DE2337011A1 - Drive for conveyor belts has two parallel asynchronous motors - one speed-regulated and other unregulated acting as generator brake - Google Patents
Drive for conveyor belts has two parallel asynchronous motors - one speed-regulated and other unregulated acting as generator brakeInfo
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Abstract
Description
Zweimotoren-Antriebs-Vorrichtung für Transporteinrichtungen und Verfahren zur Steuerung derselbenTwo-motor drive device for transport equipment and methods of controlling the same
Die Erfindung betrifft Anordnungen und Verfahren zum betrieb eines elektromotorischen Antriebes einer Transporteinrichtung, wie sie bei Förderanlagen mit horizontaler und vertikaler Streckenführung verwandt wird. Als Motoren sind Wechselstrom-Asynchron-Motoren mit Kurzschlußläufern vorgesehen, wegen ihres geringen Gewichtes und der Wartungsfreiheit. Bei derartigen Antrieben ergeben sich Probleme, welche darin bestehen, daß eine bestimmte Beschleunigung bzw. Verzögerung nicht überschritten werden darf, damit das Fördergut keinen stoßweisen Belastungen ausgesetzt ist. Es ist ferner das Problem zu lösen, wie dem unterschiedlichen Kraftbedarf bei der Vertikal- und Horizontalfahrt Rechnung getragen werden kann. Außerdem muß das Eigengewicht des Antriebes niedrig gehalten werden, damit sich ein günstiges Verhältnis zur Nutzlast ergibt .The invention relates to arrangements and methods of operation an electric motor drive of a transport device, as it is in conveyor systems with horizontal and vertical Routing is used. AC asynchronous motors with squirrel cage rotors are provided as motors because of their low weight and freedom from maintenance. With such drives there are problems which consist in that a certain acceleration or deceleration must not be exceeded, so that the conveyed no is exposed to intermittent loads. It is also the problem to be solved, such as the different power requirements in the Vertical and horizontal travel can be taken into account. In addition, the weight of the drive must be kept low so that there is a favorable ratio to the payload.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für automatischen Betrieb geeignete Antriebsanordnung zu schaffen, mit einem Zweimotoren-Antrieb für eine Bewegungsrichtung, die einen möglichst niedrigen Strombedarf hat, d.h. günstigsten Wirkungsgrad und cos ^f, wobei stoßfreies Ein- und Zuschalten und konstante Fahrwege erreichet werden bei möglichst geringem Platz und Kostenaufwand.The invention is based on the object of creating a drive arrangement suitable for automatic operation, with a two-motor drive for a direction of movement that has the lowest possible power consumption, ie the best efficiency and cos ^ f, with bumpless switching on and off and constant travel achieved with the smallest possible space and cost.
Zur Lösung der Aufgabe wird entsprechend der Erfindung eine Anordnung vorgeschlagen, welche dadurch ge-To solve the problem, an arrangement is proposed according to the invention, which thereby
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kennzeichnet ist, daß ein Kurzschlußläufermotor mit einer elektronischen Einrichtung zur stufenlosen Drehzahlregelung, vorzugsweise Anschnittsteuerung bzw. Spannungsdosierung, mit einem zweiten ungeregelten Kurzschlußläufermotor kombiniert ist, derart, daß bei erhöhtem Leistungsbedarf beide Motoren parallel arbeiten, dagegen bei ziehender oder schiebender Last der ungeregelte Motor im übersynchronen Bereich als Generator oder Bremse arbeitet.indicates that a squirrel cage motor with a electronic device for stepless speed control, preferably gating control or voltage metering, with combined with a second uncontrolled squirrel cage motor is in such a way that both motors work in parallel when the power requirement is increased, whereas when the motor is pulling or pushing Load the unregulated motor in the oversynchronous range as a generator or brake is working.
