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Einrichtung zum Steuern einer Reihe von Drehstrommotoren, insbesondere
zum Antrieb reversierbarer Rollgänge Es ist bereits ein elektrischer Fernantrieb
für mehrere in der Drehrichtung umkehrbare Arbeitsmaschinen unter Verwendung eines
elektromotorisch mit gleichmäßiger Geschwindigkeit angetriebenen Steuerapparats
bekannt, dessen Schaltkontakte so angeordnet sind, daß Mets nur der Elektromotor
einer Arbeitsmaschine ein- bzw. umgeschaltet und jede Arbeitsmaschine von dem Leitungsnetz
abgeschaltet und in bestimmten gleichen Zeitabständen ein- bzw. umgeschaltet werden
kann, um Stromstöße im Leitungsnetz zu vermeiden.
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Auch ist bereits eine Einrichtung zum Steuern von Drelistrommotoren,
insbesondere für Walzwerksanlagen vorgeschlagen worden, bei der durch die Verwendung
eines stufenlos zwischen zwei Höchstwerten spannungsregelnden Transformators in
nur zwei oder allen drei Motorleitungen bzw. Phasen, der Drehsinn des Drehfeldes
im Motor umgekehrt wird. Die Spannungs- und damit die Drehzahlregelung der Motoren
erfolgt durch Verschieben oder Verdrehen der Wicklungen des Transformators zueinander,
und zwar mit Hilfe eines elektrischen Steuermotors ider eines umsteuerbaren hydraulischen,
pneumatischen oder Dampfkolbenantriebs. Die Steuerorgane dieser Antriebe regeln
je nach ihrer Stellung die Drehrichtung und die Drehzahl der Motoren.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Einrichtung in Anwendung
auf eine Reihe von Drehstrommotoren, insbesondere zum Antrieb von reversierbaren
Rollgängen, wobei jeder antreibende Drehstrommotor ein Steuerorgan besitzt. Nun
müßte jedes Steuerorgan bei Änderung der Drehzahl od, r des Drehsinnes des Motors
für sich verstellt werden, was mit erheblichen Umständen verknüpft wäre. Man könnte
daran denken, alle diese Steuerorgane miteinander zu kuppeln und von einer Stelle
aus gemeinsam zu steuern. Dann aber würden alle Motoren nach der Umsteuerung in
der einen oder anderen Richtung zusammen anlaufen, was bei den beträchtlichen Leistungen
der toren eine stoßweise Belastung des die Motoren speisenden Netzes zur Folge hätte.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind erfindungsgemäß die Steuerorgane
der einzelnen spannungsregelnden Transformatoren verschieden eingestellt und derart
miteinander gekuppelt, dar bei Bewegen des Kupplungsgliedes in zyklischer Aufeinanderfolge
die einzelnen Motoren verschiedene bis zu Null herabreichende Drehzahlen annehmen.
Hierdurch wird eine allmählich und gleichmäßig
ansteigende bzw.
abfallende Belastung des Netzes durch die Motoren erzielt. Weiterhin kann nun auch
bei Erreichen der Nulldrehzahl des einen Endmotors eine Umsteuerung des Drehsinnes
der Motoren durch das Kupplungsglied stattfinden, so daß die zyklische Aufeinanderfolge
der Drehzahlen von der einen Drehrichtung in die andere ohne weiteres übergeht.
Um noch ein unnötiges Regulieren der spannungsregelnden Transformatoren, die früher
ihre Motoren zum Stillstand bringen, zu vermeiden, stehen die Steuerorgane derart
mit dem Kupplungsglied in Verbindung, daß sie bei Erreichen ihrer Nullstellung in
zyklischer Aufeinanderfolge von dem Kupplungsglied selbsttätig gelöst und erst nach
der Umsteuerung des Endsteuerorgans in zyklischer Aufeinanderfolge wieder mit dem
Kupplungsglied verbunden werden. Hierdurch wird nicht nur die bereits obenerwähnte
günstige Belastung des Netzes durch die Motoren erzielt, sondern auch ein unnötiger
Leerlauf der Walzenstraß,2 vermieden. Auch ist durch die selbsttätige Rückführung
der nicht benutzten Walzen in den Stillstand ein einfaches Reversieren der Walzenstraße
gegeben.
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Durch die Einrichtung nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt,
daß gewissermaßen eine durch die Walzenstraße gehende Drehzahlwellenbewegung hindurchläuft,
deren die Höchstdrehzahl besitzender Wellenkamm immer den zu walzenden bzw. gewalzten
Block durch die Walzenstraße in der einen und anderen Richtung hindurchträgt.
