DE210697C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 i/. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Juni 1908 ab.

Bei den bekannten elektrischen Förderanlagen mit Ward Leonard-Schaltung wirkt der Umstand auf die Regelmäßigkeit und Sicherheit des Betriebes störend, daß die Geschwindigkeit des Fördermotors nicht eindeutig von der Lage des Steuerhebels abhängt. Dies macht sich insbesondere bei Benutzung selbsttätiger Anlaß- und Retardiervorrichtungen fühlbar. Die Ursache dieser Störungen liegt

ίο einerseits darin, daß der Fördermotor selbst bei konstanter, zugeführter Spannung mit zunehmender Belastung infolge innerer Verluste und der Ankerrückwirkung einen gewissen Tourenabfall erleidet, andererseits darin, daß die ihm zugeführte, von der Anlaßmaschine abgegebene Spannung nicht konstant ist. Sie sinkt sowohl mit zunehmender Belastung infolge der inneren Verluste und der Ankerrückwirkung als auch infolge von Touren-Schwankungen. Letztere treten namentlich bei Verwendung von Schwungmassen zum Belastungsausgleich auf, insbesondere bei den . bekannten Schwungradumformern. Diese Ursachen haben zur Folge, daß beim Anfahren der Steuerhebel bei großen Belastungen weit ausgelegt werden muß, bevor sich der Förderkorb in Bewegung setzt; ferner daß, während der Förderhebel ganz ausgelegt ist, die Fördergeschwindigkeit nicht konstant bleibt, sondem infolge des Tourenabfalls der Anlaßmaschine allmählich sinkt; endlich daß beim Retardieren der Förderkorb nicht genau an der Hängebank zur Ruhe kommt, sondern bei großer Belastung schon früher, während er bei geringer Belastung über die Hängebank hinausfährt, so daß die Stillsetzung durch Einlegen der Bremse nicht stoßfrei erfolgt.

Um die von der Anlaßmaschine abgegebene Spannung unabhängig von der Stromstärke zu machen, wurde bereits die Verwendung einer Kompound- oder Kompensationswicklung auf der Anlaßmaschine vorgeschlagen; um ihre Spannung unabhängig von der Tourenzahl zu machen, wurde bereits vorgeschlagen, bei Benutzung von Schwungradumformern den Widerstand des Feldstromkreises der Erregermaschine proportional der Umdrehungszahl der Umformerwelle durch einen Regler zu verändern, der mit dem zur gleichmäßigen Energieaufnahme des Umformermotors dienenden Schlupfregelungswiderstande verbunden ist, oder auf diese Weise das Feld der Erregermaschine bei Tourenabfall des Umformers sogar zu übererregen. Bei dieser bekannten Einrichtung werden die Feldwicklungen des Fordermotors und der Anlaßmaschine von der Erregermaschine in Parallelschaltung gespeist. Die Übererregung der Erregermaschine hat daher zur Folge, daß nicht nur die Anlaßmaschine im umgekehrten Verhältnis ihrer Tourenzahl stärker erregt wird, sondern auch der Fördermotor. Es tritt daher im Fördermotor ein .zusätzlicher Tourenabfall ein, der Einfluß des Tourenabfalles des Schwungradumformers auf die Fördergeschwindigkeit ist nicht beseitigt.

Auch ist eine Anordnung zum selbsttätigen Ausgleich der Kraftschwankungen eines Anlaßmaschinensatzes mittels einer Zusatzmaschine bekannt, die mit einer Sammelbatterie

und einer mit dem Anlaßmaschinensatz gekuppelten Puffermaschine in einem gemeinsamen Stromkreis liegt und drei Erregerwicklungen hat, von denen die erste von der Sammelbatterie aus, die zweite im entgegengesetzten Sinne vom Hauptstrom und die dritte gleichsinnig mit der zweiten von der Spannung des vom Anlaßmaschinensatz gespeisten Motors erregt wird. Ferner ist eine