Ein Verfahren zum Betrieb der vorstehend genannten Anordnung sieht vor, daß die Ein-, Aus- und Umschaltpunkte des ungeregelten Kurzschlußläufermotors vom iwertgeber des Regelantriebes drehzahlabhängig synchronisiert sind, und daß ferner der Beschleunigungs- und Verzögerungsablauf mit HilfeA method for operating the above-mentioned arrangement provides that the switch-on, switch-off and switchover points of the unregulated Squirrel cage motor from the variable encoder of the control drive Are synchronized as a function of the speed, and that also the acceleration and deceleration sequence with the help
7 sr ^S/ 7 sr ^ S /
des -wertgebers und der Elektronik erfolgt, und der StInL-wertgeber zur Überwachung der Geschwindigkeit und zum Auslösen der Stillstand- und Notbremse dient.of the value encoder and the electronics takes place, and the StInL value encoder is used to monitor the speed and to trigger the standstill and emergency brakes.
Ferner soll zur Erzielung eines konstanten Bremsweges bei unterschiedlicher Last, der geregelte Motor mit dem ungeregelten, gebremsten Motor gleichzeitig, vorwiegend ziehend, zusammen arbeiten.Furthermore, in order to achieve a constant braking distance with different loads, the regulated motor with the unregulated, braked motor at the same time, mainly pulling, work together.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn ein elektronischer Sollwertintegrator verwendet wird, wobei der Regelkreis von der Höhe des Motorbetriebsstromes unabhängig ist.It is particularly advantageous if an electronic setpoint integrator is used, the control loop being independent of the level of the motor operating current.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wicklung des geregelten Motors mit der Regelelektronik eine gemeinsame Dreieckschaltung bildet.It is particularly advantageous if the winding of the controlled motor has a common delta connection with the control electronics forms.
Der erfindungsgemäße Zusammenbau der Motoren ist so vorgesehen, daß die beiden Motore über ein Getriebe mit zwei Eingängen und einem Ausgang miteinander verbunden sind.The assembly of the motors according to the invention is provided so that the two motors have a transmission with two inputs and are connected to one another via an output.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend näher beschriebent Further details of the invention are further described below
nachträglloh geändertbelatedly changed
*- 7. ti. 74 * - 7th day 74
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Wegen des unterschiedlichen Kraftbedarfs beim Transportieren einer Last in waagerechter oder senkrechter Richtung bzw. bei Steigungen, ist normalerweise zum Antrieb ein Motor mit einem relativ hohen Drehmoment erforderlich. Wenn andererseits auch eine hohe Fahrgeschwindigkeit gefordert wird, dann ergeben sich große Motoren, die ein ungünstiges Verhältnis von Eigengewicht zur Nutzlast und einen schlechten Wirkungsgrad bei der Fördereinrichtung zur Folge haben. Es ist bekannt, zugunsten eines kleineren Antriebes, in den Steigungsstrecken bzw. in der Senkrechten, mit niedriger Geschwindigkeit zu fahren. Bei diesen niedrigen Geschwindigkeiten läßt sich das erforderliche Drehmoment durch eine mechanische Übersetzung erreichen, bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren werden nun die beiden Motoren folgendermaßen benutztjBecause of the different power requirements when transporting a load in the horizontal or vertical direction or with Inclines, a motor with a relatively high torque is normally required to drive it. If on the other hand too A high driving speed is required, then large engines result, which have an unfavorable weight ratio to the payload and a poor efficiency in the conveyor system. It is known in favor of one smaller drive, in the inclines or in the vertical, to drive at low speed. With these low speeds, the required torque can be achieved by means of a mechanical transmission, in which The method proposed according to the invention will now be the two Motors used as follows