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In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
dargestellt. Abb. i zeigt einen reversierbaren Rollgang, wobei das nur angedeutete
Walzwerk i i selbst auf der rechten Seite liegt. In die Walzen 12 bis 17 sind Drehstrommotoren
eingebaut, die an die Anschlüsse 18 je eines spannungsregelnden Transformators 1g
gelegt sind. Die anderen Anschlüsse 2o des Transformators sind mit dem Netz R S
T verbunden. Der spannungsregelnde Transformator 1g wird durch einen in einem Zylinder
21 spielenden Kolben 22 von seinem positiven Höchstwert über Null auf seinen negativen
Höchstwert oder umgekehrt verstellt, wobei der Kolben wieder von seinem Steuerorgan,
einem Ventil 23, aus geregelt wird (vgl. Abb. 2). Von dem Zylinder 21 gehen
zwei Rohrleitungen 24, 25 zurrt- Ventil 23 und von diesem wieder zwei andere Rohrleitungen
26, 27 zu den Verteilungsrohrleitungen 28, 29 des Druckwassers, der Druckluft oder
des Hochdruckdampfes. Die beweglichen Teile 3o der Ventile 23 sind, wie aus Abb.
i hervorgeht, verschieden eingestellt und stehen über ein Kupplungsglied, in diesem
Falle eine Welle 31, miteinander in Verbindung, so daß bei Drehen dieser Welle durch
eine Handkurbel 32 oder ei=len Motorantrieb alle Ventile in zyklischer Aufeinanderfolge
teils gleichzeitig, teils einzeln verstellt werden. Als Kupplungsglied können auch
Hebelverbindungen dienen, ebenso wie die Steuerorgane durch elektrisch gesteuerte
Schützen gebildet werden können.
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Das erste der sechs in Abb. i gezt-.igten Systeme I bis VI ist in
Abb. 2 herausgezeichnet. Wie in Abb. i ist das Ventil 23 rechts und links
an die Druckzuführungs- 26 und Druckabführungsleitung 27 und oben und unten an den
Zylinder 21 für den Antrieb des spannungsregelnden Transformator; angeschlossen,
der in der oberen Stellung einen in den Zeichnungen mit + bezeichneten Rechtslauf,
in der Mitte den Stillstand- und in seiner unteren Stellung einen mit .-- bezeichneten
Linkslauf des Motors bewirkt. Der drehbare Teil 3o des Ventils 23 wird über seine
Drehachse und ein Zahnrad 33 von der Kupplungswelle 31 aus angetrieben, auf die
ein Zahnsegment 34 aufgesetzt ist. Wird die Kupplungswelle 31 mit Hilfe der Handkurbel
32 oder eines Motors gedreht, so verändert das Ventil 23, der Kolben 22 und der
spannungsregelnde Transformator 1g seine Stellung und somit auch der Motor seine
Drehzahl und Drehrichtung.
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Als Beispiel seien für die sechs Walzen I bis VI die Drehzahlen O,
Zoo, 6oo, iooo, I000, 1000
angenommen. Die Stellungen des drehbaren Teils
3o des Steuerorgans 23 teilen sich gemäß seinen Anschlüssen in vier Sektoren auf,
wobei die Stellungen in je zwei gegenüberliegenden Sektoren den Rchtslauf (-;-)
und den Linkslauf (-) des Motors bedeuten. In den mittleren Sektorstellungen des
drehbaren Teils 3o hat die Drehzahl ihren positiven oder negativen Höchstwert i
ooo, der sich nach den Endstellungen zu auf den W ert o vermindert.
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Aus der in Abb.3 gegebenen graphischen Zeitwegkurve ist die Wirkungsweise
der Einrichtung ohne weiteres erkennbar. In der ersten senkrechten Spalte sind die
verschiedenen zeitlichen Stellungen i bis -,6 der Kupplungswelle 31 bei Uhrzeigerdrehsinn
dargestellt. Die strichpunktierten senkrechten Linien deuten die räumliche Lage
der sechs Walzen I bis VI an. Somit ist als Abzisse die Zeit t und als Ordinate
der Wegs aufgetragen. Daher geben die im wesentlichen waagerecht verlaufenden Linien
das Drehzahldiagramm der Walzenstraße in den Zeitpunkten, die den vor der Nullinie
gezeichneten Stellungen der Kupplungswelle 31 entsprechen.
