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Steuerung für von Mehrphasenstrommotoren angetriebene Aufzüge Es ist
bekannt, Mehrphasenmotoren, die zum Antrieb von Aufzügen dienen, mit einer Wicklung
für niedrige und einer Wicklung für hohe Geschwindigkeit beispielsweise auf dem
Stator zu versehen. Zur Geschwindigkeitsregelung des Motors werden mit jeder Wicklung
Widerstände in Reihe geschaltet, und auf diese Weise wird die den Wicklungen aufgedrückte
Spannung geändert. Ist dabei die Zahl der Widerstandsstufen nicht hoch genug, so
treten leicht merkbare Stöße beim Betrieb auf.
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Nach der Erfindung wird eine gleichmäßige und stoßfreie Beschleunigung
öder Verzögerung des mehrphasigen Antriebsmotors dadurch erreicht, daß in die beiden
Motorwicklungen zur Regelung der Geschwindigkeit an sich bekannte Autottransformatoren
eingeschaltet sind, deren Sättigung durch. eine Gleichstromerregung beeinflußt wird,
die aus einem proportional der Motorgeschwindigkeit angetriebenen Gleichstromgenerator
geliefert wird.
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In der Abbildung ist die Steuerungsvorrichtung dargestellt.
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Mit dem Käfiganker A eines Drehstrommotors ist die Trommel ß des Aufzugs
gekuppelt, die an einem Tragseil die Aufzugskabine C und ein Gegengewicht trägt.
In der Kabine ist ein Fahrschalter D mit der Kontaktbrücke E und mit Kontakten 56,
57, 581, 59 für Aufwärtsfahrt und 56, 57, 58,., 59 für Abwärtsfahrt angeordnet.
Der Stator des Drehstrommotors ist mit zwei Wicklungen W" und TV" für niedrige
und für hohe Drehzahl versehen, deren Polzahlen in einem festen, beliebig wählbaren
Verhältnis zueinander stehen. Als Stromquelle für den Drehstrommotor dient das Netz
RST, von dein Leitungen 70, 7r, 72 ausgehen.
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Die Beschleunigung und Verzögerung des Aufzugsmotors wird mittels
der Autotransformatoren TI, T2, T, und T4, T," TG herbeigeführt. Diese haben
Wechselstrornwicklungen 31, 32, 33 und 34, 35, 36, die ungefähr in ihrer
Mitte Anzapfungen 41 bis 46 haben.
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Die linken Pole der Wicklungen. 31 und 32
sind über die Leitungen
47 und 48 und die Kontakte b und c des Relais R, an die Leitungen 61 und 62 und
der linke Pol der Wicklung 33 über die Leitung 49 an die Leitung 37 angeschlossen.
Von den Anzapfpunkten 41, 42, 43 führen die Leitungen r r, 1z, 13 zu der
Statorwicklung W,t für niedrige Geschwindigkeit. Die rechten Pole der Wicklungen
3 r, 32, 33 sind mit den Kontakten 2 verbunden, die durch eine vom Relais
R5 beeinflußte Kontaktbrücke kurzgeschlossen werden können.
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Die linken Pole der Wicklungen 34, 35, 36 sind mit den Kontakten 3
verbunden, die durch eine Brücke kurzgeschlossen. sind, also
einen
Sternpunkt bilden, solange das Relais R4 nicht angesprochen hat. Die Anzapfpunkte
44, 45, 46 sind über die Leitungen 14, 15, 16 mit der Statorwicklung Wl, für hohe
Geschwindigkeiten verbunden, während die rechten Pole der Wicklungen 34 bis 36 an
die Leitungen 37, 38, 39 angeschlossen sind. Diese Pole sind auch über die Leitungen
27, 28, 2,9,
die Kontakte c, b, a des Relais R, und über die Leitungen
1g, 18, 17 an die Leitungen 14, 15, 16 angeschlossen, wenn das Relais R1 seinen
Kern angezogen hat.
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Die Drehrichtung des Aufzugsmotors wird durch die Schütze R, und RS
bestimmt. Zieht das Aufwärtsschütz R, seinen Kern an, so werden die vom Netz RST
kommenden Leitungen 70 und 72 mit den Leitungen 77 und 76 und den Leitungen
67 und 37 verbunden. Die Leitung 67 führt über den Kontakt b des Relais R2 zur Leitung
38. Die Leitung 71 führt über die Leitung 62 und den Kontakt c des Relais R2 zur
Leitung 39. Die Leitungen 37, 38, 39 liegen also, wenn das Relais R2 angesprochen
hat, am Netz RST. Wenn dagegen das Abwärtsschütz R8 anspricht, so liegen zwar nach
Ansprechen des Relais R2 die Leitungen 37, 38, 39 auch am Netz, aber die Leitungen
37 und 38 sind gegeneinander vertauscht.