Ein Motor dient vorwiegend für die Horizontalfahrt, und seine Antriebsübersetzung ist so gewählt, daß bei maximaler Drehzahl des Motors die maximale Fahrgeschwindigkeit erreicht wird. Zur Erzielung konstanter Fahrstrecken bei unterschiedlicher Lastbzw. Netzspannung ist eine Elektronik vorgesehen, die nach dem Prinzip der Spannungsdosierung (Anschnittsteuerung), in Verbindung mit einem ewertgeber, für eine genaue Ausregelung der y Drehzahl innerhalb der Wegstrecke sorgt. Wird nun in Steigungsstrecken bzw. in die Vertikale eingefahren, dann wird zunächst die Drehzahl des zuerst genannten Motors so weit verringert, daß sie ein Einschalten eines zweiten über ein Getriebe mit dem ersten verbundenen Motor bei dessen Arbeitspunkt gestattet. Zu diesem Zweck wird der S-eüwertgeber und die Elektronik zur **J Synchronisierung genutzt. Nach Einschalten des zweiten Motors arbeitet dieser mit seiner Nenndrehzahl und kann aufgrund des verwendeten Untersetzungsgetriebes das erforderliche Drehmoment aufbringen. Wird der Arbeitspunkt bzw. die Drehzahl des zweiten Motors aufgrund erhöhter Last niedriger, so greift über die Regelung der erste Motor mit in den Antrieb ein, und beide Motoren arbeiten parallel. Somit ist gewährleistet, daß auch eine Ausregelung der Drehzahl des zweiten Motors erfolgt, ohne daßA motor is mainly used for horizontal travel, and its drive ratio is selected so that the maximum travel speed is reached at maximum engine speed. To achieve constant travel distances with different loads or Mains voltage, an electronic system is provided which, according to the principle of voltage metering (gate control), in conjunction with an encoder, ensures precise regulation of the y speed within the distance. If the vehicle is now driven uphill or in the vertical, the speed of the first-mentioned motor is first reduced to such an extent that it allows a second motor connected to the first via a transmission to be switched on at its operating point. The control value transmitter and the electronics for ** J synchronization are used for this purpose. After switching on the second motor, it works at its nominal speed and can generate the required torque due to the reduction gear used. If the operating point or the speed of the second motor is lower due to the increased load, the first motor also intervenes in the drive via the control, and both motors work in parallel. This ensures that the speed of the second motor is also regulated without this
yty Γ nachträglich (
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I - 7.11.74 I - 11/7/74
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wertgeber 4» ein Tachogenerator, arbeitet über eine elektronische Drehzahlüberwachung 5 niit der Schaltanordnung 6 auf dem Motor 2. Die Motoren 1 und 2 sind über ein Getriebe mit dem Abtrieb 8 verbunden. Mit 9 ist eine elektrisch lüftende Federdruckbremse bezeichnet. 10 ist das Stromversorgungsnetz. Bei Betrieb in horizontaler Richtung der FördereinrichtungWertgeber 4 »a tachometer generator, works via an electronic speed monitor 5 with the switching arrangement 6 on the motor 2. The motors 1 and 2 are connected to the output 8 via a gear. With 9 an electrically releasing spring-loaded brake is referred to. 10 is the power grid. When operating in the horizontal direction of the conveyor
nachi^alloh
geändert nachi ^ alloh
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/ 7.11.74 409886/0705/ 11/7/74 409886/0705
dieser Motor mit einer elektronischen Drehzahlregelung versehen ist. Für Anfahr- und Verzögerungsvorgänge kann der erste Motor kurzzeitig überlastet werden. Bei hängender bzw. abwärtsziehender Last wird der zweite Motor über seine synchrone Drehzahl hinaus von der Last angetrieben und arbeitet dann als Generator mit Energierücklieferung an das Netz. Die Energie geht also bei der Talfahrt nicht verloren. Sollten die zulässigen Drehzahlen aus irgend einem Grund überschritten werden (Netzausfall oder Leitungsbruch), dann wird eine StillBtandsbremse freigegeben, die ihr Signal von dem swertgeber, der mit / dem Antrieb verbunden ist, erhält. Der wertgeber übernimmt eine mehrfache Punktion. Während der Anfahr- bzw. Beschleunigungszeit gibt er die Drehzahlen an, damit bei Abweichung von· der vorgesehenen Drehzahlkurve