DE2845952A1 - Elektrischer kettenantrieb, insbesondere fuer leistungsstarke bergbaumaschinen u.dgl. - Google Patents

Description

• Titel: Elektrischer Kettenantrieb, insbesondere für leistungsstarke Bergbaumaschinen u0dgl.
• Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kettenantrieb, insbesondere für Kettenförderer, Hobelanlagen u0dgl., mit mehreren die gemeinsame Kette antreibenden, über diese Kette starr verbundenen Asynchronmotoren0 Die in untertägigen Gewinnungsbetrieben eingesetzten Kettenkratzförderer und Hobelanlagen weisen am Haupt-und Hilfsantrieb jeweils mindestens einen Antriebsmotor auf, der üblicherweise aus einem polumschaltbaren Drehstrom=Asynchronmotor besteht, Die auf dieselbe Nennleistung ausgelegten Asynchronmotoren am Haupt- und Hilfsantrieb sind über die endlose Kette doho die Kratzerkette oder die Hobelzugkette, starr miteinander gekuppelt, so daß sie zwangsweise mit gleicher Drehzahl umlaufen; Aufgrund der steilen Kennlinie der Asynchron motoren führen schon sehr geringe, fertigungstechnisch bedingte Abweichungen in der Kennlinie der Motoren zu beträchtlichen Leistungsdifferenzen, die DOFí und mehr betragen können, Dies hat zur Folge, daß die volle installierte Antriebsleistung, die sich aus der Summe der Leistungen der dieselbe Kette antreibenden Asynchronmotoren ergibt, im Betrieb nicht erreichbar ist0 Häufig ist der eine Asynchronmotor überlastet, während die Leistung des anderen Asynchronmotors nicht voll ausgenutzt wird0 Um dennoch die geforderte Antriebsleistung zu erreichen, ist es erforderlich, die Antriebsmotoren überzudimensioni eren Aufgabe der erfindung ist es, einen elektrischen Kettenantrieb, insbesondere fiir die vorgenannten Förderer- und Hobelantriebe, so auszubilden, daß eine Gleichlastverteilung bei den fertigungstechnisch unvermeidbaren Kennlinienabweichungen der Asynchronmotoren erreichbar ist.
• is soll damit sichergestellt werden, daß die über die endlose Kette starr verbundenen und daher synchron umlauf enden Asynchronmotoren im wesentlichen die gleiche Leistung abgeben, so da9 die zur Verfügung stehende hntriebsleistung besser als bisher genutzt werden kann0 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Gleichlastverteilung mindestens einer der Asynchronmotoren in Aba ngigkeit von der Stromaufnahme oder der Leistungsabgabe eines Bezugs-Asynchronmotors des Kettenantriebs durch Änderung seiner Stromfrequenz regelbar ist0 Der erfindungsgemäße Kettenantrieb weist demgemäß mindestens zwei Drehstrom-Asynchronmotoren, vorzugsweise gleicher Nennleistung, auf, die von dem gemeinsamen Drehstromnetz gespeist werden. Dabei bildet ein Asynchronmotor, der selbst nicht frequenzabhängig regelbar ist, den Bezugs-Asynchronmotor, dessen Stromaufnahme oder Wirkleistung als Bezugsgröße für die Einstellung der Frequenz der Speisespannung des bzwo der anderen Asynchronmotoren ausgenutzt wirdp derart, daß die unvermeidbaren geringen Kennlinienabweichungen ausgeglichen werden und sämtliche Asynchronmotoren im wesentlichen die selbe Leistung abgeben0 Im einzelnen läßt sich die Anordnung so treffen, daß der bzwo jeder der regelbaren Asynchronmotoren über einen regelbaren Wechselrichter an das auch den Bezugs-Asynchronmotor speisende Stromnetz angeschlossen wird0 Dem Wechselichter wird dabei zweckmäßig ein Gleichrichter vorgeschaltet0 Die Frequenz des Ausgangsstromes des Wechselrichters ist dabei mittels eines Reglers in Abhängigkeit von dem Differenzwert der Stromaufnahme oder der l¢irkleistung des Bezugs-Asynchronmotors und des bzwO der leistungsregelbaren Asynchronmotoren veränderbar0 Als Gleichrichter kann ein steuerbarer Gleichrichter verwendet werden, dessen Ausgangsspannung durch den Regler in Abhängigkeit von der genannten Bezugsgröße veränderbar ist0 Es empfiehlt sich, in dem Gleichstrom-Zwischenstromkreis zwischen dem Gleichrichter und dem Wechselrichter eine Induktivität und/oder Kapazität zur Glättung der Gleichspannung anzuordnen0 Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung in einem Blockschaltbild gezeigten Ausführungsbeispiel näher erläutert, Die beiden Drehstrom-Asynchronmotoren 10 und 11, die auf dieselbe Nennleistung ausgelegt sind, werden von dem gemeinsamen Drehstrom-Speisenetz 12 2 gespeist Der Motor 10 ist z.B. am Hauptantrieb und der Motor 11 am Hilf santrieb eines Kettenkratzförderers angeordnet. Beide Motoren 10 und 11 arbeiten über ein Getriebe 13 auf eine im Blockschaltbild nur schematisch angedeutete endlose Kette 14, welche die Kratzerkette eines Kettenförderers oder die Hobelkette eines am Abbaustoß entlangbewegten Hobels bilden kann.
