DE2337011C2

DE2337011C2 - Twin-motor drive device for transport equipment

Info

Publication number: DE2337011C2
Application number: DE19732337011
Authority: DE
Inventors: Heinz 4805 Brake Schäffersmann
Original assignee: Era Elektronik-Regelautomatik & Co Kg 4800 Bielefeld De GmbH
Current assignee: Era Elektronik-Regelautomatik & Co Kg 4800 Bielefeld De GmbH
Priority date: 1973-07-20
Filing date: 1973-07-20
Publication date: 1982-10-07
Also published as: DE2337011A1

Description

a) daß eine erste Antriebseinheit als Kurzschlußläufermotor (1) ausgebildet ist, der mit einer elektronischen Einrichtung (3) in Verbindung mit einem Tachogenerator (4) und einer Sollwertvorgabe drehzahlgeregelt ist und über ein Getriebe (7) auf eine Abtriebswelle (8) arbeiteta) that a first drive unit is designed as a squirrel cage motor (1) with a electronic device (3) in connection with a tachometer generator (4) and a Setpoint specification is speed-controlled and via a gear (7) to an output shaft (8) is working

b) daß eine zweite Antriebseinheit ebenfalls als Kurzschlußläufermotor (2) ausgebildet ist, der ungeregelt und über das Getriebe (7) mechanisch mit der ersten Antriebseinheit verbunden ist,b) that a second drive unit is also designed as a squirrel cage motor (2), the unregulated and mechanically connected to the first drive unit via the gear (7) is,

c) daß die zweite Antriebseinheit bei erhöhtem Leistungsbedarf im motorischen oder generatorischen Betrieb an das gemeinsame Drehstromnetz (10) schaltbar ist, nachdem ihre Drehzahl im spannungsfreien Zustand durch entsprechende Regelung der ersten Antriebseinheit zuschaltgerecht eingestellt ist und von einer Drehzahlüberwachung {5, die Zuschaltung freigegeben ist.c) that the second drive unit can be switched to the common three-phase network (10) when there is an increased power requirement in motor or generator operation, after its speed in the de-energized state is adjusted by appropriate control of the first drive unit and the connection is enabled by a speed monitor {5 .

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung mit zwei als Drehstrommotoren ausgebildeten Antriebseinheiten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to a drive device with two drive units designed as three-phase motors according to the preamble of the claim.

Eine solche Antriebseinrichtung ist durch die deutsche Patentschrift 1 29 948 bekannt. Dort werden durch eine selbsttätige Schaltvorrichtung Motoren ausgeschaltet, wenn der Stromverbrauch von mehreren Motoren entsprechend abgesunken ist. Dabei handelt es sich um eine Schaltvorrichtung, welche sich am Ergebnis (Strom) orientiert, nicht vorbestimmt und stufenlos geregelt werden kann und auch keine Drehzahlüberwachung für die einzelnen Fahrgeschwindigkeiten enthält.Such a drive device is known from German Patent 1,29,948. There will be Motors switched off by an automatic switching device when the power consumption of several Motors has dropped accordingly. This is a switching device, which is based on the result (Current) oriented, not predetermined and infinitely variable and also no speed monitoring for the individual travel speeds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für den automatischen Betrieb einer Transporteinrichtung geeignete Antriebsanordnung zu schaffen, mit einem Zweimotorenantrieb für eine Bewegungsrichtung, die einen möglichst niedrigen Strombedarf hat d. h. günstigen Wirkungsgrad und cos φ, wobei stoßfreies Ein- und Zuschalten und konstante Fahrwege erreicht werden bei möglichst geringem Platz- und Kostenaufwand. The invention is based on the object of one for the automatic operation of a transport device to create a suitable drive arrangement with a two-motor drive for a direction of movement that has the lowest possible power consumption d. H. favorable efficiency and cos φ, being shock-free Switching on and off and constant travel routes are achieved with the least possible use of space and costs.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in dem Patentanspruch angegebenen kennzeichnenden Kombinationsmerkmale. This object is achieved by the characterizing combination features specified in the patent claim.

