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Verfahren zum Gleichstellen der Läufer von Ständer- und läuferseitig
elektrisch verbundenen Asynchronmotoren Bei elektrischen Mehrmotorenantrieben von
Maschinenteilen, welche synchron betrieben werden sollen, können Asynchronmotoren
verwendet werden, die ständerseitig an ein Drehstromnetz angeschlossen und deren
Läufer parallel geschaltet sind. Die Asynchronmotoren können selbst als Antriebsmotoren
dienen oder lediglich den Zweck haben, die eigentlichen Antriebsinotoren zu synchronisieren.
Im letzteren Falle wird man sie entgegen ihrem Drehfeld antreiben, um möglichst
große synchronisierende Kräfte bei allen Geschwindigkeiten erzeugen zu können. Bei
der praktischen Ausführung eines Antriebes muß der synchrone An- und Auslauf der
Maschine jederzeit sichergestellt werden. Dieses kann dadurch erreicht werden, daß,
bevor der Antrieb in Betrieb genommen wird, die Synchronisiermaschinen an das Drehstromnetz
gelegt werden und erst wieder ausgeschaltet werden, wenn die Maschine zum Stillstand
gekommen ist. Man kann zu diesem Zwecke die Schaltung so treffen, daß der Steuerstrom
für die Schütze des ganzen Antriebes erst dann an Spannung gelegt wird, nachdem
die Synchronisiermaschinen eingeschaltet wurden, so daß ein Druckknopfkommando erst
gegeben werden kann, wenn die Synchronisiermaschinen bereits an Spannung liegen.
Es besteht nun bei einer derartigen Ausführung der Antriebe die Möglichkeit, daß
beim Einschalten der Synchronisiermaschinen die Teilantriebe so weit aus ihrer synchronen
Lage verschoben sind, daß die synchronisierenden Kräfte, die abhängig von der Verschiebung
der Anker aus der synchronen Lage sind, nicht ausreichen, um das Gleichstellen der
einzelnen Teilantriebe zu erzwingen. Die Teilantriebe bleiben dann in der phasenverschobenen
Lage stehen. Bei diesem Betriebszustand fließen sehr hohe Ströme in den Synchronisierinaschinen,
die nach kurzer Zeit die Maschinen durch übermäßige Erwärmung gefährden.
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Dieser Übelstand wird erfindungsgemäß dadurch behoben, daß, nachdem
die Synchronisiermaschinen an das Netz angeschlossen sind, ein Einzelantrieb durch
einen Hilfsantrieb langsam bewegt wird. Dadurch wird verhindert, daß die Synchronisiermaschinen
in einer Stellung, in welcher große Synchronisierströme in den Maschinen fließen,
längere Zeit unter Spannung stehen können. Die Schaltung kann so ausgeführt werden,
daß sofort nach Einschaltung der Synchronisiermaschinen durch Kräfte, die außerhalb
dieser Maschinen erzeugt werden, die Teilantriebe so weit gegeneinander gedreht
werden, daß sie in eine Stellung
kommen, in der sie sich selbst
synchronisieren können. Dazu wird beispielsweise bei Rotationsmaschinen vorteilhaft
der Hilfsmotorantrieb für die niedrige Einziehgeschwindigkeit verwendet, wobei die
Schaltung so gewählt wird, daß beim Einschalten des Antriebes mittels Druckknopfes
zuerst die Synchronisiermaschinen an ihr Netz gelegt werden und erst dann der Steuerstromkreis
zum Einschalten des Hilfsmotors freigegeben wird, der dann sofort den Leitmotor
bzw. die damit gekuppelte Synchronisiermaschine so weit verdreht, daß alle Teilmotoren,
falls sie nicht schon synchronisiert waren, in eine solche Stellung gebracht werden,
daß sie sich selbst synchronisieren können. 1)er Vorgang ist dann der, daß der bewegte
Einzelantrieb die bereits beim Einschalten oder kurz nachher mit dem bewegten Antrieb
in gleicher Phasenlage befindlichen Antriebe sofort mitbewegt. Bei der Drehung kommen
nun die bewegten Antriebe auch finit den nicht synchronisierten und daher stehengebliebenen
Einzelantrieben in gleiche Phasenlage, so daß nach kurzer Zeit Synchronismus aller
Einzelantriebe hergestellt ist.