diese elektronisch ausgeregelt werden können. Beim Fahren mit konstanter Geschwindigkeit wird aufgrund seiner Meldung die Drehzahl konstant gehalten, damit Last- und Netzspannungsschwankungen ausgeglichen werden und sich konstante Wege ergeben. Als weitere Aufgabe werden in ,this motor is equipped with an electronic speed control. The first Motor can be overloaded for a short time. With hanging or downward pulling Load, the second motor is driven by the load beyond its synchronous speed and then works as a generator with energy returned to the grid. The energy goes so not lost on the descent. Should the permissible speeds be exceeded for any reason (power failure or line break), then a standstill brake is applied released, their signal from the encoder, which is marked with / connected to the drive. The valuator undertakes a multiple puncture. During the start-up or acceleration time it specifies the speeds so that if there is a deviation from the intended speed curve, this is electronically corrected can be. When driving at constant speed, the speed is kept constant due to its message, so Load and mains voltage fluctuations are balanced out and constant paths result. As a further task in,
3-sf - -X)3-sf - -X)
Verbindung mit dem -&e*4wertgeber die Ein-, Aus- und Umschalt- / punkte des zweiten ungeregelten Motors bestimmt. Hierdurch wird es ermöglicht, daß der zweite Motor stoßfrei ein- und ausgeschaltet werden kann. Da während der hauptsächlichen Fahrstrecken der jeweilige Motor mit seinen Nenndrehzahlen arbeitet, ergibt sich ein äußerst günstiger Wirkungsgrad für die Motoren bzw. minimaler Strombedarf.Connection with the - e * & 4wertgeber the import, export, and Shift / points of the second unregulated motor determined. This enables the second motor to be switched on and off smoothly. Since the respective motor works at its nominal speed during the main driving distances, this results in an extremely favorable degree of efficiency for the motors and minimal power consumption.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin sind mit 1 und 2 die beiden Motoren bezeichnet. Motor 1 wird über eine Elektronik 3, die in Verbindung mit einem-ertgeber 4 steht, betrieben. Der ) Further details of the invention are explained in more detail with reference to a drawing. The two motors are designated 1 and 2 therein. Motor 1 is operated via electronics 3, which are connected to an encoder 4. The )
arbeitet der Motor 1, dessen Drehzahl durch die Elektronik 3 bestimmt wird. Es kann jede Drehzahl zwischen Schleichen und max. Drehzahl vorgegeben werden. (Regelbereich etwa 1 : 100.) Darüber hinaus wird durch die Elektronik die Beschleunigung und die Verzögerung bestimmt. Der dabei verwendete Sollwertintegrator arbeitet mit dem Tachogenerator 4 zusammen, so daß innerhalb der vorgegebenen Fahrstrecken konstante Fahrzeiten bzw. Beschleunigungs- und Verzögerungswege gewährleistet sind, wobei Laständerungen und SpannungsSchwankungen keinen Einfluß auf die Fahrzeit bzw. den Fahrweg haben. Dies ist bei automatischen, programmierten Fördereinrichtungen von besonderer Bedeutung. Da Beschleunigung und Verzögerung bestimmt ist, ergibt sich ein stoßfreies Anfahren und Stillsetzen. Da die überwiegende Fahrstrecke mit max. Geschwindigkeit zugrundegelegt wird, arbeitet der Motor mit seinem besten Wirkungsgrad.the motor 1 works, the speed of which is determined by the electronics 3 is determined. Any speed between creep and maximum speed can be specified. (Control range about 1: 100.) In addition, the electronics determine the acceleration and deceleration. The setpoint integrator used for this works together with the tachometer generator 4, so that constant travel times within the specified travel distances or acceleration and deceleration distances are guaranteed, with load changes and voltage fluctuations have no influence on the travel time or the route. This is in the case of automatic, programmed conveyors from special meaning. Since acceleration and deceleration are determined, the result is a smooth start-up and stop. Since the main driving distance is based on maximum speed, the motor works with its own best efficiency.