Es ergeben sich aufgrund dieser Merkmale für die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung gegenüber dem bekannten Stand der Technik folgende Vorteile:
Die Stromversorgung und die Netzenergie kommt bzw. geht in ein- und dasselbe Netz. Die Antriebsanordnung ist von sehr geringem Gewicht und infolge Fehlens von Kollektor, Schleifringen und Bürsten wartungsfrei. Es ergibt sich ein ruckfreier Betrieb bei relativ hohem Wirkungsgrad, da die vorgesehene elektronische Dosiereinrichtung nur entsprechend dem Kraftbedarf Energie aus dem Netz bezieht und dadurch Blindleistung und Verluste gering gehalten v/erden. Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend näher beschrieben: These features result in the following advantages for the drive device according to the invention compared to the known prior art:
The power supply and the network energy come or go in one and the same network. The drive arrangement is very light and maintenance-free due to the lack of a collector, slip rings and brushes. This results in jolt-free operation with a relatively high degree of efficiency, since the provided electronic metering device only draws energy from the network in accordance with the power requirement and thus reactive power and losses are kept low. Details of the invention are described in more detail below:

ίο Wegen des unterschiedlichen Kraftbedarfi 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 den Senkrechten, mit niedriger Geschwindigkeit zu fahren. Bei diesen niedrigen Geschwindigkeiten läßt sich das erforderliche Drehmoment durch eine mechanische Obersetzung erreichen, bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung werden nun die beiden Motoren folgendermaßen benutzt:ίο Because of the different power requirements Transporting a load in a horizontal or vertical direction or on inclines is normal a motor with a relatively high torque is required to drive it. If on the other hand also one high driving speed is required, then the result is large engines with an unfavorable ratio from dead weight to payload and poor efficiency in the conveyor system to have. It is known in favor of a smaller drive in the uphill sections or in the Vertical, low speed driving. At these low speeds you can achieve the required torque through a mechanical transmission, in accordance with the invention In the proposed arrangement, the two motors are now used as follows:

Ein Motor dient vorwiegend für die Horizontalfahrt und seine Antriebsüb^rsetzung ist so gewählt, daß bei maximaler Drehzahl des Motors die maximale Fahrgeschwindigkeit erreicht wird. Zur Erziehlung konstanter Fahrstrecken bei unterschiedlicher Last- bzw. Netzspannung ist eine Elektronik vorgesehen, die nach dem Prinzip der Spannungsdosierung (Anschnittsteuerung), in Verbindung mit einem Istwertgeber, für eine genaue Ausregelung der 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 dej^n Arbeitspunkt gestattet. Zu diesem Zweck wird der Istwertgeber und die Elektronik zur 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 so parallel. Somit ist gewährleistet, daß auch eine Ausregelung der Drehzahl des zweiten Motors erfolgt, ohne daß 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 Stiilstandbrem.se freigegeben, die ihr Signal von dem Istwertgeber, der mit dem Antrieb verbunden ist, erhält. Der Istwertgeber übernimmt eine mehrfache Funktion. Während der Anfahr- bzw. Beschleunigungszeit gibt er die Drehzahlen an, damit bei Abweichung von der vorgesehenen Drehzahlkurve diese elektronisch ausgeregelt werdenA motor is mainly used for horizontal travel and its drive transmission is selected so that with maximum speed of the engine the maximum driving speed is reached. For education more constant Travel distances with different load or mains voltage, an electronics is provided that according to the Principle of voltage metering (gate control), in connection with an actual value transmitter, for precise Adjustment of the speed within the distance ensures. Is now used in inclines or in the Vertical retracted, then first the speed of the first-mentioned motor is reduced so far that it switching on a second motor connected to the first via a transmission at the operating point allowed. For this purpose, the actual value encoder and the electronics are used for synchronization. To When the second motor is switched on, it works at its nominal speed and can be used due to the Apply the required torque to the reduction gear. If the working point or the If the speed of the second motor is lower due to the increased load, the first motor takes effect via the regulation into the drive and both motors work in parallel. This ensures that a Adjustment of the speed of the second motor takes place without this motor having an electronic Speed control is provided. The first motor can be used briefly for start-up and deceleration processes become overloaded. When the load is hanging or pulling downwards, the second motor is over its synchronous speed driven by the load and then works as a generator with energy return to the network. So the energy is not lost on the descent. Should the permissible speeds from are exceeded for any reason (power failure or line break), then a parking brake is activated enabled, which receives its signal from the actual value encoder connected to the drive. The actual value transmitter takes on a multiple function. It gives the speeds during the start-up or acceleration time so that if there is a deviation from the intended speed curve, these are electronically corrected