ίο Einrichtung zur Beeinflussung eines Stromkreises von der Leistung eines in einem anderen Stromkreise liegenden Gleichstrommotors bekannt, bei welcher der den ersten Stromkreis speisende Gleichstromerzeuger proportional der wechselnden Drehzahl bzw. Spannung des Motors angetrieben und proportional der wechselnden Stromstärke des Motors erregt wird; durch den Strom des erwähnten Gleichstromerzeugers kann ein Energiespeichernetz proportional der Leistung des von einer Anlaßmaschine gespeisten Motors geregelt werden. Endlich ist auch eine Einrichtung zur Ladung und Entladung von Puffermaschinen unter Verwendung von mit ihnen gekuppelten Zusatzmaschinen bekannt, bei welcher ein auf dem Erregerstrom der Zusatzmaschine wirkender Regelungswiderstand gleichzeitig unter der Wirkung eines von der Geschwindigkeit der Puffermaschine abhängigen Fliehkraftreglers und eines unabhängig von diesem arbeitenden Elektromagneten steht, dessen Zugkraft bzw. Drehmoment sich entsprechend der Belastung des Netzes oder Arbeitsmotors ändert, so daß bei Verminderung der Drehzahl der Puff eismaschine oder bei steigendem Energieverbrauch des Netzes bzw. des Arbeitsmotors die Spannung der Zusatzmaschine verringert wird und umgekehrt.

Gemäß der Erfindung wird, um die erwähnten störenden Einflüsse zu beseitigen oder wenigstens weitgehend zu mildern und dadurch beim selbsttätigen Retardieren und zwängläufigen Anlassen große Genauigkeit zu erzielen, auf der Anlaßmaschine außer der durch den Steuerschalter geregelten, fremderregten Feldwicklung noch eine zweite Feldwicklung angeordnet, der ein Regelungswiderstand -vorgeschaltet ist, welcher selbsttätig in Abhängigkeit von der Stromstärke und Tourenzahl der Anlaßmaschine verändert wird, derart, daß die zusätzliche Erregung den von der Belastung herrührenden Tourenabfall ausgleicht und außerdem um so stärker wird, je geringer die Tourenzahl der Anlaßmaschine ist. Die Haupterregung der Anlaßmaschine wird ebenfalls in Abhängigkeit von der Tourenzahl beeinflußt.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel. Mit ι ist der Fördermotor bezeichnet. 2 ist eine mit seinem Anker in Reihe geschaltete Kompensations- oder Hilfspol wicklung,. 3 seine fremderregte Feldwicklung, 4 die Anlaßmaschine, 5 deren Kompensations- oder Hilfspolwicklung, 6 ihre fremderregte Feldwicklung, 7 die Erregermaschine, 8 deren Feldwicklung und 9 ein Regelungswiderstand für die Feldwicklung 8, die im Nebenschluß .geschaltet ist. Es ist vorausgesetzt, daß die Erregermaschine auf der Welle der Anlaßmaschine sitzt, so daß sie deren Tourenschwankungen mitmacht, und daß ein Regler vorgesehen ist, durch welchen der Widerstand 9 selbsttätig so geregelt wird, daß die Spannung der Erregermaschine konstant bleibt. Die selbsttätige Regelung kann durch einen Fliehkraftregler unmittelbar in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl oder durch einen Elektromagneten in Abhängigkeit von der Spannung der Erregermaschine erfolgen. Mit 10 ist der Steuerschalter für die Feldwicklung 6 der Anlaßmaschine bezeichnet, durch welchen in bekannter Weise die Spannung der Anlaßmaschine eingestellt' und umgekehrt werden kann, wodurch die Geschwindigkeit und der Drehsinn des Fördermotors bestimmt wird. Die bisher beschriebene Einrichtung ist bekannt.

