DE377685C

DE377685C - Hoist driven by an AC induction motor

Info

Publication number: DE377685C
Application number: DES51044D
Authority: DE
Inventors: Ludwig Thallmayer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1919-09-10
Filing date: 1919-09-10
Publication date: 1923-06-25

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 25. JUNI 1923ISSUED JUNE 25, 1923

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 35 c GRUPPE 1/^ j;CLASS 35c GROUP 1 / ^ j;

(S51044 XII35C) ^ί *(S51044 XII35C) ^ί *

Siemens-Schuckertwerke G.m.b.H. in Siemensstadt b.Berlin*).Siemens-Schuckertwerke G.m.b.H. in Siemensstadt near Berlin *).

Durch einen Wechselstrominduktionsmotor angetriebenes Hubwerk.Hoist driven by an AC induction motor.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. September 1919 ab.Patented in the German Empire on September 10, 1919.

Zum Regeln der Drehzahl von Wechselstrominduktionsmotoren werden gewöhnlich Anlaßwiderstände verwandt, die in den Stromkreis des indizierten Teiles eingeschaltet sind. Durch das Einschalten dieser Widerstände verlieren jedoch die Motoren die sehr wertvolle Eigenschaft, bei treibender Last als Generator bremsend zu wirken. Das wird als großer Mangel empfunden bei Verwendung solcher Motoren zum direkten Antrieb von· Hub- ίοTo regulate the speed of AC induction motors are commonly used Starting resistors used, which are switched into the circuit of the indexed part. However, by switching on these resistors, the motors lose the very valuable ones Property of having a braking effect as a generator when the load is driving. That is going to be great Deficiency felt when using such motors for the direct drive of · Hub- ίο

*J Von dem Patentsucher ist als Erfinder angegeben worden: * J The patent seeker indicated the following as the inventor:

Ludwig Thallmayer in Wien.Ludwig Thallmayer in Vienna.

werken, wie Förderhaspeln u. dgl., bei denen während der Abwärtsfahrt mit der Umkehr der Kraftrichtnng zu rechnen ist. Um einen flotten Betrieb zu ermöglichen, ist nämlich auch beim Senken von Lasten zunächst der Steuerwiderstand des Motors in eine Senkkraftstellung zu bringen, weil die zu beschleunigenden Massen (Förderseile, Trommeln) oft im Verhältnis zu der zu senkenden Nutzlast ίο so groß und anderseits die Förderstrecken so lang sind, daß durch die treibende Last allein das Hubwerk nicht genügend schnell auf die gewünschte Senkgeschwindigkeit kommen würde. Beim Steuern solcher Antriebe können dann nur durch größte Aufmerksamkeit des Maschinisten Unfälle infolge Durchgehens fies Motors verhütet werden. Der Maschinist muß die Geschwindigkeit der Fahrt ganz genau beobachten, um im richtigen Augenblick, wenn die Synchrondrehzahl des Motors überschritten wird, die Anlaßwiderstände kurzzuschließen, weil nur bei ganz oder nahezu kurzgeschlossenem induzierten Teil der Motor ah Generator unter Rückgabe von Strom ins Xetz bremsend wirkt. Handelt es sich um größere Leistungen, so wird es dem Führer fast unmöglich, die dann recht schweren Anlaßapparate im gegebenen Augenblick schnell genug umzustellen, und man ist genötigt, zu verwickelten und teuren Hilfsmaßnahmen zu greifen, um die nötige Sicherheit des Betriebes zu erzielen.works, such as conveyor reels and the like, in which during the downward travel with the reversal the direction of force is to be expected. To enable brisk operation is namely also when lowering loads, first the control resistance of the motor in a lowering force position because the masses to be accelerated (hoisting ropes, drums) are often in relation to the payload to be lowered ίο so big and on the other hand the conveyor lines so are long that the hoist does not respond quickly enough to the driving load alone desired lowering speed would come. When controlling such drives you can then accidents as a result of runaway nasty only with the machinist's greatest attention Engine must be prevented. The machinist must watch the speed of the journey very carefully, in order to short-circuit the starting resistors at the right moment when the synchronous speed of the motor is exceeded, because only when the induced part is completely or almost completely short-circuited, the motor ah Generator has a braking effect by returning electricity to the Xetz. Are they larger Achievements, so it becomes almost impossible for the Fiihrer, the then very heavy starting apparatus to change quickly enough at the given moment, and one is forced to become involved and to take expensive aid measures in order to maintain the necessary security of the company achieve.

Die Erfindung setzt sich nun die Aufgabe, den Einfluß des Maschinisten auf den Übergang der Asynchronmaschine von der Motorwirkung zur Generatorwirkung ganz auszuschalten und diesen Übergang sich selbsttätig vollziehen zu lassen. Zur Lösung dieser Aufgabe läßt man gemäß der Erfindung den Wechselstrominduktionsmotor dauernd umlaufen und in an sich bekannter Weise unter Zwischenschaltung eines Umlaufrädergetnebes mit wechselweise festzubremsenden und freizulassenden Umlaufteilen auf das Hubwerk wirken. Das Neue besteht nun darin, daß man die Steuerung des Hubwerkes nur durch die Bremsen an Umlaufgetriebe und Trommel, aber ohne Benutzung von Steuerwiderständen für den induzierten Teil des Motors bewirkt, so daß sich beim Senken einer Last der Übergang der Antriebsmaschine vom treibenden zum bremsend wirkenden Generator selbsttätig vollzieht, wodurch höchste Betriebssicherheit erreicht und ein Durchgehen des Motors unmöglich gemacht wird.The invention now sets itself the task of reducing the influence of the machinist on the transition completely switch off the asynchronous machine from the motor effect to the generator effect and let this transition take place automatically. To solve this problem according to the invention, the AC induction motor is allowed to rotate continuously and in a manner known per se Interposition of a Umlaufrädergetnebes with alternately to be braked and released Rotary parts act on the hoist. The new thing is that you can only control the hoist through the Brakes on epicyclic gear and drum, but without the use of control resistors for the induced part of the motor, so that when a load is lowered the transition the driving machine from the driving to the braking generator automatically takes place, whereby maximum operational safety is achieved and the engine cannot run away is made.

In Abb. ι und 2 ist ein solcher Antrieb für einen eintrumigen Förderhaspel dargestellt. Der Antriebsmotor 1 ist mit dem Schwungrad 2 verbunden und treibt das kleine Zahnrad 3, das mit dem Planetenrad 4 in Eingriff steht. Die Achse 5 dieses Rades ist exzentrisch an , ■ ler Trommel ö gelagert und läuft mit dieser um die Achse des Rades 3. An der Trommel 6 hängt die Last 7. Eine Bandbremse 8 auf der Trommel 6 wird durch den Hebel 9 gesteuert. Das Planetenrad 4 wälzt sich seinerseits auf dem inneren Zahnkranz des Rades 10 ab, das mit dem Rade 3 konzentrisch ist und ebenfalls mit einem Bremsband 11 versehen ist und durch den Bremshebel 12 gebremst werden kann. Der Motor 1 läuft dauernd in der durch Pfeile gekennzeichneten Drehrichtung. Zum Anfahren des Haspels wird die Bremse 11 des Rades 10 angezogen und Bremse 8 der Trommel 6 gelöst: dann wird die Last z. B. gehoben. Zum Anhalten wird die Bremse 8 angezogen, das Rad 10 dagegen durch Lösen der Bremse 11 freigegeben. Will man die Last senken, so ist dem Motor zunächst die andere Drehrichtung zu erteilen, z. B. durch Umschalten des Stators, wobei die Bremse 8 fest bleibt und Bremse 11 gelöst ist. Durch langsames gleichzeitiges Entlasten der Bremse 8 und Belasten der Bremse 11 wird das Senken der Last eingeleitet. Durch völliges Lösen von 8 auf scharfes Anziehen von 11 wird der Last die größte Senkgeschwindigkeit erteilt. Diese Geschwindigkeit ist an sich regelbar mittels der Bremsen 8 und 11. Überschreitet der Motor jetzt seine synchrone Drehzahl, so geht er von selbst in den Zustand des bremsend wirkenden Generators über, ohne daß der Maschinist die Steuerwiderstände des Rotors zu beeinflussen brauchte. Ein Durchgehen der treibenden Last ist unmöglich.In Fig. Ι and 2 such a drive for a single-strand conveyor reel is shown. Of the Drive motor 1 is connected to the flywheel 2 and drives the small gear 3, which is in engagement with the planetary gear 4. The axis 5 of this wheel is eccentric, ■ The drum is stored and runs with it around the axis of the wheel 3. On the drum 6, the load 7 hangs. A band brake 8 on the Drum 6 is controlled by lever 9. The planet gear 4 in turn rolls up the inner ring gear of the wheel 10, the is concentric with the wheel 3 and is also provided with a brake band 11 and can be braked by the brake lever 12. The motor 1 runs continuously in the Direction of rotation indicated by arrows. To start the reel, the brake 11 of the Wheel 10 tightened and brake 8 of the drum 6 released: then the load is z. B. raised. To stop, the brake 8 is applied, while the wheel 10 is applied by releasing the brake 11 released. If you want to lower the load, the motor is initially in the opposite direction of rotation to issue z. B. by switching the stator, the brake 8 remains fixed and Brake 11 is released. By slowly releasing the brake 8 and loading at the same time the brake 11 is lowering the load initiated. By completely loosening 8 to sharply tightening 11, the load becomes the highest lowering speed granted. This speed can be controlled by means of the Brakes 8 and 11. If the motor now exceeds its synchronous speed, it goes from even in the state of the braking acting generator without the machinist the Needed to influence control resistances of the rotor. A runaway from the driving load is impossible.

In Abb. 3 ist ein Planetengetriebe, wie es für einen zweitrumigen Förderhaspel ausgebildet sein könnte, im Schnitt dargestellt. Die rechte Seite entspricht ganz der Abb. 2 für eintrumigen Betrieb. Für zweitrumigen Betrieb ist hinzugekommen die Bremsscheibe 13, welche durch das Bremsband 14 gehalten werden kann, das Zahnrad 15, das mit der Bremsscheibe 13 fest verbunden ist und das Zahnrad 16, welches wie Zahnrad 4 auf der Welle 5 festsitzt. Der Motor treibt die Mittelwelle (Abb. 3) in der Pfeilrichtung an. Wenn dann durch Anziehen des Bremsbandes 11 die Scheibe 10 gebremst wird, während die Bremsbänder 8 tmd 14 gelöst bleiben, so wälzt sich das Zahnrad 4 auf der Innenverzahnung der Scheibe 10 ab und die Seiltrommel bewegt sich in derselben Drehrichtunig wie die Mittelwelle (entsprechend der Übersetzung mit geringerer Drehzahl als diese). Wird das Bremsband 14 angezogen, während 8 und 11 gelöst bleiben, so wälzt sich das Zahnrad 16 auf der Verzahnung von 15 ab und die Trommel bewegt sich damit in einer der Drehrichtung der Mittelwelle entgegengesetzten Richtung. Zum Haiten, Stillsetzen der Last 'dient das Bremsband 8, welches die Seiltrommel 6 bremst,In Fig. 3, a planetary gear, as it could be designed for a two-drum conveyor reel, is shown in section. The right-hand side corresponds entirely to Fig. 2 for single-room operation. For two-drum operation, the brake disk 13, which can be held by the brake band 14, the gear 15, which is firmly connected to the brake disk 13, and the gear 16, which, like gear 4, is fixed on the shaft 5, have been added. The motor drives the central shaft (Fig. 3) in the direction of the arrow. If the disc 10 is then braked by tightening the brake band 11 while the brake bands 8 and 14 remain released, the gear wheel 4 rolls on the internal teeth of the disc 10 and the cable drum moves in the same direction of rotation as the central shaft (according to the translation at a lower speed than this). If the brake band 14 is tightened while 8 and 11 remain released, the gear wheel 16 rolls on the toothing of 15 and the drum thus moves in a direction opposite to the direction of rotation of the central shaft. The brake band 8, which brakes the cable drum 6, is used to hold the load,

während die beiden Scheiben io und 13 unter den gelockerten Bremsbändern 11 und 14, vom Motor angetrieben, leer umlaufen.while the two disks io and 13 under the loosened braking bands 11 and 14, from Motor driven, idling.

iZum Einhängen (Senken) von Lasten wird die Drehung der Windentrommel für die Senkrichtung der Last durch Anziehen der entsprechenden Bremse, z.B. 11, eingeleitet und diese Stellung des Steuerhebels während der Fahrt beibehalten. Dabei wirkt, wenn die Last antreibt, ohne jedes Zutun des Steuermannes der Motor als übersynchroner Generator bremsend und liefert Bremsenergie ins Netz. Das Stillsetzen der Last geschieht, gleichgültig, ob die Last antreibt oder der Motor, durch allmähliches Anziehen der Bremse 8 und Lockern der Bremse 11.iTo hang up (lower) loads, the rotation of the winch drum is used for the lowering direction the load is initiated by applying the appropriate brake, e.g. 11, and Maintain this position of the control lever while driving. It acts when the load drives, braking the engine as an oversynchronous generator without any action on the part of the helmsman and supplies braking energy to the network. The load is stopped, regardless of whether the load drives, or the motor, by gradual Applying the brake 8 and loosening the brake 11.

Die Konstruktion des Planetengetriebes gestattet außerdem, zwanglos einen beträchtlichen Teil der zwischen dem schnellaufenden Motor und der Windentrommel notwendigen Übersetzung in das Getriebe selbst hineinzuverlegen. Es können auch durch geeignete Abmessungen der Zahnräder für die beiden Drehrichtungen der Windentrommel verschiedene Geschwindigkeiten erzielt werden, um z. B. das Heben und Senken der Last am gleichen Förderseil mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewirken zu können.The construction of the planetary gear also allows a considerable amount of unconstrained Part of the necessary between the high-speed motor and the winch drum To move translation into the transmission itself. It can also be made by suitable dimensions the gears for the two directions of rotation of the winch drum different speeds can be achieved to z. B. lifting and lowering the load on the same hoisting rope at different speeds to be able to effect.

Durch diese Antriebs- und Steueranordnung werden bei Verwendung von Wechselstrominduktionsmotoren als Antriebsmaschinen für Förderhaspeln und ähnliche Windwerke bei geringeren Anschaffungskosten die wesentlichen Vorteile erzielt, die bisher nur bei Verwendung eines Umformersatzes (Leonardantrieb) erreicht wurden, daß nämlich die Massen des Hubwerks ohne Anwendung von Kupplungen aus einer ständig umlaufenden Masse beschleunigt werden können. Dabei bleibt es möglich, in bekannter Weise mit dem Motor Schwungmassen zu verbinden und, wie beim Fördermaschinenantrieb durch einen Schwungradumformer, bei starken Belastungsschwankungen durch geeignete, an sich bekannte, selbsttätig wirkende Einrichtungen das Schwungrad zur erhöhten Arbeitsabgabe heranzuziehen. Anderseits ergeben sich durch die Möglichkeit der Verwendung eines Motors mit Kurzschlußanker, die dadurch gegeben ist, daß der Motor unabhängig vom Hubwerk wird, durch dessen besondere widerstandsfähige Bauart und weil er vollkommen schlagwettersicher ist, manche Vorteile, die einen solchen Förderhaspel zur Verwendung unter Tage oder an Erdölschächten besonders dann geeignet machen, wenn er zweitrumig ist und der Antriebsmotor deshalb keiner Umsteuerung bedarf.This drive and control arrangement when using AC induction motors as prime movers for conveyor reels and similar winches at lower acquisition costs Advantages achieved that were previously only available when using a converter replacement (Leonard drive) have been achieved, namely the masses of the hoist without the use of clutches can be accelerated from a constantly rotating mass. It stays that way possible to connect flywheels with the engine in a known manner and, as with The hoisting machine is driven by a flywheel converter in the event of strong fluctuations in load by suitable, known, automatically acting devices that Use the flywheel to increase the workload. On the other hand, the Possibility of using a motor with a short-circuit armature, which is given that the motor becomes independent of the hoist, thanks to its particularly robust design and because it is completely firedamp proof there are some advantages that make such a conveyor reel particularly suitable for use underground or in oil wells do if it is two-drum and the drive motor therefore does not need to be reversed.

Claims

Patent claims:

1. Hoist driven by an AC induction motor, characterized in that that between the drive motor and hoist in a known manner an epicyclic gear is switched on with alternately to be braked and released rotating parts, for the purpose of the Allow the drive motor to start independently of the hoist and control the hoist only through the brakes on the epicyclic gear and drum, but without using control resistors for the induced part of the motor, so that when lowering a load, the transition of the prime mover from the driving machine Motor to the braking acting generator takes place automatically.

2. Drive and control for hoists according to claim 1, characterized in that that additional centrifugal masses are connected to the engine, for the purpose of the work required on the engine to shape evenly.

3. Drive and control for hoists according to claim 2, characterized by Use of known facilities that automatically control the flywheels induce increased work submission and acceptance.

4. Drive and control for reversing operations according to claim 1 to 3, characterized by an induction motor with a short-circuit armature as the drive motor.

For this purpose ι sheet of drawings.