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Eine Schaltung, mit welcher das Verfahren gemäß der Erfindung ausgeführt
werden kann, ist in der Zeichnung dargestellt. Es sind der Einfachheit halber nur
drei Teilantriebe mit den Hauptantriebsmotoren 1, 2 und 3 gezeichnet. 4, 5 und 6
sind die den Einzelmotoren zugeordneten als Drehstromasynchronmotoren ausgebildeten
Ausgleichsniaschinen. 7 ist ein mit dem Antrieb :2 über ein Getriebe io und eine
Überholungskupplung i i gekuppelter Hilfsmotor, welcher zur Erzielung der niedrigen
Einziehgeschwindigkeit und zum Synchronisieren gemäß der Erfindung dient. Weiterhin
bedeuten 8 das Hilfsrelais für den Hilfsmotor, 9 das Zeitrelais für den Hilfsmotor,
12 das Schütz zum Einschalten der Synchronisiermaschinen und 13 das Schütz zum Einschalten
des Hilfsmotors. Ferner sind 14 bzw. 15 die entsprechenden Schütze für die Hauptmotoren,
die durch das Schütz 16 eingeschaltet werden können. Der Vorgang beim Einschalten
ist dabei folgender.
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Der Steuerstrom wird von der Netzleitung P abgenommen und über den
Druckknopf »Halt« zum Druckknopf »Ein« geführt. Beim Drücken des Einschaltdruckknopfes
springt das Hilfsrelais 8 an. Das eingeschaltete Hilfsrelais legt das Zeitrelais
9 an Spannung (SteuerStromnetZPN). Relais9 ist so gebaut, daß es beim Erregen seiner
Spule seine Kontakte sofort schließt, jedoch beim Ausbleiben der Erregerspannung
die Kontakte erst nach einigen Sekunden öffnet. Das anspringende Zeitrelais erregt
sofort das Schütz 12 und legt damit die Synchronisiermaschinen 4, 5, 6 ständerseitig
an das Netz R S T. Wie die Schaltung ferner zeigt, wird sofort, nachdem das Schütz
12 an Spannung liegt, über die Kontakte des Hilfsrelais 8 und die Kontakte des Schützes
12 auch das Hilfsmotorschütz 13 an Spannung gelegt, wodurch der Hilfsmotor 7 eingeschaltet
wird, der über das Vorgelege den Teilantrieb 2, 5 langsam dreht und ihn dabei in
diejenigen Stellungen bringt, in denen sich die übrigen Teilantriebe selbst synchronisieren
können. Der Anschluß des Motors 7 an das Netz Pi, Ni ist aus der Zeichnung ohne
weiteres zu entnehmen. Wird der Druckknopf »Ein« losgelassen, dann . hält sich das
Hilfsrelais 8 über seinen mittleren Kontakt, welcher zu den Arbeitskontakten des
Einschaltdruckknopfes parallel geschaltet ist, selbst an Spannung. Sollen die Teilantriebe
lediglich gleichgestellt werden, dann kann man bereits nach einer kurzen Zeit, die
beispielsweise für % Umdrehung der Motoren ausreicht, den Haltedruckknopf drücken,
so daß das Relais 8 abfällt. In dieser Zeit hat der vom Hilfsantrieb bewegte Synchronisiermotor
5 die Möglichkeit, die Motoren 4. und 6, soweit sie nicht von vornherein mit ihm
gleiche Phasenlage hatten, abzufangen und in Synchronismus mitzunehmen. Schaltet
nun das Relais 8 aus, dann unterbricht es die Erregerstromkreise des Hilfsmotorschützes
13 und des Zeitrelais 9. Der Hilfsmotor 13 wird also sofort vom Netz Pp Ni
abgeschaltet. Dagegen werden die Synchronisiermaschinen nicht sofort vom Netz R
S T getrennt, das das Schütz z2 noch so lange ererregt ist, als die Kontakte des
Zeitrelais 9 geschlossen sind. Das Zeitrelais 9 wurde zwar gleichzeitig mit dem
Schütz 13 stromlos, hat aber seine Kontakte erst nach zwei Sekunden geöffnet. Erst
nach Ablauf dieser Zeit, in welcher der ganze Antrieb Gelegenheit hatte, zum Stillstand
zu kommen, werden die Ständer der Synchronisiermotoren vom Netz abgeschaltet. Dadurch
wird erreicht, daß der gesamte Antrieb synchron ausläuft und auch im Stillstand
gleiche Phasenlage besitzt.
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Soll auf große Geschwindigkeit übergegangen werden, so wird durch
den Druckknopf »Lauf« das Relais 14 eingeschaltet. Dieses Relais legt die Spule
des Zeitrelais 15 an Spannung, so daß das letztere anspringt und über seine Kontakte
die Spule des Schützes i2 an Spannung legt. Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist,
verläuft der Anspringstromkreis des Relais 14 über den Selbsthaltekontakt des Hilfsrelais
8, so daß der »Lauf«-Druckknopf nicht wirksam werden
kann, wenn
der Hilfsantrieb nicht in Betrieb ist. Nach Anziehen des Relais 14. wird sofort
über dessen Kontakte sowie über den untersten Kontakt des Schützes i2 das Schütz
16 erregt, welches anzieht und damit die Hauptantriebsmotoren i, =, 3 über einen
Anlaßwiderstand 17 an das Netz P1, N1 anschließt. Der Anlaßwiderstand 17 kann nun
allmählich abgeschaltet und die Hauptantriebsmotoren auf Touren gebracht werden.
Dabei sind dauernd die ständerseitig am letz R S T liegenden Synchronisiermaschinen
.1, 5, 6 läuferseitig miteinander verbunden, so daß ein synchrones Hochlaufen gewährleistet
ist. Ist die Drehzahl des Mehrniotorenantriebes über die entsprechende Drehzahl
des Hilfsmotors 7 angestiegen, dann wird der Hilfsmotor 7 durch die Überholungskupplung
i i von Antrieb :2 entkuppelt. Er kann nunmehr ohne weiteres abgeschaltet werden.
Dies geschieht durch einen in der Schaltwalze angebrachten Kontakt 18, welcher auf
einer der Abschaltdrelizahl entsprechenden Stellung der Schaltwalze das Relais 8
abschaltet. Dieses Relais fällt ab, unterbricht dadurch den Erregerstromkreis des
Schützes 1 ,3, so daß dieses abfällt und den I@ilfsinotor vom Netz abschaltet. Es
wird zwar gleichzeitig das Zeitrelais 9 aberregt, doch wird das Schütz 12
für die Ständer der Svnchronisiermaschinen nicht abfallen, da es über den Arbeitskontakt
des Zeitrelais 15 gehalten wird. Das Zeitrelais 15 ist so ausgelegt, daß es beim
Abschalten des Hauptantriebes die Synchronisiermaschinen noch so lange an Spanung
läßt, wie zum Auslauf der Maschine erforderlich ist. In gleicher Weise wie bei dem
Hilfsantrieb wird ferner durch das Hilfsrelais 14 das Hauptmotorschütz 16 nur dann
eingeschaltet, wenn auch tatsächlich vorher das Schütz 12 eingeschaltet war. Der
Hauptantrieb wird, wie sich aus der Zeichnung ohne weiteres ergibt, durch denselben
Haltdruckknopf wie der Hilfsantrieb abgeschaltet.
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Die Ausbildung des Relais g als Zeitrelais hat bei Druckmaschinenantrieben
noch einen weiteren Vorteil. Beim Einrichten wird bekanntlich der Antrieb meist
nur jeweils ganz kurze Zeit eingeschaltet, so daß die Papierbahn nur um wenige Zentimeter
vorgerückt wird. Bei diesem Betrieb legt der Hilfsinotor nur so kurze Winkelwege
zurück, daß der Svnclironisiermotor 5 nicht die Möglich-]zeit hat, bei ungleicher
Phasenlage einen etwa in Phasenopposition stehenden weiteren Hilfsmotor abzufangen.
Würden nun nach Ausschalten des Hilfsantriebes die Synchronisiermotoren ständerseitig
am Netz bleiben, so sind Betriebsstörungen durch zu hohe Ausglezchströme zwischen
den Synchronisiermotoren unvermeidlich. Durch das Zeitrelais 9 wird aber nach Ablauf
einer verhältnismäßig kurzen Zeit das Schütz 12 abgeschaltet, so daß selbst hohe
Ausgleichströme keinen Schaden verursachen können.