In den
Schnittpunkten der Kennlinien mit den strichpunktiert gezeichneten, die Lage der
Walzen andeutenden Linien ist die jeweilige Stellung des dazugehörigen Steuerorgans
durch ein längliches Viereck eingezeichnet. Hieraus ist die verschiedene Einstellung
der Steuerorgane und die zyklische Aufeinanderfolge der hrnh;.ahlen und des Drehsinnes
der einzelnen Motoren ersichtlich. Wird ein zu walzender Eisenblock auf die Walze
I gelegt, so läuft er, wie! die gestrichelt eingezeichnete, nach rechts abfallende
Gerade a zeigt, gewissermaßen auf einem durch die Drehzahl iooo gebild(-ten 'v@'ellenberg
mit Höchstgeschwindigkeit über die Walzen I bis VI zu dem Walzuerk 1i. Die von dem
Block benutzten Walzen setzen sich nach Verlassen des Blockes infolge der Einrichtung
nach der Erfindung selbsttätig, und zwar zyklisch, nacheinander still. Während des
Walzens erfolgt die Stillsetzung und Umkehrung der Drehrichtung der Walzen IV, V
und VI, so daß der gewalzte Bloch bei seinem Heraustreten aus dem Walzwerk wieder
auf die umgesteuerten Walzen VI, V, IV gelangt und über die wieder zyklisch in umgekehrter
Drehrichtung angelassenen übrigen Walzen nach der gestrichelten, nach links abfallenden
Geraden a in umgekehrter Richtung wieder auf dem Wellenberg der Drehzahl iooo an
seinen Ausgangspunkt zurückgeschafft wird. Natürlich können so viel Blöcke, als
Höchstdrehzahlsfiellungen vorhanden sind, nebeneinander herlaufen, wobei dann allerdings
der zweite und dritte Block (/3 und ")r) etwas vor dem vorhergehenden Block an das
Walzwerk i i und etwas später von dem Walzwerk fortgelangen.
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In der der Walzzeit entsprechenden Zeit cler Leerlaufstellungen i9
bis 24 wird die Drehrichtung der Walzenstraße wieder umgekehrt, und der Vorgang
kann sich so beliebig oft wiederholen.
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Soll diese Steuerung der Drehachsen und Drehrichtungen durch eine
sich gleichmäßig drehende Kupplungswelle der Steuerorgane vorgenommen werden, so
sind die zum Antrieb der drehbaren Teile 3o der Ventile 23
dienenden Zahnsegmente
3.4 für das gegebene Beispiel in der aus Abb. a ersichtlichen Weise auszubilden
und anzuordnen. Alle auf der Kupplungswelle 31 sitzenden Zahnsegmente 3-. kommen
links an der gleichen Stelle mit ihrem zugehörigen Zahnrad 33 in Eingriff. Das Zahnsegment
3,4 für die Walze I ist dargestellt. Für die Zahnsegmente der übrigen Walzen 1I
bis VI sind die Zähne nur an den durch Kreisbogen TI bis VI bezeichneten Stellen
auf dem Kreisumfang anzuordnen. Der Kreisumfang ist dazu in den gewählten
26 Stellungen nach Abb. 3 entsprechende Teile aufzuteilen. An den Stellen,
an denen die Zähne fehlen, ist die Nullstellung des betreffenden Steuerorgans erreicht.
Hier wird das Steuerorgan von dem Kupplungsglied (Welle 31 bzw. Zahnsegment 34)
selbsttätig gelöst und nach der Umsteuerung des Endsteuerorgans bzw. Motors VI bzw.
I mit dem Kupplungsglied wieder verbunden. Den 26 Stellungen entspricht dabei
eine Umdrehung der Kupplungswelle 31. Natürlich kann die Kupplungswelle über ins
Schnelle übersetzende Getriebe bewegt werden, insbesondere dann, wenn zur Bewegung
Motoren verwandt werden.
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Die gewünschte Geschwindigkeit, mit der der Block über die Walzenstraße
geführt werden soll, ist natürlich durch die Höchstdrehzahl der Motoren bestimmt,
die Zeit für die Umkehrung des Drehsinnes aber durch die Walzzeit. Eine Umkehrung
des spannungsregelnden Transformators von seinem positiven Höchstwert durch Null
auf seinem negativen Höchstwert und damit des Drehsinnes der Motoren läßt sich praktisch
schon in zwei Sekunden durchführen, so daß der rasch fortlaufende Walzvorgang durch
die Umkehrung der Transforrnatorspannung in keiner Weise aufgehalten wird. Die Bewegungs-
bzw. Drehgeschwindigkeit des Kupplungsgliedes und die Wahl der abgestuften Drehzahlen
der Motoren ist somit eine Funktion der Walzzeit bzw. der Leerlaufzeit der Walzenstraße.