Bei der vertikalen Richtung ist ein, durch das senkrechte Heben der Last, erhöhter Kraftbedarf vorhanden. Dafür ist der Motor 2 mit dem Untersetzungsgetriebe 7 vorgesehen. Der Kotor 2 wird erst dann eingeschaltet, wenn über den Motor 1 die Drehzahl des Antriebes auf die Arbeitsdrehzahl des Motois herauf- oder herabgesetzt wurde. Diese Schaltvorgänge erfolgen in Verbindung mit der elektronischen Drehzahlüberwachung 5» clie ihre Messwerte von dem Tachogenerator 4 erhält.In the vertical direction, there is an increased power requirement due to the vertical lifting of the load. For that is the motor 2 with the reduction gear 7 is provided. The Kotor 2 is only switched on when the motor 1 the speed of the drive has been increased or decreased to the working speed of the Motois. These switching operations take place in connection with the electronic speed monitoring 5 »clie receives its measured values from the tachometer generator 4.
Nach Zuschalten des Motors 2 übernimmt dieser die Last. Der Motor läuft leer. Bei Erreichen der Grenzlast oder Überlast, auch bei Unterspannung, würde die Drehzahl des Motors 2 absinken, dann greift der auf konstante Drehzahl geregelte Motor 1 mit ein und unterstützt den Motor 2 bis zur dynamischen Grenzleistung. Somit werden auch in vertikaler Förderrichtung konstante Wegstrecken stoßfrei erreicht.After the motor 2 is switched on, it takes over the load. The engine runs idle. When the limit load or overload is reached, even with Undervoltage, the speed of motor 2 would drop, then Motor 1, which is regulated to constant speed, intervenes and supports motor 2 up to the dynamic limit power. Consequently Constant distances are achieved without jerks, even in the vertical conveying direction.
Bei der Senkrechtfahrt arbeitet der Motor 2 als übersynchrone Bremse. Die Haltepunkte werden mit Gegenstrom und Ausregelung durch den Motor 1 angefahren.When traveling vertically, motor 2 works as an oversynchronous brake. The breakpoints are countercurrent and leveling started by motor 1.
Die Bremse 9 dient als Festbaltebremse, die auch dann eingreift, wenn die zulässigen Drehzahlen aufgrund einer Meldung der Drehzablüberwachung überschritten werden.The brake 9 serves as a parking brake, which also engages if the permissible speeds are exceeded due to a message from the speed monitoring.
Die Elektronik 5 arbeitet nach dem Prinziß der Spannungsdosierung bzw. Anschnittsteuerung. Der Leistungskreis zwischen Motor und Elektronik wird vorteilhaft als Dreieckschaltung ausgeführt. Die Elektronik arbeitet mit einem elektronischen Sollwertintegrator. Der Regelkreis ist von der Höhe des Motorbetriebsstromes unabhängig. Dies ist erforderlich, damit bei unterschiedlicher Nutzlast oder unterschiedlichen Kraftübertragungsverlusten auch Spannungsschwankungen konstante Fahrzeiten bzw. Wege erreicht werden.The electronics 5 operate on the principle of voltage metering or gate control. The power circuit between engine and Electronics are advantageously designed as a delta connection. The electronics work with an electronic setpoint integrator. The control loop is independent of the level of the motor operating current. This is necessary for different payloads or different power transmission losses and voltage fluctuations constant travel times or distances are achieved will.
Die beiden Motoren 1 und 2 sind über ein Getriebe 7 mit zwei Eingängen und einem Abtrieb 8 verbunden.The two motors 1 and 2 are via a transmission 7 with two Inputs and an output 8 connected.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt, daß gleiche Arbeitsverfahren läßt sich auch vollkommen kontaktlos ausführen. So kann z.B. die Schalteinrichtung vollkommen kontaktlos ausgeführt sein. Das Getriebe 7 kann anders gestaltet sein, es kann auch ein Zahnriemen oder Kegelantrieb zur Anwendung kommen.The invention is not limited to the embodiments shown, that the same working process can also be carried out completely without contact. For example, the switching device be made completely contactless. The gear 7 can be designed differently, it can also be a toothed belt or bevel drive Application.
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