DE348797C - Sicherheitseinrichtung zur Verhuetung unzulaessiger Drehzahlsteigerungen fuer Motoren mit indirekter Steuerung - Google Patents

Description

Siemens-Schuckertwerke G. m. b. H. in Siemensstadt b. Berlin.

Sicherheitseinrichtung zur Verhütung unzulässiger Drehzahlsteigerungen für Motoren

mit indirekter Steuerung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Juni 1919 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in Österreich vom 21. Dezember 1918 beansprucht.

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung gegen das Auftreten unzulässiger Drehzahlsteigerungen der Antriebsmotoren bei Betrieben mit stark veränderlichem Lastmoment 5 oder solchen, beidenendasLastmomentwährend des Betriebes seine Richtung umkehren und den Motor antreiben kann, wie das ζ B. bei Förderanlagen beim Einlassen von Lasten in den Schacht oder beiBahnbetrieben bei Talfahrt vorkommt. Die Steuereinrichtungen für die Motoren in solchen Betrieben sind immer so beschaffen, daß der Maschinist die Möglichkeit hat, schnell einzugreifen, sei es durch Abstellen des Antriebsmotors und Anwendung von Brcmsen oder durch Umschaltung des Motors derart, daß dieser dann selbst bremsend wirkt. Ob die zur Verhütung unzulässiger Drehzahlsteigerungen notwendigen Maßnahmen zeitig und richtig erfolgen, hängt jedoch ganz von der Aufmerk-

ao samkeit des Maschinisten ab. Man hat deshalb bereits selbsttätig wirkende Sicherheitsvorrichtungen geschaffen, bei denen z. B. beim Antrieb mittels Elektromotoren ein besonderer Schalter unabhängig von der jeweiligen Stellung des

eigentlichen Steuerorganes beim Überschreiten einer gewissen Drehzahl den Motor abschaltet und eine Bremse einfallen läßt oder eine Bremsschaltung für den Motor herstellt.
Die Erfindung bezieht sich ausschließlich auf indirekt wirkende Steuereinrichtungen, d. h. solche, bei denen das eigentliche Steuerorgan für den Hauptmotor, im folgenden »Anlaßorgan« genannt, durch einen von Hand gesteuerten Hilfsmotor mit beliebiger Antriebskraft (Servomotor) verstellt wird.

Bei Motoren mit solchen indirekt wirkenden Steuereinrichtungen werden nach der Erfindung unzulässige Drehzahlsteigerungen dadurch verhütet, daß, sobald der Hauptmotor eine bestimmte-Drehzahl überschreitet, das Anlaßorgan selbst durch den Hilfsmotor selbsttätig in die Stellung gebracht wird, in die es der Maschinist bei genügender Aufmerksamkeit auch brirgen müßte, um den Motor abzubremsen. Das geschieht in der Weise, daß durch Einwirkung einer Drehzahlmeßvorrichtung unabhängig von der Handsteuerung die Steuereinrichtung für den Hilfsmotor so umgestellt oder umgeschaltet wird, daß dieser darauf das Anlaßorgan selbsttätig in die Bremsstellung führt. Zweckmäßig wird die Anordnung so getroffen, daß beim Aufheben der Anlaßstellung, bei Umstellung der Handsteuerung auf Bremsung oder beim Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl durch das Bremsen der Maschine das Anlaßorgan wieder selbsttätig in die der Handsteucrhebel-, stellung zugehörige Stellung geleitet wird, also dem Kommando der Handsteuerung wieder unterworfen wird.

In der Zeichnung ist in Abb. 1 die neue Sicherheitsanordnung an einer Steuerung dargestellt, bei der ein Flüssigkeitsanlasser A für den Hauptmotor, den Drehstrommotor M durch zwei gegeneinander wirkende Hilfsmotoren Ma und Me betätigt wird. Jedem dieser Hilfsmotoren ist ein Regulierwiderstand vorgeschaltet, von denen der eine A e von Hand eingestellt werden kann, während der andere, Aa, von der Welle des Anlassers aus verstellt wird. Wenn beide Widerstände gleiche Stellung haben, halten sich die Drehmomente der beiden Hilfsmotoren das Gleichgewicht, und die Welle des Anlassers wird nicht bewegt. Wird der Widerstand Ae von Hand verstellt, so wird das Gleichgewicht zwischen den Momenten der beiden Hilfsmotoren gestört und die Welle des Flüssigkeits-Anlaßwiderstandes so weit gedreht, bis der Widerstand .4«, der mit der Antriebs-

welle zusammen gedreht wird, dieselbe Stellung wie Aehat und damit das Gleichgewicht wiederhergestellt ist. Diese an sich bekannte Steuereinrichtung ist nun mit einer Sicherheitsemrichtung nach der Erfindung versehen. Mit der Welle des Hauptmotors ist als Drehzahlmeßvorrichtung die Geschwindigkeitsdynamo G gekuppelt. Weiter ist ein Relais R vorgesehen, an die Dynamo angeschlossen und mittels des

ίο Widerstandes W so eingestellt, daß es, sobald eine gewisse Drehzahl überschritten wird, anzieht und durch seine Kontakte den Regulierwiderstand Ae überbrückt und eine direkte Verbindung zwischen dem Netz und dem Hilfs-

t5 motor Me herstellt.

Der Anlaßvorgang wird nun in üblicher Weise mit dem Handhebel des Hilfssteuerapparates Ae eingeleitet, und der Motor M nimmt eine der Hebelauslage und der Belastung entsprechende Geschwindigkeit an. Solange der Motor M positiv belastet bleibt, überschreitet er seine Synchrondrehzahl nicht. Wird aber beim Lastsenken der Motor durch die Last angetrieben, so erreicht er eine größere Drehzahl, bei welcher

as z. B. beim Überschreiten der Synchrondrehzahl die Geschwindigkeitsdynamo G die zur Wirkung des Relais R erforderliche, durch den Widerstand W einstellbare Spannung erzeugt. Das Relais R zieht an und überbrückt den Steuer- widerstandAe, worauf der Anlasser^, in die für die elektrische Bremsung erforderliche Stellung geführt wird. In der Abb. ί stellt das Relais R den Anlasser in seine Endlage. Es kann jedoch auch jede andere Stellung des Anlassers in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eingestellt werden, wenn man das Relais z. B. nur einen entsprechenden Teil des Widerstandes Ae überbrücken läßt.
Beim Zurückgehen der Drehzahl durch Verminderung der den Motor antreibenden Kräfte oder durch zusätzliche Bremswirkung wird die Wirkung des Relais R selbsttätig aufgehoben, und die Bewegung des Anlassers A unterliegt dann wieder nur noch der Steuerung durch den Maschinisten.

Eine besondere erfindungsgemäße Ausführungsform der Einrichtung für Asynchron-Induktionsmotoren ist in Abb. 2 dargestellt. Hierbei wird an Stelle der Geschwindigkeitsdynamo ein Drehfeldrelais D angewendet, welches im wesentlichen aus einem gewöhnlichen, an die Rotorleitungen des Motors M angeschlossenen dreiphasig gewickelten Stator und einem Anker, welcher einen Kontaktarm verstellt, besteht.

Der Anker kann entweder natürlich magnetisiert oder mit Gleichstrom erregt sein. Der Drehsinn des durch die Rotorspannung des Hauptmotors erregten Relais D wird so gewählt, daß dasselbe, solange der Motor M treibend wirkt, gegen einen Anschlag gelegt wird und daher unwirksam ist. Nach dem Durchschreiten der synchronen Drehzahl, welche gleichzeitig in den meisten Fällen die oberste zulässige Betriebsdrehzahl darstellt, kehrt die Richtung des Motorrotorfeldes um, der Magnetanker des Relais D verstellt den Kontaktarm, und es erfolgt, wie früher beschrieben, die Beeinflussung des Anlassers A.

Als Geschwindigkeitsmeßvorrichtungen können auch andere Mittel, wie mechanische Fliehkraftregler, Frequenzmesser usw., verwendet werden.

Die Sicherheitseinrichtung selbst kann bei jeder indirekt wirkenden Steuereinrichtung angebracht werden, gleichgültig, was für ein Hilfsmotor (elektrisch, durch Dampf oder durch Luftdruck betätigt) verwendet wird und wie er gesteuert wird. Durch Umstellen oder Umschalten von Ventilen oder Widerständen läßt sich immer erreichen, daß der Hilfsmotor das Anlaßorgan dann selbsttätig, unabhängig von der Handsteuerung, in eine bestimmte Stellung, eine Bremsstellung bringt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Sicherheitseinrichtung zur Verhütung unzulässiger Drehzahlsteigerungen für Motoren mit indirekter Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß, sobald der Hauptmotor eine bestimmte Drehzahl überschreitet, die indirekte Steuerung seines Anlaßorgans dem Einfluß der Handsteuerung entzogen wird und in gleicher Weise beeinflußt wird, daß der Hilfsmotor das Anlaßorgan selbsttätig in eine Bremsstellung führt (z. B. in die Anlasserkurzschlußstellung).

2. Sichelheitseinrichtung nach Anspruch 1 für Asynchronmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Durchgang des Hauptmotors durch den Synchronismus erfolgende Drehrichtungswechsel der Rotorspannung bzw. eines durch Strom aus dem Rotor erregten Drehfeldes dazu benutzt wird, ein Drehfeldrelais zu steuern, welches die zur Umstellung oder Umschaltung der Steuereinrichtung nötige Kontaktgebung'besorgt.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß, sobald der Hauptmotor die gefährliche Drehzahl wieder unterschreitet, durch Aufheben der zur Erzielung einer Bremsschaltung bewirkten Um-Stellung oder Umschaltung der Steuereinrichtung die Betätigung des Anlaßorgans selbsttätig wieder unter den Einfluß dej Handsteuerung gestellt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.