• Der Asynchronmotor 10 ist über die Leitungen 15, in denen ein Motorschutzschalter 16 und ein Motorschütz 17 liegen, an das Drehstromnetz 12 angeschlossen. Der andere Asynchronmotor 11 wird iiber die Leitungen 18 ebenfalls von dem Drehstromnetz 12 gespeist. In den Leitungen 18 liegen in üblicher Weise ein lvlotorschutzschalter 19 und ein iviotorschütz 20o Hinter dem Motorschütz 20 liegt in den Leitungen 18 ein steuerbarer Gleichrichter 21, dessen Ausgang über einen Gleichstrom-Zwischenkreis 22, bestehend aus einer Induktivität 23 und einer parallelgeschalteten Kapazität 24, mit dem eingang eines Wechselrichters 25 verbunden ist, an dessen Ausgang der Asynchronmotor 11 über die Leitungen 26 angeschlossen ist0 In den Leitungen 15, 26 der beiden Asynchronmotoren 10 und 11 ist jeweils ein Stromwandler 27 bzw, 28 angeordnet. Die beiden Stromwandler 27 und 28 sind über zeitungen 29 und 30 mit einem Stromsummenpunkt 31 verbunden, dessen Ausgang über eine Leitung 32 an den Steuereingang eines Reglers 33 angeschlossen ist0 Der Ausgang des Reglers 33 ist über eine Leitung 34 mit dem Steuereingang des Gleichrichters 21 und über eine Leitung 35 mit dem Steuereingang des Wechselrichters 25 verbunden, Die Speisung der beiden Drehstrom-Asynchronmotoren 10 und 11 erfolgt demgemäß aus dem gemeinsamen Drehstromnetz 12 mit konstanter Spannung und Frequenz. Dadurch sind die Drehzahl und der Arbeitspunkt des Bezugs-Asynchronmotors 10 festgelegt. Der steuerbare Gleichrichter 21 des anderen Asynchronmotors 11 wird ebenfalls von dem Drehstromnetz 12 mit konstanter Spannung und Frequenz versorgt, wobei die Drehspannung in eine pulsierende Gleichspannung umgewandelt wird, die über die Steuerleitung 34 veränderbar ist, Im Gleichstrom-Zwischenkreis 22, 23, 24 wird die Gleichspannung geglättet, Im Wechselrichter 25 wird aus der Gleichspannung eine Drehspannung veränderlicher Frequenz gemacht.
• Mit den beiden Stromwandlern 27 und 28 wird die Stromaufnahme der beiden Asynchronmotoren 10 und 11 gemessen und dem Stromsummenpunkt 31 zugefü1irt. Im Stromsummenpunkt 31 werden die beiden Motorströme miteinander verglichen und die Stromdifferenz b i wird dem Regler 33 zugeführt. Sind die beiden Motorströme gleich groß, so ist der Differenzstrom Ai gleich Null0 Das bedeutet, daß bei gleicher Effektivspannung die beiden Asynchronmotoren 10 und 11 gleich große Leistungen abgeben, Um die Effektivspannungen an den Asynchronmotoren immer gleich groß zu halten, ist es angebracht, die Spannung auch für den Asynchronmotor 11 fest auf den gleichen 13ffektinfert wie für den Asynchronmotor 10 einzustellen.
• Bei unterschiedlicher Stromaufnahme der beiden Asynchronmotoren 10 und 11, bedingt durch Kennlinienabweichungen, bewirkt die Stromdifferenz # #1 eine Verstellung der Speisefrequenz für den Asynchronmotor 11 über den Regler 33 und den Wechselrichter 25 und/oder den steuerbaren Gleichrichter 21.
• Ist die Stromaufnahme des Bezugs-Asynchronmotors 10 größer als diejenige des Asynchronmotors 11, so bewirkt der .egler 53 in dem Wechselrichter 25 eine Frequenz erhöhung für den Asynchronmotor 11. Das hat zur Folge, daß der Schlupf des Asynchronmotors 11 größer wird und dadurch seine Stromaufnahme ansteigt, wodurch sich zwangsläufig auch seine Leistung erhöht, Nimmt der Asynchronmotor 11 mehr Strom auf als der Asynchronmotor 10, dann bewirkt der :iechselrichter 25 eine Prequenzsenkung für den Asynchronmotor 11, wodurch sich sein Schlupf und damit auch seine Stromaufnahme und Leistung verringert0 Der in Abhängigkeit von der Stromaufnahme der beiden Asynchronmotoren über den Regler 33 gesteuerte Wechselrichter 25 bewirkt somit, daß beide Asynchronmotoren 10 und 11 stets denselben Strom aufnehmen, so daß die Motoren bei gleicher Effektivspannung auch die gleichen Leistungen abgeben, bs besteht ohne weiteres auch die Möglichkeit, die Leistung der beiden Asynchronmotoren 10 und 11 dad.urch gleichmäßig zu verteilen, daß man die Wirkleistung beider Motoren mißt und sie in einem Summenpunkt miteinander vergleicht0 Bei ungleicher Leistung der beiden Motoren kann dann für den Asynchronmotor 11 die Spannung und Frequenz so verstellt werden, daß der Leistungsunterschied zu Null wird. In diesem Fall wird die Steuerleitung 34 vom Regler 33 zu dem steuerbaren Gleichrichter 21 zur Spannungsverstellung benötigt Bei der in dem Blockschaltbild gezeigten Stromwertmessung mittels der Stromwandler 27 und 28 und des aus dem Summenpunkt 31 bestehenden Differenzwertermittlers kann von der Verwendung eines steuerbaren Gleichrichters 21 abgesehen werden. Es versteht sich, daß in diesem Fall die Verbindung 34 zwischen Regler 33 und Gleichrichter 21 entfällt Falls der elektrische Kettenantrieb mehr als zwei Asynchronmotoren, zoBo vier Asynchronmotoren, llmfaBt, von denen jeweils zwei am Haupt- und Hilfsantrieb vorgesehen sind, läßt sich die Anordnung so treffen, daß drei Asynchronmotoren entsprechend dem Motor 11 in dem Blockschaltbild in ihrer Leistungsabgabe in Abhängigkeit von dem vierten Asynchronmotor, welcher den Bezugs-Asynchronmotor bildet, auf die Leistung dieses Bezugs-Asynchronmotors abgestimmt werden, so daß eine möglichst gleichmäßige Leistungsverteilung erreicht wird0 L e e r s e i t e

