DE2343112A1

DE2343112A1 - Elektrische wanderfeld-laufbahn

Info

Publication number: DE2343112A1
Application number: DE19732343112
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl-Ing Filter
Original assignee: VER OESTERREICHE EISEN und STA; Voestalpine AG; Wanderfield and Co
Current assignee: VER OESTERREICHE EISEN und STA; Voestalpine AG; Wanderfield and Co
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1973-08-27
Publication date: 1974-03-21
Also published as: DE2343112B2; GB1432628A; BE804880A; DD106509A5; JPS4968207A; FR2200673A1; AT318513B; DE2343112C3; CA989468A; US3837366A; JPS5427926B2; CS163710B2; CH553505A; FR2200673B1

Description

Patentanwälte -Ing. R. BEETZ sen.

.,nc. K. LAMPRECHT ZOHO I U

'a7.-!ns.R.BEETZ jr. 0.01-2I₀O-' 8 München 22, Steinsdorfrtr. 10

27. August

Vereinigte Österreichische Eisen- und Stahlwerke Alpine Montan Aktiengesellschaft, Wien (Österreich)

und
Etablissement Wanderfield & Co,Schaan (Liechtenstein)

Elektrische Wanderfeld-Laufbahn

Die Erfindung betrifft eine elektrische I^randerfeld-Laufbahn zum Bewegen von Körpern, z.B. Webschützen, die die Laufbahn mit der mehrphasigen Erregerwicklung für das Wanderfeld zeitv/eise und teilweise überdecken, wobei die Erregerwicklung zumindest elektrisch in mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte unterteilt ist, die durch den bewegten Körper in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Stellung kontaktlos ein- bzw. ausschaltbar sind.

Elektrische Wanderfeld-Laufbahnen mit durchgehenden Erregerwicklungen sind, insbesondere bei längeren Laufbahnen, unwirtschaftlich, da zur Erzeugung des Wanderfeldes über die gesamte Laufbahnlänge ein entsprechend hoher Energieaufwand notwendig ist. Außerdem ergibt bei langen Laufbahnen die Erregerwicklung eine Induktivität, die bei der vergleichsweise hohen Strombelastung beim Um-

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polen des Feldes Schwierigkeiten bereitet, was vor allem bei Flachwebmaschinen als Nachteil anzusehen ist, da bei diesen Maschinen im Hinblick auf eine erwünschte hohe Schußfadenleistung die Umpolzeiten für das Wanderfeld sehr gering sein sollen.

Es sind bereits Sanderfeld-Laufbahnen bekannt, bei denen der Energieaufwand zur Erzeugung des Wanderfeldes im wesentlichen unabhängig von der Laufbahnlänge ist (US-PS 2 630 839), doch wird bei diesen bekannten Wanderfeld-Laufbahnen das Wanderfeld nicht durch eine mehrphasige Erregerwicklung, sondern durch das Portschalten sich übergreifender einphasiger Gleichstrom-Errregerwicklungen erzeugt. Das Einschalten der einzelnen Wicklungen in der Reihenfolge ihrer Anordnung entlang der Laufbahn erfolgt dabei durch einen oder mehrere Drehschalter, die die einzelnen Wicklungen in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge an das Speisenetz anschließen. Zur Löschung des Schaltfunkens sind Kondensatoren vorgesehen, die jeder stromführenden Wicklung zugeschaltet werden. Bei diesen bekannten elektrischen Wanderfeld-Laufbahnen ergibt sich zwar der Vorteil eines von der Laufbahnlänge unabhängigen Energieaufwandes zur Erzeugung des Wanderfeldes, das durch Portschalten von einzelnen Gleichstrommagneten erzeugt wird, doch überwiegen die dabei auftretenden Nachteile, nämlich die vergleichsweise langsame Eortbewegungsgeschwindigkeit des Webachützens, die vergleichsweise aufwendige Konstruktion, die Störanfälligkeit und der Verschleiß der Drehschalter sowie der durch das Portschalten der Gleichstrommagnet e bedingte ungleichmäßige Lauf des Webschützens.

Bei einer anderen bekannten Wanderfeld-Laufbahn werden die einzelnen Elektromagnete nicht durch einen Drehschalter, sondern durch den bewegten Schützen selbst fort-

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geschaltet, was jedoch die gleichen Nachteile, wie sie "bei Drehschaltern auftreten, mit sich bringt.