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Die Autotransformatoren T1 bis T, sind mit in Reihe liegenden Gleichstromwicklungen
21 bis 26 versehen. Diese werden aus dem Gleichstromgenerator G gespeist, dessen
Anker auf der Welle des Aufzugsmotors A sitzt, also proportional dessen Drehzahl
angetrieben wird. Der Generator G ist als Hauptstrommaschine gewickelt und mit zwei
Erregerwicklungen 79 und 8o versehen. Der eine Pol des Generators G ist über
Leitung 75 an den Verbindungspunkt der Gleichstromwicklungen 23 und 24 angeschlossen,
der andere Pol ist über die Erregerwicklungen 79 oder 8o und über die Kontakte
c der Schütze R, oder R$ mit der Leitung 78 verbunden. Von 78 führt die Leitung
73 zur Leitung 63 und geht von hier über die Kontakte d der Relais R2 und R8 nach
links und rechts zu den Gleichstromwicklungen 26 und 21.
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An die Gleichstromleitungen 73 und 75 sind die Gleichstromrelais G1
und G2 über die Leitungen 68 und 69 angeschlossen.
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Wenn die Kontaktbrücke E des Fahrschalters D von der gezeichneten
Mittellage aus auf die Kontakte 57 gelegt wird, so erhält das Relais R3 über die
Kontakte b des Relais R, Strom. Gelangt die Kontaktbrücke E auf die Kontakte
581 oder 58,., so sprechen die Schütze R, oder R8 an. Wird E bis auf die
Kontakte 59 gelegt, so spricht das Relais R, an, öffnet seinen Kontakt b
und schließt den Kontakt a, wodurch das Relais R2 eingeschaltet wird. Das Relais
R@ schaltet über seinen Kontakt a das Relais R4 ein, das die Kurzschließung der
Kontakte 3 aufhebt. Mittels der Gleichstromrelais G1 und G2 werden die Relais 1'21
und R5 mit Strom beschickt.
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Die Autotransformatoren wirken in folgender Weise: Solange die Kontakte
2 nicht kurzgeschlossen sind, sind nur die linken Hälften der Wechselstromwicklungen
31, 32, 33 wirksam. Sie wirken als Induktanzspulen iin Stromkreis der Statorwicklung
W". Ihre Wirkung wird beeinflußt von dem Grad der Magnetisierung, die von den Gleichstromwicklungen
21, 22, 23 herrührt. Bei langsam laufendem Aufzugsmotor ist die Spannung des Gleichstromgenerators
G niedrig und die Gleichstromerregung der Wicklungen -,1,:22,:23 gering. Die drosselnde
Wirkung der linken Hälfte der Wechselstromwicklungen 31, 32, 33 ist also stark,
d. h. die auf die Statorwick->lung W" aufgedrückte Spannung ist niedrig. Wächst
die Gleichstrommagnetisierung der Autotransformatoren Ti, T2, T3, so sinkt
die drosselnde Wirkung der Wechselstromwicklungen 31 bis 33, und die auf die Statorwicklung
W" aufgedrückte Spannung wächst.
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Wächst die Geschwindigkeit des Aufzugs auf ein gewisses Maß, so wächst
die Spannung des Generators G so stark, daß das Relais G2 genügend erregt wird,
um seinen Kern anzuziehen und seinen Kontakt a zu schließen. Damit wird das Relais
R5 eingeschaltet, das die Kurzschließung der Kontakte .2 herbeiführt. Die drosselnde
Wirkung der Wicklungen 31, 32, 33 ist nun schwächer, und es wächst auch die Gleichstromerregung
der Spulen 21,:22" 23 und damit die Spannung an der Wicklung W".
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Die Aufzugssteuerung arbeitet in folgender Weise: Die Kabine C möge
sich auf dem untersten Flur befinden und soll aufwärts fahren. Dann wird der Fahrschalter
D rechtsherum bewegt, die Brücke E also auf den linken Kontakt 57 gelegt. Dann fließt
ein Strom von der Netzleitung R über 51, 56, E, 57, 52, den Kontal.:t b des Relais
Ra zum Relais R8, das seine Kontakte b, c, d schließt. Wenn E auf den Kontakt
581 gelangt, fließt Strom von R über E, 58t, 55, Schütz R,, Leitung 74 und 71 nach
der Netzleitung S. Das Aufwärtsschütz R, spricht an und schließt seine Kontakte
a, b, c.
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Nun fließt Strom zur Statorwicklung Ih", und zwar von R über 70, 77,
67, 61, Kontakte b des Relais R3, 48, 32, 42 nach 12, von .S über 71, Kontakt c
des Relais R8, 47, 31, 41 nach 11, von T über 72, 76, 37, 49, 33, 43 nach 13. Die
drosselnde Wirkung der Wechselstromwicklungen
3i, 32, 33 ist stark,
und die auf die Statorwicklung W" aufgedrückte Spannung ist niedrig, weil die vom
Gleichstromgenerator G herrührende Erregung der Gleichstromwicklungen 2i, 22, 23
schwach ist. Der Aufzug setzt sich aufwärts in Bewegung und beschleunigt sich ganz
allmählich, weil mit wachsender Gleichstromspannung die Gegenwirkung der Spulen
2i, 22, 23 gegen die Spulen 34 32, 33 immer größer wird und damit die Spannung an
der Statorwicklung lV" ansteigt. Diese Spannung wächst noch um ein gewisses Maß,
wenn die Kontakte 2 kurzgeschlossen werden.
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Wenn die Brücke E des Fahrschalters nun auf den letzten Kontakt 59
bewegt wird, so wird das Relais Ra erregt und öffnet seine Kontakte b, wodurch Rs
stromlos wird und seine Kontakte b, c, d öffnet. Damit sind die Transformatoren
T1, T2, T3 außer Wirkung gesetzt. R, schließt aber andererseits seinen Kontakt
a, wodurch das Relais R2 von R aus über 5z, 56, 57, 52, Kontakt a
des Relais R, R., 71 nach S Strom erhält und seine Kontakte b, c, d sofort,
seinen Kontakt a aber erst nach einer gewissen Verzögerung schließt. Die
Kontaktbrücke des Kontaktes a ist nämlich mit dem Kern des Relais R. durch eine
Feder 66 verbunden und in ihrer Bewegung durch die Dämpfungseinrichtung 65 verzögert.
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Nun sind die Transformatoren T4, T," T, an das Netz RST angeschlossen,
und zwar Wicklung 34 von T über 72, 76, 37, Wicklung 35 von
R über 7o, 77, 67, 3$, Wicklung 36 von S über 71, 62, 39. Die
linken Pole der Wicklungen 34, 35, 36 sind an den Kontakten 3 noch kurzgeschlossen.
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Von den Anzapfpunkten 44, 45, 46 aus wird über die Leitungen r4, 15,
16 die Statorwicklung für hohe Geschwindigkeit gespeist. Da die Kontakte 3 kurzgeschlossen
sind, ist die drosselnde Wirkung der Wicklungen 34, 35, 36 anfänglich stark, die
der Statorwicklung TV" aufgedrückte Spannung also niedrig.
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Nach Ablauf einer gewissen wählbaren Zeit schließt das Relais R.,
seinen Kontakt a. Dadurch wird der Stromkreis des Relais R4 von R über 5i, R4, Kontakt
a des Relais R., 71 nach S geschlossen, es zieht an und löst den an den Kontakten
3 gebildeten Sternpunkt auf. Dann sind die rechten Hälften der Wichlungen 34, 35,
36 lediglich als Induktanzspulen in Reihe mit der Statorwicklung li,"1, geschaltet
und wirken genau so wie die vorherbeschriebenen linken Hälften der Spulen 31, 32,
33. Die Geschwindigkeit des Aufzugsmotors nimmt zu, die Erregung der Gleichstromwicklungen
24, 25,:26 wächst, und die drosselnde Wirkung der Wicklungen 34, 35, 36 nimmt ab.
Wenn die bei dieser Schaltung mögliche größte Geschwindigkeit erreicht ist, können
die Wicklungen 34, 35, 36 ganz unwirksam gemacht werden, indem sie dur,@h die Kontakte
a, b, c des Relais R1 überbrückt werden. Bei dieser Geschwindigkeit ist die
Spannung des Gleichstromgenerators G so hoch, daß das Gleichstromrelais G1 genügend
erregt wird, um seinen Kern anzuziehen. Es schließt seinen Kontakt a und damit den
Stromkreis des Relais R1 von R über 70, 77, 67, R1, Kontakt a des
Relais G1, 71 nach S. Wenn die Kontakte a, b, c des Relais R1 geschlossen
sind, so liegt die Statorwicklung YY'" unmittelbar an der Netzspannung RST, und
der Aufzugsmotor nimmt seine Höchstgeschwindigkeit an.
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Um den Vorgang beim Anlassen des Aufzugsmotors kurz zusammenzufassen,
so wird anfangs eine niedrige Spannung auf die Statorwicklung T@'" aufgedrückt,
die sich durch die Gegenwirkung der Gleichstromwicklungen 21, 22, 23 allmählich
steigert. Nach den Transformatoren 7'l, T.,, T3 treten die Transformatoren T4, T"
T, zur Speisung der Statorwicklung Wl, in Wirksamkeit, anfangs stärker, nach Auflösung
des Sternpunktes 3 schwächer drosselnd. Dann werden die Transformatoren T4, T,"
T, ganz außer Wirkung gesetzt und die Wicklung U'1, unmittelbar ans Netz gelegt.
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Um den Aufzugsmotor allmählich stillzusetzen, wird der Fahrschalter
D (von Hand oder selbsttätig) so weit zurückgelegt, daß seine Kontaktbrücke E den
Kontakt 59 verläßt und das Relais R" abschaltet. Es fällt ab und öffnet seinen Kontakt
a. Damit wird das Relais R2 stromlos und trennt die Statorwicklung Wl, vom Netz
RST. Gleichzeitig schließt aber das Relais R, seinen Kontakt b. Dadurch wird das
Relais R3 erregt und schließt seine Kontakte b, c, d. Dabei wird die Statorwicklung
W" über 31, 32, 33 ans Netz RST gelegt. Da der Aufzug jetzt noch schneller läuft,
als der Wicklung W" entspricht, so tritt eine Bremswirkung ein, deren Stärke von
der Spannung abhängt, die auf die Wicklung LT'" aufgedrückt wird.
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In dem beschriebenen Zeitpunkt ist diese Spannung nicht zu hoch und
dementsprechend die Verlangsamung des Aufzugs nicht zu stark, weil ja die rechten
Pole der Wicklungen 31, 32, 33 an den Kontakten 2 noch kurzgeschlossen sind.
Da nämlich die Spannung des Gleichstrommotors G hoch ist, wird das Gleichstromrelais
G2 genügend erregt, um seinen Kern angezogen und seinen Kontakt a geschlossen zu
halten, so daß (las Relais R,, eingeschaltet bleibt.
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Wenn nun die Geschwindigkeit des Aufzugsmotors abnimmt, so sinkt damit
auch die Spannung des Generators G und die Erregung
des Relais
G2, bis dieses endlich abfällt. Damit wird der Sternpunkt an den Kontakten 2, aufgelöst
und die Spannung an der Statorwicklung W" wieder weiterherabgesetzt. Da die Gleichstromerregung
immer schwächer wird, ist die drosselnde Wirkung der Wicklungen 31, 32, 33
stärker, d. h. die der Statorwicklung W" aufgedrückte Spannung wird immer geringer,
und damit wird die Geschwindigkeit des Aufzugs immer geringer. Schließlich wird
der Fahrschalter in die gezeichnete Mittelstellung gebracht und die mechanische
Bremse (nicht dargestellt) angezogen.
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Die Stillsetzung geht also kurz so vor sich, daß durch Zurüdi:legen
des Fahrschalters die Statorwicklung Wl, abgeschaltet und die Wicklung W" eingeschaltet
wird. Auf den schnell laufenden Aufzugsmotor wird ein Bremsdrehmoment ausgeübt,
indem die drosselnde Wirkung der Wechselstromspulen 31 bis 33 verstärkt wird, während
die Gleichstromerregung der Spulen 2i, 22, 23 wegen der sinkenden Spannung
des Generators G immer geringer wird.
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Um abwärts zu fahren, wird die Brücke E des Fahrschalters D auf die
rechten Kontakte 56 bis 59 gelegt. Dann spricht das Abwärtsschütz -RR an, und der
Aufzugsmotor setzt sich in umgekehrter Richtung in Bewegung. Die Wirkungsweise beim
Beschleunigen und Verzögern der Aufzugsgeschwindigkeit ist dieselbe, wie für Aufwärtsfahrt
beschrieben.
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Durch die beschriebene Steuerung wird erreicht, daß ein billiger Induktionsmotor
mit Käfiganker zum Betrieb eines Aufzuges verwendet werden kann, ohne daß eine kostspielige
Einrichtung zum Ändern der dem Motor aufgedrückten Spannung erforderlich ist. Die
Geschwindigkeitsänderungen gehen ohne fühlbaren Stoß vor sich.