Claims (1)

1. Titel: Elektrischer Kettenantrieb, insbesondere £ür leistungsstarke Bergbaumaschinen u0 dgl0 Patentansprüche 1. Elektrischer Kettenantrieb, insbesondere für Kettenförderer, Hobelanlagen für untertägige Gewinnungsbetriebe u.dgl., mit mehreren die gemeinsame Kette antreibenden, über diese Kette starr verbundenen Asynchronmotoren, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zur Gleichlastverteilung mindestens einer der Asynchronmotoren (10, 11) in Abhängigkeit von der Stromaufnahme oder der Leistungsabgabe eines Bezugs-Asynchronmotors (10) des Kettenantriebs durch Anderung seiner Stromfrequenz regelbar isto 2. Kettenantrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -e e I1 n z e i c h n e t , daß der bzw. jeder der regelbaren Asynchronmotoren (11) über einen regelbaren Wechselrichter (25) an das auch den Bezugs-Asynchronmotor (10) speisende Stromnetz (12) angeschlossen ist.

   . Kottenantrieb nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -K e ii n z e i c h n e t , daß dem Wechselrichter (25) ein, vorzugsweise steuerbarer, Gleichrichter (21) vorgeschaltet ist.

   4. Kettenantrieb nach anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Frequenz des Ausgangsstromes des Wechselrichters (25) mittels eines Reglers (33) in Abhängigkeit von dem Differenzwert der Stromaufnahme oder der Wirkleisung des Bezugs-Asynchronmotors (10) und des bzw. der leistungsregelbaren Asynchronmotoren (11) vernderbar ist0 5. Kettenantrieb nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Änderung der Ausgangsspannung der steuerbare Gleichrichter (21) mit dem Regler (33) verbunden ist0 6. Kettenantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Gleichstrom-Zwischenkreis (22) zwischen dem Gleichrichter (21) und dem Wechselrichter (25) eine Induktivität (23) und/oder eine Kapazität (24) zur Glättung der Gleichspannung angeordnet ist bzwO sind0 7. Kettenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sämtliche Asynchronmotoren (10, 11) dieselbe Nennleistung aufweisen und vorzugsweise aus polumschaltbaren Drehstrom-Asynchronmotoren bestehen