DE224080C

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Description

DEUTSCHES REICH

REICHSPATENTAMT·

PATENTSCHRIFT

- JVl 224080 - KLASSE 21c. GRUPPE

Der Gegenstand der.Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens, um die Ausnutzung elektrischer Maschinen zu steigern, indem man die gegen das Auftreten ze hoher Stromstärken angeordneten Sicherheitsvorrichtungen so beeinflußt, daß sie die. jeweils zulässige Höchststromstärke auch zulassen. Ein Gleichstrom^ motor kann beispielsweise bei geringer Drehzahl sehr viel höher belastet werden als bei hoher Drehzahl, wie dies aus dem Diagramm Fig. ι ersichtlich ist, in welchem / den zulässigen Höchststrom und N die Drehzahl darstellt. Von dieser Eigenschaft der Motoren konnte aber bisher kein Gebrauch gemacht werden, da die Sicherungen grundsätzlich für die im ungünstigsten Falle gefährlichste Stromstärke eingestellt wurden. Diese Stromstärke ist aber viel geringer als die bei niedrigen Dreh-

ao zahlen zulässige.

Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für Elektromotoren, die betriebsmäßig mit vef-' änderlicher Drehzahl und veränderlichem Drehmoment arbeiten sollen, beispielsweise bei Motoren zum Antrieb von Walzenstraßen. Beim. Beginn des Auswalzens geht das Walzgut zuerst mit geringer Geschwindigkeit,· aber hohem Druck durch die Walzen, während in den weiteren Phasen des Walzvorganges der

Wajzdruck sich vermindern und dafür die Geschwindigkeit sich steigern kann. Würde man die Sicherungsvorrichtung eines Walzenzugmptors nur für diejenigen Stromstärken bemessen, die er bei der hohen Walzgeschwindigkeit aufnehmen kann, so würde der Motor bei der niedrigeren Walzgeschwindigkeit auch keine höheren Stromstärken aufnehmen können, also für den Walzbetrieb ungenügend ausgenutzt werden. Erfindungsgemäß soll daher bei geringer Walzgeschwindigkeit die Sicherheitsvorrichtung eine hohe Stromstärke, bei der hohen Walzgeschwindigkeit aber eine kleinere Stromstärke für den Elektromotor zulassen.

An Stelle von Schmelzsicherungen können auch andere Sicherheitsvorrichtungen treten, beispielsweise Höchststromschalter, deren Zugkraft je nach der Belastungsfähigkeit der Maschinen eingestellt wird.

Die Einstellung der Sicherheitsvorrichtungen wird erfindungsgemäß selbsttätig nach Maßgabe der Belastungsfähigkeit, und zwar von der Drehzahl oder zwangläufig von deren Einstellvorrichtungen bewirkt.

In den Figuren sind einige Anordnungen dargestellt, die für das Verfahren verwendet wer- den können. Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der mittels eines proportional dem Motor α angetriebenen Fliehkraftreglers c ein Kontaktapparat b betätigt wird, der je nach der Drehzahl weniger oder mehr Schmelzsicherungen s in den Stromkreis schaltet.

In den weiteren Figuren sind Höchststromschalter als Sicherungsvorrichtungen angeordnet, deren Zugkraft von der Drehzahl der Ma- · schjiie abhängig gemacht ist.

In der Anordnung nach Fig. 3 wirkt der Hebel δ des Fliehkraftreglers c auf Kontakte d, mittels deren je nach der Drehzahl Windungen der Auslösespule e für den Schalter /ein- oder abgeschaltet werden.

In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher die Auslösespule e des Schalters f im

Nebenschluß zu einem Abzweigwiderstand i im Stromkreis der Maschine α liegt. Die Einstellung der Zugkraft erfolgt durch Schalten von Widerstand k in dem Stromkreis der Auslösespule mittels des Fliehkraftreglers c.

. Der Fliehkraftregler kann auch durch andere Mittel ersetzt werden, beispielsweise durch eine Dynamomaschine, die von der zu sichernden Maschine angetrieben wird und- die Zugkraft ίο des Höchststromschalters beeinflußt. Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer solchen Anordnung. Die Auslösespule für den Schalter f hat zwei Wicklungen e_t und e₂, deren eine im Hauptstromkreis, deren andere im Stromkreis einer von der Maschine α mittelbar oder unmittelbar angetriebenen Hilfsdynamomaschine h liegt, wie sie etwa zum Messen der Drehzahl verwendet wird. Die Spulen sind so geschaltet; daßihre Wirkungen sich unterstützen. Bei hoher ao Drehzahl wird somit durch die Spule e₂ die Wirkung der Spule e_t so verstärkt, daß der Schalter schon bei geringer, über das gewünschte Maß hinausgehender Belastungserhöhung geöffnet wird, während bei geringer Geschwindigkeit as der Schalter f erst bei hohen Stromstärken ausgeschaltet wird.

Die Spule <% kann in entsprechender Schaltung auch unmittelbar an die Bürsten des Motors a, also an die Spannung angeschlossen sein.

Es ist auch möglich, die Einstellung der Sicherungen von der Steuervorrichtung der Maschine abhängig zu machen, wie es in der Fig. 6 angedeutet ist. Dort ist die Kontaktvorrichtung l· zur Einstellung der Schmelzsicherungen s unmittelbar mit dem Regulierhebel I verbunden.

Besonders zweckmäßig ist die Einstellung der Sicherungsvorrichtungen mittels, des Steuerhebeis bei solchen Anlagen, bei welchen eine eindeutige Abhängigkeit der Motorgeschwindig-, keit von der Stellung des Steuerhebels besteht, wie z. B. beim Leonardverfahren. Fig. 7 zeigt eine solche Anordnung. Die Auslösespule β liegt im Nebenschluß zu einem Abzweigwiderstand i, und ihre Zugkraft wird durch den Widerstand k zugleich mit der Bewegung des Steuerhebels geregelt. Ist die Belastungsfähigkeit des Motors α bei geringer Drehzahl groß, der Steuerhebel also nur wenig ausgelegt, so wird durch den Hebel des Widerstandes k hoher Widerstand in den Stromkreis der Auslösespule e eingeschaltet, so daß die Auslösung des Schalters f erst bei hohem Motorstrom erfolgt. Bei -zunehmender Drehzahl erfolgt die Auslösung bei immer geringerer Stromstärke.

Anstatt den Stromkreis des Höchststromschalters von dem zu sichernden Stromkreis abzuzweigen, kann er auch von diesem unabhängig sein. Es kann beispielsweise der Erregerstromkreis der Steuerdynamomaschine oder, wenn auch "mit Feldschwächung des Motors gearbeitet wird, wie dies in Fig. 7 angedeutet ist, auch der Erregerstromkreis des Motors, sei es durch die Stromstärke oder die Spannung* zur Auslösung des Höchststromschalters in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerhebels herangezogen werden.

Diese Möglichkeit, ist darin begründet, daß der Erregerstrom der Steuerdynamomaschine unmittelbar ein Maß für die Drehzahl des Motors bzw. für seine Belastungsfähigkeit bildet.

Anstatt die Sicherungsvorrichtungen bei abnehmender Belastungsfähigkeit in der beschriebenen Weise einzustellen, kann man auch die Steuervorrichtungen 1 (Fig. 7) zunächst so beeinflussen, daß sie auf eine Drehzahl eingestellt werden, die einer größeren Belastungsfähigkeit entspricht. Dies kann durch selbsttätiges Zurücklegen des Steuerhebels geschehen, oder etwa durch selbsttätige Einschaltung bzw. Kurzschließen von Steu,erwiderständen an Steuerdynamomaschine bzw. Motor oder ähnliche Mäßnähmen. Übersteigt die Stromstärke auch dann noch den für diese Drehzahl zulässigen Höchststrom, so treten die bei den früheren Beispielen beschriebenen Sicherheitsvorrichtungen (Maximalschalter, Schmelzsicherungen) in Tätigkeit. Man erreicht durch diese Anordnung ■den beispielsweise für Walzbetriebe sehr bedeutenden Vorteil, daß. bei Überschreitung der jeweils zulässigen Stromstärke, die Maschine nicht sofort stillgesetzt, sondern erst selbsttätig auf eine geringere Drehzahl eingestellt wird, für welche der Motor eine höhere Belastung verträgt.

Zur Einstellung der Sicherheitsvorrichtungen in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerhebels können mit Vorteil die bekannten Steuerapparate eingerichtet werden, bei denen der Hebelausschlag ein Maß der Drehzahl bzw. der Belastungsfähigkeit ist. Dies geschieht, indem mittels Anschläge oder ähnlicher Mittel der Ausschlag des Hebels begrenzt wird entsprechend der Stärke der jeweils eingeschalteten Sicherungen oder umgekehrt. Eine einfache Einrichtung hierfür ist ein Steuerbock mit mehreren parallelen Schlitzen m, η, ο, ρ von verschiedener Länge (Fig. 8). Durch die Bewegung des Hebels längs den Schlitzer wird die Drehzahl des Motors verändert, während durch die Bewegung senkrecht zu den Schlitzen verschieden bemessene Sicherungen eingestellt werden, die um so stärker smd, je enger der Ausschlag des Hebels, also je geringer die höchst zulässige Drehzahl des Motors ist.

Wenn zum Antrieb des Elektrommotors mehrere Generatoren in Reihe oder parallel auf den Motor geschaltet werden können, so kann bei einem mehrschlitzigen Steuerbock lao die Querbewegung des Steuerhebels gleichzeitig zur Umschaltung der Generatoren benutzt wer-

Claims

den. Die Anordnung kann beispielsweise so getroffen werden, daß die Generatoren zur Hergabe hoher Stromstärken parallel geschaltet sind/ wenn der Steuerhebel in den kurzen-Schlitzen m und η geführt wird, in denen nui eine geringe Drehzahl erreichbar ist. Dabei sind dem kurzen Hebelausschläg entsprecheöde starke Sicherungen eingeschaltet. Werden durch Querbewegung des Hebels z. B. von η auf ο die ίο Generatoren in Reihe geschaltet, so werden gleichzeitig schwächere Sicherungen eingeschaltet entsprechend der höheren Drehzahl der Maschine, die bei dein größeren Hebelausschlag in den langen Schlitzen möglich ist. Werden bei solcher Reihenparalleischaltung z. B. zwei Generatoren mit Sicherungen in ihren Stromkreisen verwendet, deren Stärke der halben zulässigen Mqtorstromstärke entspricht, so wird der Motor schon. durch die so Reihenparalleischaltung an sich ernndungsgemäß gesichert. , ' Die Einstellung der Sicherungen kann anstatt von der Drehzahl auch von der Spannung der zu sichernden Maschine abhängig gemacht wer- a5 den. Patjsmt-Ansprüche: .

1. Verfahren zum Betriebe elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsvorrichtungen zwecks guter Ausnutzung der Maschinen selbsttätig nach Maßgabe, der Belastungsfähigkeit der Maschinen eingestellt werden.

2. Verfahren nach\Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß; die Sicherungsvorrichtungen in Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine eingestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsvorrich- ^; tungen in Abhängigkeit von denjenigen Steuerungsvorrichtungen der Maschine eingestellt werden, welche eine Änderung der Drehzahl bewirken.

4. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach. Anspruch i, dadurch-gekennzeichnet, daß 'die Sicherungsvorrichtungen durch die zu., den Schlitzen eines mehrschlitzigen Steuerbocks senkrechte Bewegung des Steuerhebels eingestellt werden, dessen Längsschlitze zur Begrenzung des Aüslegens des Steuerhebels dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.