Schließlich ist eine elektrische Wanderfeld-Laufbahn bekanntgeworden (I¹R-PS 1 521 402), bei der die mehrphasige Erregerwicklung in mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte unterteilt ist, so daß bei der Erregung des Wanderfeldes nur so viel Energie aufgebracht werden muß, wie zur Erzeugung der Abschnitte notwendig ist, deren magnetischer Fluß durch den bewegten Körper geht.

Bei der Unterteilung der Wanderfeld-Laufbahn in einzelne Abschnitte ergibt sich aber ein weiteres Problem, da zur Kompensation der Blindströme Kondensatoren vorgesehen werden müssen. Üblicherweise werden diese Kondensatoren für die gesamte Wanderfeld-Laufbahn ausgelegt. Wird jedoch die Wanderfeld-Laufbahn unterteilt, so ist dies nicht mehr möglich. Außerdem können beim Einschalten der einzelnen Abschnitte unangenehme Spannungsspitzen auftreten.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde,, diese Mangel zu beseitigen und eine elektrische Wanderfeld-Laufbahn der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß jeder eingeschaltete Abschnitt hinsichtlich des Blindstromanteiles kompensiert wird und gefährliche Spannungsspitzen beim Einschalten der einzelnen Abschnitte vermieden werden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß jeder über Thyristoren od.dgl. einschaltbare Abschnitt parallel zur Wicklung geschaltete Kondensatoren zur Blindstromkompensation aufweist, wobei die in den Zuleitungen zu den Wicklungen liegenden Thyristoren durch einen 2ündimpulsgeber nacheinander beim Nulldurchgang der verketteten Spannung der entsprechenden Phasen durchschaltbar sind. Die Maßnahme, für jeden Abschnitt eigene, zur Wicklung parallel geschaltete Kondensatoren zu ver-

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wenden, ergibt nicht nur ausreichende Blindstromkompensation, sondern auch eine besonders wirtschaftliche Konstruktion, da zum Anschluß der Kondensatoren nur geringe Kabellängen erforderlich sind und daher die benötigte Kupfermenge kleingehalten werden kann.

Würden diese Kondensatoren willkürlich mit den Laufbahnabschnitten ans Versorgungsnetz geschaltet werden, so könnten unangenehme Spannungsspitzen auftreten, da bei einem solchen Schalten die Kondensatoren plötzlich an die verkettete Spannung der entsprechenden Phasen angelegt werden, was die Gefahr einer thermischen Überlastung der Thyristoren und der diesen vorgeschalteten Halbleitersicherungen mit sich bringt. Um diese Fachteile zu verhindern, werden gemäß der Erfindung die Schaltthyristoren in den einzelnen Phasen der Erregerwicklung durch einen Zündimpulsgeber nacheinander beim Fulldurchgang der verketteten Spannung der entsprechenden Phasen durchgeschaltet, so daß beim Einschalten des Abschnittes die Kondensatoren beim Nulldurchgang der Spannung ans Fetz gelegt werden. Die Spannung an den Kondensatoren kann sich daher ohne schädliche Spannungsspitzen mit Fetzfrequenz vom Wert Full aufbauen.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße elektrische Wanderfeld-Laufbahn schematisch in einem Blockschaltbild dargestellt.

Die Drehstrom-Erregerwicklung der Wanderfeld-Laufbahn ist in einzelne elektrisch getrennte, aufeinanderfolgende Abschnitte 1 unterteilt, die jeder für sich an ein Drehstromnetz 2 angeschlossen sind. Die Laufbahn 3 ist entsprechend den Erregerwicklungsabschnitten 1 in einzelne, zusammensetzbare Baueinheiten 4 unterteilt, so daß Wanderfeld-Laufbahnen beliebiger, abgestufter Länge im Baukastensystem aus untereinander gleichen Baueinheiten zusammengesetzt werden können.

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Da sich die Feldlinien des Erregerfeldes über einen gegenüber üblichen Drehstroramaschinen großen Luftweg schließen müssen, würde ein vergleichsweise großer Blindstrom in den Netzleitungen auftreten, wenn keine Kondensatoren zur Blindstromkompensation vorgesehen wären. Diese vorzugsweise im Dreieck geschalteten Kondensatoren 5 könnten zwar zu jedem Abschnitt 1 zugeschaltet werden, bevor dieser Abschnitt an das Netz gelegt wird, doch ist es wegen des wesentlich geringeren Schaltungsaufwandes vorteilhafter, jedem Abschnitt 1 eigene Kondensatoren fest zuzuordnen, da mit dieser Maßnahme der Bedarf an teuren und empfindlichen Schaltern und an notwendiger Kabellänge bedeutend herabgesetzt werden kann.