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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 Verbindung mit dem Istwertgeber die Ein-, Aus-und Umschaltpunkte des zweiten ungeregelten Motors bestimmt. Hierdurch wird es ermöglicht, daß der zweite Motor stoßfrei ein- und ausgeschaltet werden kann. Da während der hauptsächlicher» Fahrstrecken der jeweilige Motor mit seinen Nenndrehzahlen arbeitet, ergibt sich ein äußerst günstiger Wirkungsgrad für die Motoren bzw. minimaler Strombedarf-Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher ei iäutert Darin sind mit 1 und 2 die beiden Motoren bezeichnet Motor 1 wird über eine Elektronik 3, die in Verbindung mit einem Istwertgeber 4 steht, betrieben. Der Istwertgeber 4, ein Tachogenerator, arbeitet über eine elektronische Drehzahlüberwachung 5 mit 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 Str->mversorgungsnetz. Bei Betrieb in horizontaler Richtung der Fördereinrichtung 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.can. When driving at constant speed, the speed becomes constant due to its message held so that load and mains voltage fluctuations are balanced and constant paths result. A further task in connection with the actual value transmitter is the switch-on, switch-off and switchover points of the second uncontrolled motor is determined. This enables the second motor to be bumpless can be switched on and off. Since during the main »driving routes the respective engine with works at its nominal speed, there is an extremely favorable efficiency for the motors or minimal Electricity requirement - Further details of the invention are explained in more detail with the aid of a drawing The two motors are called Motor 1 via an electronics 3, which in connection with an actual value transmitter 4 stands, operated. The actual value transmitter 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 unit. With 9 is an electrically ventilated Spring-loaded brake designated 10 is the power supply network. When operating in the horizontal direction of the conveyor, the motor 1 works, its Speed is determined by the electronics 3. Any speed between crawling and maximum speed can be used can be specified (control range approx. 1: 100). In addition, the electronics increase the speed and determines the delay. The setpoint integrator used for this works with the tachometer generator 4 together, so that constant driving times or acceleration and delay paths are guaranteed, with load changes and voltage fluctuations have no influence on the travel time or the route. This is with automatic, programmed Funding institutions of particular importance. Since acceleration and deceleration are determined, results smooth starting and stopping. Since the majority of the route is at maximum speed is taken as a basis, the motor works at its best efficiency.

Bei der vertikalen Richtung ist ein, durch das senkrechte Heben der Last, erhöhter Kraftbedarf vorhanden. Dafür ist der Motor 2 mit dem Cbersetzunggetriebe 7 vorgesehen. Der Motor 2 wird erst dann eingeschaltet, wenn über den Motor 1 die Drehzahl des Antriebes auf die Arbeitsdrehzahl des Motors 2 herauf- oder herabgesetzt wurde. Diese Schaltvorgänge erfolgen in Verbindung mit der elektronischen Drehzahlüberwachung 5, die ihre Meßwerte von dem Tachogenerator 4 erhält. Nach Zuschalten des Motors 2 übernimmt dieser die Last. Der Motor 1 läuft leer. Bei Erreichen der Grenzlast oder Oberlast, 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 In the vertical direction, there is an increased power requirement due to the vertical lifting of the load available. The motor 2 with the transmission gear 7 is provided for this purpose. The engine 2 will only then switched on when the speed of the Drive was increased or decreased to the working speed of motor 2. These switching operations take place in connection with the electronic speed monitoring 5, which its measured values from the tachometer generator 4 receives. After switching on the motor 2, it takes over the load. The engine 1 runs idle. Upon reaching the Limit load or overload, even with undervoltage, the speed of motor 2 would drop, then it takes effect Motor 1, which is regulated to constant speed, also activates and supports motor 2 up to dynamic Marginal power. In this way, 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 marked with Countercurrent and compensation started by motor 1.

Die Bremse 9 dient als FesthaltebreTise, die auch dann eingreift wenn die zulässigen Drt^izahlen aufgrund einer Meldung der Drehzahlüberwachung überschritten werden.The brake 9 serves as a holding brake, which also then intervenes if the permissible Drt ^ iz numbers due to a message of the speed monitoring are exceeded.

Die Elektronik 3 arbeitet nach dem Prinzip der Spannungsdosierung bzw. Anschnittsteuerung. Der Leistuiigskreis 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.The electronics 3 work on the principle of voltage metering or gate control. Of the The power circuit between motor and electronics is advantageously implemented as a delta connection. The electronics works with an electronic setpoint integrator. The control loop is of the height of the Motor operating current independent.

Dies ist erforderlich, damit bei unteschiedlicher Nutzlast oder unterschiedlichen Kraftübertragungsverlusten, auch Spannungsschwankungen, konstante Fahrzeiten bzw. Wege erreicht werden.This is necessary so that with different payloads or different power transmission losses, voltage fluctuations, constant travel times or distances can also be achieved.

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 connected to two inputs and an output 8 via a transmission 7.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt, die gleiche Anordnung läßt sich auch vollkommen kontaktlos ausführen. So kann z. B. die Schalteinrichtung 6 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, the same arrangement leaves run completely contactless. So z. B. the switching device 6 completely contactless be executed. The gear 7 can be designed differently, it can also be a toothed belt or bevel drive come into use.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Drive device with two drive units designed as three-phase motors, of which at Only one drive unit works when the power requirement is low and the further drive unit is connected to a common three-phase network in an uncontrolled manner, thereby characterized in that to use such a drive arrangement for the drive on a transport device with horizontal and vertical routing has the following features combined are: