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Einrichtung zum Stillsetzen von Schwungradumformern mit abkuppelbarem
Schwungrad in den Arbeitspausen. Bei elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschinen,
die nach dem bekannten Leonardsystem durch eigene Steuerumformer in ihrer Drehzahl
geregelt werden, müssen die Verluste des Umformers während der gesamten Arbeitsschicht
in Kauf genommen werden. Da derartige Umformer oft recht beträchtliche Leerlaufverluste
aufweisen und diese während der Arbeitspausen dauernd das Netz belasten, wird der
Wirkungsgrad des Betriebes durch
längere Arbeitspausen stark herabgedrückt.
Es empfiehlt sich somit, Leonardumformer während der Arbeitspausen stillzusetzen,
um an Energie zu sparen. Für Leonardumformer ohne Schwungradausgleich sind Einrichtungen,
die in bequemer Weise ein Stillsetzen und Wiederanlassen des Steuerumformers ermöglichen,
bekannt und bereits ausgeführt. Dagegen konnte diese Einrichtung für Ilgneranlagen
mit Schwungradausgleich nicht mit dem gewünschten wirtschaftlichen Erfolg verwendet
werden, da bei einer Abschaltung des Umformers vom Netz das Schwungrad seine aufgespeicherte
Energie an den Umformer entlädt und beim Wiederanlassen neu aufgeladen werden muß.
Außerdem verursacht das Wiederanlassen mit Schwungrad erhebliche Zeitverluste, die
für einen flotten Arbeitsbetrieb außerordentlich hinderlich sind.
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Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten beim Stillsetzen von
Egnerumformern in Arbeitspausen dadurch beseitigt, daß mit dem Abschalten des Umformers
vom Netz das Schwungrad vom Umformer abgekuppelt und so der Umformer ohne Schwungrad
wie bei reinem Leonardbetrieb in kurzer Zeit stillgesetzt wird. Das Schwungrad,
dessen Leerlaufverluste gegenüber den Leerlaufverlusten des Umformers gering sind,
wird nur sehr langsam in seiner Drehzahl abfallen und erst nach Stunden zum Stillstand
kommen. Soll nach kurzer Arbeitspause wieder angefahren werden, so wird der Umformer
allein wieder angelassen, bis er die Drehzahl seines Schwungrades erreicht hat.
In diesem Augenblick oder kurze Zeit vorher wird die Kupplung zwischen Schwungrad
und Umformer zweckmäßig selbsttätig vorgenommen.
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Zur Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele
dargestellt. Das Schwungrad S ist durch eine elektromagnetische Kupplung K mit dem
Umformer U gekuppelt. Durch Unterbrechung des Feldstromkreises der Kupplung K wird
das Schwungrad S von dem Umformer U mechanisch gelöst. Schwungrad und Umformer sind
ihrerseits mit je einer die Tourenzahl messenden Einrichtung gekuppelt, beispielsweise
der Tourendynamo T,r bzw. T", die eine der Drehzahl proportionale Ankerspannung
liefert (Abb. z). Die Spannungen der Tourendynamos dienen zur Speisung zweier elektrisch
getrennter, sich entgegenwirkender Wicklungen a und c eines Spannungsrelais R, und
zwar ist T,, auf die Wicklung a und T" auf die Wicklung c geschaltet. Außerdem hat
das Relais R noch eine Dauererregerwicklung b, die von konstantem Strom durchflossen
ist. Der Relaisanker ist durch eine Feder so ausbalanciert, daß er bei Dauererregung
des Eisenkernes gerade noch nicht anzieht. Die Wicklung a ist nun so geschaltet,
daß sie den Magnetfluß des Eisenkernes verstärkt, während die Gegenwicklung c den
Magnetfluß schwächt. Der Relaiskontakt r liegt im Erregerkreis der Magnetkupplung
K in Reihe mit dem Hauptbetätigungskontakt in am Hauptschalter des Umformers.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist nun folgende: Im Betrieb ist
der Kontakt in am Hauptschalter und der Relaiskontakt y dauernd geschlossen, so
daß der Umformer U mit seinem Schwungrad S gekuppelt ist. Soll in einer Arbeitspause
der leerlaufende Umformer stillgesetzt werden, um an Energie zu sparen, so wird
er durch den Hauptschalter H vom Speisenetz N getrennt. Gleichzeitig wird durch
den Kontakt m der Kupplungsstromkreis-unterbrochen und die Schwungradkupplung gelöst,
so daß der Umformer allein sehr schnell zum Stillstand kommt. Entsprechend der raschen
Drehzahlabnahme des Umformers sinkt auch die Spannung der Tourendynamo T" sehr schnell,
während die Spannung der Tourendynamo Ts entsprechend der nur langsam sinkenden
Schwungraddrehzahl ebenso langsam zurückgeht. Die Wicklung a des Spannungsrelais
R ist infolgedessen stärker erregt als die Gegenwicklung c, so daß der Magnetfluß
des Relaiskernes größer wird, den Relaisanker anzieht und damit den Kontakt r unterbricht.
Das magnetische Übergewicht der Wicklung a bleibt so lange bestehen, bis auch das
Schwungrad zum Stillstand gelangt ist und der Relaisanker wieder abfällt. Wird dagegen
nach kurzer Arbeitspause wieder angefahren, so fällt der Relaisanker ab, sobald
die Gegenwicklung c dieselbe Feldstärke erreicht hat wie die Wicklung a, d. h. sobald
der Umformer die Drehzahl des Schwungrades erreicht hat, wird der Kontakt r wieder
geschlossen; infolgedessen fällt auch die Kupplung K wieder ein, da der Betätigungskontakt
m im Kupplungsstromkreis bereits mit dem Einlegen des Hauptschalters H geschlossen
worden ist. Bei vollkommener Drehzahlübereinstimmung zwischen Schwungrad und Umformer
geht der Kupplungsvorgang völlig stoßfrei vor sich. Hat der Umformer jedoch im Augenblick
des Kupplungsvorganges das Schwungrad bereits überholt, so treten durch das Nachschleppen
des Schwungrades durch den Umformermotor Stromstöße im Speisenetz auf, die nach
Möglichkeit vermieden werden müssen. Um daher sicher zu gehen; daß der Kupplungsvorgang
nicht nach Überschreitung des Drehzahlsynchronismus erfolgt, kann man durch entsprechende
Einjustierung der Spannungsstromkreise der Tourendynamos mittels der Widerstände
W, bzw. W2 erreichen, daß die Kupplung schon einfällt, bevor die Drehzahl des Umformers
diejenige des Schwungrades
erreicht hat. Der Umformer wird daher
vom Schwungrad in den Synchronismus hineingezogen, wobei im Gegensatz zu den zu
spät einsetzenden Kupplungsvorgängen eine kurzzeitige Entlastung des Netzes eintritt.
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Statt des rein elektrisch wirkenden Differentialrelais kann man auch
die in Abb. a dargestellte Einrichtung verwenden, bei der die Drehzahlen von Schwungrad
und Umformer durch Zentrifugalpendel Z, und Z, gemessen werden. Diese Zentrifugaleinrichtungen
sind mit Kontakthebeln K" bzw. K, gekuppelt, von denen die gleichbezifferten Kontakte
i bis g durch je eine Leitung miteinander verbunden sind. Infolgedessen ist, sobald
der Hilfskontakt m am Hauptschalter H geschlossen ist, der Stromkreis
der Kupplung geschlossen, wenn die Zentrifugalpendel gleichen Ausschlag haben, also
Umformer und Schwungrad gleiche Drehzahl besitzen. Da diese Zentrifugalpendel bei
geringer Drehzahl sehr ungenau arbeiten, sind sie nicht direkt, sondern über ein
Differentialgetriebe a bzw. b mit der Schwungrad- bzw. Umformerwelle
verbunden. Das Differentialgetriebe wird einerseits durch die konstante Drehzahl
eines Hilfsmotors 1V1, andererseits durch die Drehzahl der Schwungrad- bzw. UmformerwElle
=beeinflußt. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist im wesentlichen die gleiche wie
bei der Abb. i.
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Ferner kann die Schwungradkupplung auch durch beliebige andere in
Abhängigkeit von der Umformer- und Schwungraddrehzahl arbeitende Hilfsmittel erreicht
werden, z. B. durch Druckluft, Dampf oder Federwirkung. Man kann auch die Kupplung
von Hand einlegen, indem man den Zeitpunkt des Synchronismus durch ein Signalzeichen
wahrnehmbar macht. Schließlich mag noch erwähnt werden, daß man an Stelle der gezeichneten
elektromagnetischen Kupplung jede ausrückbare Kupplung verwenden kann.