Wird beispielsweise ein Webschützen mittels des Wanderfeldes in Richtung des Pfeiles 6 über die laufbahn bewegt, so wird beim Erreichen eines neuen Laufbahnabschnittes 4 über einen induktiven oder kapazitiven Annäherungsschalter 7 der Erregerwicklungsabschnitta 1 der bereits überfahrenen Baueinheit 4 in nicht näher dargestellter Weise vom Netz getrennt. Vor dem Verlassen des jeweiligen Abschnittes wird der Webschützen an einem zweiten Annäherungsschalter 8 vorbeibewqe£, der das Einschalten des folgenden Erregerwicklungsabschnittes bewirkt. Um aber beim Einschalten der Erregerwicklungsabschnitte hohe Einschaltstromstöße zu vermeiden, werden nicht alle Phasen R,S,T des Netzes 2 gleichzeitig, sondern nacheinander beim jeweiligen Nulldurchgang der verketteten Spannung zugeschaltet. Zu diesem Zweck ist jeweils ein Zündimpulsgeber 9 vorgesehen, der die Schaltthyristoren 10 im richtigen Zeitpunkt ansteuert. Den Zündimpulsgebern wird über Spannungswandler 11 und 12 jeweils die verkettete Spannung zugeführt, die zur Steuerung des Zündzeitpunktes der Thyristoren 10 verwendet wird. Da das Potential der Abschnitte der Erregerwicklung durch

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keine Sternpunktserdung od.dgl. festgelegt ist, kann eine Phase (im dargestellten Beispiel die Phase S) fest mit dem Netz verbunden sein, so daß die Schaltthyristoren nur für die anderen Phasen (Phasen R und T) notwendig sind. Bei Betätigung des Schalters 8 durch den vorbeibewegten Webschützen wird der Zündimpulsgeber 9 angeregt, der beim jeweils folgenden Nulldurchgang der verketteten Spannung die Thyristoren 10 ansteuert, die durchschalten und den folgenden Wicklungsabschnitt an das Netz legen. Die !zeitliche Abstimmung des Einschaltens der einzelnen Phasen bewirkt, daß die Kondensatoren 5 nicht plötzlich an eine Spannung angelegt werden, sondern daß sich die Spannung an den Kondensatoren allmählich mit der Netzfrequenz aufbauen kann, so daß keine unerwünscht hohen Stromstöße entstehen können, die die Gefahr einer thermischen Überlastung der Thyristoren 10 und der diesen vorgeschalteten Halbleitersichedüngen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, mit sich bringen.

An Stelle der Zündimpulsgeber 9 für jeden Abschnitt 1 könnte ein Zündimpulsgeber für alle Abschnitte vorgesehen sein, der lediglich die Zündimpulse für die Schaltthyristoren der einzelnen Abschnitte entsprechend dem einzuschaltenden Abschnitt weitergibt.

Nach dem Verlassen des Abschnittes 1,4 und Erreichen eines neuen Abschnittes 1,4 wird der verlassene Abschnitt über den Schalter 7 ausgeschaltet und der Vorgang wiederholt sich. Für die Bewegung des Webschützens in entgegengesetzter Richtung kann ein zweiter Satz von Annäherungsschaltern vorgesehen sein. Will man vier Schalter je Abschnitt vermeiden, so können beispielsweise die Schalter in der Längsmitte jedes Abschnittes angeordnet oder richtungsabhängige Schalter verwendet werden.

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Claims

Patentanspruch:

Elektrische Wanderfeld-Laufbahn zum Bewegen von Körpern, z,B.Webschützen, die die Laufbahn mit der mehrphasigen Erregerwicklung für das Wanderfeld zeitweise und teilweise überdecken, wobei die Erregerwicklung zumindest elektrisch in mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte unterteilt ist, die durch den bewegten Körper in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Stellung kontaktlos ein- bzw. ausschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder über Thyristoren (10) od.dgl. einschaltbare Abschnitt (1) parallel zur Wicklung geschaltete Kondensatoren (5) zur Blindstromkompensation aufweist, wobei die in den Zuleitungen zu den Wicklungen liegenden Thyristoren (10) durch einen Zündimpulsgeber (9) nacheinander beim Nulldurchgang der verketteten Spannung der entsprechenden Phasen durchschaltbar sind.

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