais 26 wird sein Umschaltkontakt 26« nach links bewegt, so daß das Schütz 27 an Spannung gelegt wird. Das Schlitz 27 schließt seine Kontakle 27« und verbindet den Anker des Vcrstellmotors 17 mit der Glcichspannungsquellc. Der Verstcllmotor 17 lauf! sodann in der voll ausgezogenen Drehrichtung so lange, bis der über die Welle 16 gekuppelte Abgriff 22« des Potentiometers 22 die Stellung IM erreicht hat, in der das Brückengleichgewicht wiederhergestellt ist. In dieser Stellung IM füllt das polarisierte Relais 26 ab, der Umschaltkontakt 26(/ kehrt wieder in seine Miltellage zurück, und der Verstellmotor 17 kommt zum Stillstand. Beim Frreichen der Stellung IFT werden — wie bereits zu Fig. I beschrieben — die Relais Γ3 und CA erregt. Damit schließt der Kontakt c35, und der Kontakt (45 öffnet. Auf diese Weise wird der Wider stand 23a von der Brücke getrennt und der Widerstand 23 b in den Brückenzweig eingeschaltet. Ein Wcitcrschaltcn des Steuerhebels H in die Stellung IV »Heben« bewirkt ein Schließen des Steuerkontaktes ΛIV. Dadurch wird an das polarisierte Relais 26 eine Gleichspannung in umgekehrter Richtung angelegt, so daß der Ürtischalffconfaib t6a nach rechts bewegt und das Schütz W eingeschaltet wiTd'/däs den Verstellmotor 17 über die Kontakte 28a mit umgekehrter Polung an die Gieiehspannungsquelle anlegt, wodurch sich auch die Ürehrichfung des Versfellmotors 17 umkehrt (gestrichelter Pfeil).

Die Nachlaufschalfung ermöglicht zur erforderlichen Drehrichtungsumkehr des VersfeTlmotors 17

für den Drehtransformator nur einfache elektrische Bauelemente, die im Gegensatz zu einer reinen Nokksnschalter-Steuerung wenig Raum beanspruchen und daher zu einer kleinen Baueinheit zusammengefaßt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Leonard-Aiuriebsvorrichtung, bei der ein aus einer Feldwicklung und einer Gleichrichteranordnung gebildeter Erregerstrompfad des Leonardmotors an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist und zur Drehzahlsteuerung ein aus einer Feldwicklung sowie einer Gleichrichteranordnung gebildeter Erregerstrompfad des Leonardgenerators über einen Drehtransformator aus der Wechselspannungsquelle gespeist ist und bei der das Stellorgan des Drehtransformators mit einem von einer Steuervorrichtung beeinflußten Verstellmotor gekuppelt ist, dadurch \5 gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung (U) vorgesehen ist, die zu einer weiteren Drehzahlsteigerung im Bereich oberhalb der Grunddrehzahl den Erregerstrompfad (II, 12) des Leonardgenerators (4) vom Drehtransformator (13) trenn* und an die Wechselspannungsquelle (K.S) schaltet und den Erregerstrompfad (20,21) des Leonardmotors (S) von der Wechselspannungsquelle (R, S) trennt und an den Drehtransformator (13) schaltet.

2. Leonard-Antriebsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die •Schaltvorrichtung (U) abhängig von einer vorgegebenen Lage des Stellorgans (14) des Drehtransformators (13) steuerbar ist.

3. Leonard-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, Jadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (U) abhängig von einem Erregerstrommeßfühler (/V ⁺ ) des Steuergenerators (4) bedn.ijßi ist.

4. Leonard-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (U) mit durch Schütze (C3. C4) gesteuerten Schaltkontaktcn (eil, c32, c41, r42) ausgerüstet ist, die in der Weise gesteuert sind, daß die Schaltkontakte (c3l, c32) des einen Schützes (C3) sich beim Umschaltvnrgang in ihrer Stromführiing mit den Schaltkontakten (c41, c42) des anderen Schützes (C4) überlappen.

5. Leonard-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmotor (17) des Drehtransformators (13) mit dem Abgriff (22a) eines Potentiometers (22) verbunden ist, das mit einem Festwiderstand (25) in dem einen Zweig einer Widcrstandsbrücke angeordnet ist, in deren anderem Zweig in Reihe mit einem weiteren Festwiderstand (24) ein erster Widerstand (23 a) oder ein zweiter Widerstand (23 ft) abwechselnd und von den Schützen (C3, C4) der Schaltvorrichtung (U) steuerbar einschaltbar ist, die beide durch einen Steuerhebel (H) der Steuervorrichtung (L) zur Einstellung der Drehzahl stufenweise überbrückbar sind, und die Briiekenspannung zur Steuerung des Verstellniotors (17) in verschiedenen Drehrichtungen verwendet ist

6. Lconard-Antricbsvorrichlung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Widerstand (23a, 23b) .nit einstellbaren Abgriffen (A 1 bis A S) versehen sind.

7. Lconard-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die ßrückensptinnuiig ein polarisiertes, die Drelirich lung des Verslellmotors bestimmendes Relais (26) angeschlossen ist.