Gemäß der Erfindung ist nun auf der Anlaßmaschine 4 noch eine zweite Feldwicklung 11 angeordnet, welche unter Vorschaltung des Regelungswiderstandes 12 gleichfalls an die Erregersammeischienen angeschlossen ist. Der Regler 12 ist' beispielweise nach Art eines Steuerschalters ausgebildet, derart, daß er den Stromkreis der Feldwicklung 11 in seiner Nulllage unterbricht. Bei Drehung in der einen oder anderen Richtung wird die Wicklung 11 in dem einen oder anderen Sinne eingeschaltet und der vorgeschaltete Widerstand allmählich vermindert. Zum Antrieb des Reglers kann beispielsweise ein nach Art eines Gleichstrommotors gebauter Magnet dienen; 13 ist dessen Feldwicklung, 14 der Anker. Wenn einer dieser beiden Teile stromlos ist, dann nimmt der Regler beispielsweise unter dem Einfluß einer Feder 15 die Nullage ein. Einer der beiden Teile, z. B. die Feldwicklung 13, wird von einem dem Hauptstrom proportionalen Strome durchflossen; sie ist zu diesem Zwecke parallel zu einem im Hauptstromkreis liegenden Widerstand 16 gelegt und es kann der Strom durch Veränderung des Widerstandes 16 oder durch den Vorschaltwiderstand 17 eingestellt werden. Der andere Teil, in diesem Falle der "Anker 14, ist von einem von der Tourenzahl der Anlaßmaschine abhängigen Strom durchflössen und zu diesem Zwecke mit der Feldwicklung 8 der Erregermaschine in Reihe geschaltet, deren Erregerstrom durch den Regler 9 der Tourenzahl umgekehrt proportional gemacht ist. Je größer der Hauptstrom und je geringer die Tourenzahl der Anlaßmaschine ist, desto größer ist das Drehmoment, welches

Claims (6)

1. das Feld 13, und der Anker. 14 aufeinander ausüben, desto weiter schlägt der Hebelarm des Reglers 12 aus und desto größer wird daher die von der Feldwicklung 11 herrührende zusätzliche Erregung der Anlaßniaschine.

   Wird z. B. eine Last zutage gefördert, so schlägt der Kontaktarm des Reglers infolge passender Wahl des Stromsinnes in den Wicklungen nach solcher Seite "aus, daß das zusätzliche Feld das Hauptfeld der Anlaßmaschine unterstützt. Hierdurch wird den obenerwähnten · Spannungsabfällen und dadurch dem Tourenabfall des Fördermotors entgegengewirkt, und zwar kann bei passender Wahl der Verhältnisse erreicht werden, daß die Geschwindigkeit des Fördermotors ganz unabhängig . von der Belastung wird, oder daß dies wenigstens praktisch hinreichend genau erreicht wird. Die zusätzliche Erregung wird ferner um so größer, je größer der Tourenabfall der Anlaßmaschine ist. Wenn letztere als Motor arbeitet, was beim Einhängen von Lasten und beim Retardieren eintreten kann, so schlägt der Kontaktarm des selbsttätigen Reglers 12 nach ■ der entgegengesetzten Seite aus, da sich mit der Umkehrung des Hauptstromes auch der Strom der Wicklung 13 umkehrt. Das von der Wicklung 11 erzeugte Hilfsfeld wirkt dem Felde der Hauptwicldung 6 entgegen, wie in diesem Falle erforderlich ist, und zwar wieder in um so stärkerem Maße, je größer die Belastung ist. Beim Reversieren der Anlaßmaschine durch den Steuerschalter 10 kehrt sich der Strom der Wicklung 13 ebenfalls selbsttätig um, die Feldwicklung 11 wird daher umgekehrt erregt wie bei Fahrt in der früheren Richtung und wirkt wieder beim Heben von Lasten im gleichen Sinne wie die Hauptfeldwicklung 6, beim Senken von Lasten im entgegengesetzten Sinne.

   Anlaßmaschinen, welche in üblicher Weise dauernd auf die Fördermotoren geschaltet sind, ergeben bei unerregtem Hauptfeld einen vom remanenten Magnetismus herrührenden Strom.

   Um zu verhüten, daß dieser Remänenzstrom durch die Hilfswicklung 11 gesteigert werde, kann man dem Regler 12 von der Nullage aus nach beiden Seiten einen solchen Totgangswinkel geben, so daß die Hilfswicklung

   erst nach Überschreiten des Remanenzstromes eingeschaltet wird, oder daß wenigstens bis zu diesem Zeitpunkte der Hilfswicklung 11 durch den Regler 12 ein sehr großer Widerstand vorgeschaltet ist. Es ist auch möglich, durch den Steuerschalter 10, wenn er in seine Nullage gebracht wird, die Feldwicklung 13 oder den Anker 14 des Reglers 12 auszuschalten.

   Durch die bisher beschriebene Einrichtung ist nur die zusätzliche Erregung der Anlaßmaschine von der Tourenzahl der letzteren abhängig gemacht. Um nun auch die Haupterregung der Anlaßmaschine durch die Feldwicklung 6 von der Tourenzahl der Anlaßmaschine abhängig zu machen und dadurch den störenden Einfluß von Tourenschwankungen der Anlaßmaschine auf die Geschwindigkeit des Fördermotors in vollständiger Weise zu beseitigen, ist eine Zusatzerregermaschine 18 vorgesehen, welche durch einen Motor 19 angetrieben wird. Letzterer ist beispielsweise als Nebenschlußmotor geschaltet und liegt an den Erregersammeischienen. Der Anker der Zusatzmaschine 18 ist in Reihe mit der Erregermaschine 7 in den Stromkreis der Feldwicklung -6 geschaltet, und zwar vor dem Steuerschalter 10. Die Hilfswicklung besitzt zwei Feldwicklungen 20 und 21, von denen erstere an die Erregersammeischienen angeschlossen, also von einem konstanten Strom durchflossen ist, während letztere in Reihe mit der Feldwicklung 8 der Erregermaschine 7 geschaltet ist. Der die Wicklung 21 durchfließende Strom nimmt daher wie derjenige der Feldwicklung 8 und des Reglerankers 14 unter dem Einfluß des Reglers 9 bei sinkender Umdrehungszahl der Erreger- bzw. Anlaßmaschine zu, bei steigender Umdrehungszahl umgekehrt ab. Die Wicklungen 20 und 21 können derart bemessen sein, daß sich ihre Amperewindungszahlen bei normaler Tourenzahl aufheben. In diesem Fall wird die Leistung der Zusatzmaschine 18 ein Minimum. Bei normaler Tourenzahl ist sie unerregt und gibt daher keine Spannung ab. Sinkt die Tourenzahl,' so überwiegt die Wicklung 21, und die Zusatzmaschine 18 erzeugt nun eine Spannung, und zwar ist der Anker derart geschalte.t, daß die in ihm erzeugte Spannung in diesem Falle die Spannung der Erregermaschine 7 unterstützt. Steigt umgekehrt die Tourenzahl der Erregermaschine über den normalen Wert, so überwiegt die Wicklung 20, und die Hilfsmaschine 18 erzeugt eine Spannung im umgekehrten Sinne, welche diejenige der Erregermaschine 7 schwächt.

   Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann selbstverständlich in mannigfaltiger Weise abgewiesen werden, sowohl was die Schaltung der Zusatzerregermaschine 18 als was den selbsttätigen Regler 12 betrifft.

   Pate nt-A ν Sprüche:

   i. Selbsttätige Regelungseinrichtung für elektrische Förderanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Anlaßmaschine (4) außer der durch den Steuerschalter (10) geregelten Hauptfeldwicklung (6) noch eine zweite Feldwicklung (il) angeordnet ist, deren Spannung durch einen selbsttätigen Widerstandsregler (12) in Abhängigkeit vorn

   Strome und von der Tourenzahl der Anlaßmaschine in solchem Sinne geregelt wird, daß sie die Geschwindigkeit des Fördermotors . von diesen Einflüssen unabhängig zu machen sucht.
2. 2. Regelungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsregler (12) durch einen Motor (13, 14) gesteuert wird, bei welchem ein Teil von einem dem Strome der Anlaßmaschine proportionalen Strome durchflossen wird, während der andere Teil von einem Strom durchflossen wird, welcher mit der Umdrehungszahl der Anlaßmaschine, jedoch im umgekehrten Sinne schwankt.
3. 3. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Reglers (12) durch die Tourenzahl der Anlaßmaschine eine Wicklung (14) dient, deren Strom zugleich mit demjenigen der Erregerwicklung (8) der Erregermaschine (7) durch den in bekannter Weise angeordneten, konstante .Erregerspannung herbeiführenden selbsttätigen Regler (9) umgekehrt proportional der Tourenzahl der mit der Anlaßmaschine gekuppelten Erregermaschine ist.
4. 4. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der selbsttätige Regler (12) erst oberhalb der Remanenzstromstärke der Anlaßmaschine in Wirksamkeit tritt.
5. 5. Regelungseinrichtung nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Haupterregung der Anlaßmaschine von deren Umdrehungszahl im umgekehrten Sinne abhängig ist.
6. 6. Regelungseinrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfeldwicklung (6) der Anlaßmaschine außer von der Erregermaschine (7) noch von · einer Zusatzerregermaschine (18) gespeist wird, deren Erregung von der Tourenzahl der Anlaßmaschine abhängig ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.