DE570966C

DE570966C - Control device for an electromotive forging press drive controlled in Leonard circuit

Info

Publication number: DE570966C
Application number: DEA61685D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Ad Zinkernagel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-04-23
Filing date: 1931-04-23
Publication date: 1933-02-21

Description

Regelvorrichtung für einen in Leonardschaltung gesteuerten elektromotorischen Schmiedepressenantrieb Es ist bekannt, den Preßdruck elektrohydraulisch angetriebener Schmiedepressen mit Leonardsteuerung durch solche Regeleinrichtungen zu begrenzen, welche in Abhängigkeit vom Ankerstrom der Antriebsmotoren für die elektrohydraulischen Treibapparate arbeiten. Nun muß die vom Antriebsmotor aufgenommene Energie stoßweise von der Dynamo eines Schwungradumformers abgegeben werden, wobei die Dynamo während eines einzelnen Laststoßes den größten Teil der Energie aus dem Schwungrad entnimmt. Bei vielen rasch nacheinanderfolgenden Laststößen wird die im Schwungrad aufgespeicherte kinetische Energie schnell ausgepumpt, und die Drehzahl des Umformers geht rasch herunter. Dabei fällt die Ankerspannung der Leonarddynamo proportional der Drehzahl.Control device for an electromotive controlled in a Leonard circuit Forging press drive It is known to drive the press pressure electro-hydraulically To limit forging presses with Leonard control by such control devices, which depends on the armature current of the drive motors for the electrohydraulic Propellants work. Now the energy absorbed by the drive motor must be intermittent from the dynamo of a flywheel converter, the dynamo during takes most of the energy out of the flywheel from a single load surge. If there are many load surges in quick succession, the one stored in the flywheel kinetic energy is pumped out quickly, and the speed of the converter goes quickly down. The armature voltage of the Leonard dynamo falls proportionally to the speed.

Das Sinken der Spannung an der Dynamo des Leonardumformers ist sehr unerwünscht. Man kann dies bekanntlich u. a. durch die Anwendung eines Kompensatorumformers verhindern. Dieser ist im wesentlichen ein Motorgenerator, dessen Motor mit der Schlupffrequenz des den Schwungradumformer antreibenden Drehstrommotors gespeist wird und dessen't Dynamo eine Zusatzspannung für das Feld der Leonarddynamo oder deren Erregerdynamo liefert. Damit erreicht man, daß die Spannung auch bei sehr bedeutendem Drehzahlabfall konstant bleibt, zumal da die Leonarddynamos für Pressenantriebe sehr schwach gesättigtes Eisen haben. Daher ist auch die abgegebene Leistung der Dynamo, mit Ausnahme der Beschleunigungs- und Verzögerungszeit, nur dem Strom proportional und von der Drehzahl des Umformers unabhängig. Bei einem bestimmten vom Antrieb verlangten Moment, d. h. Ankerstrom, ist also die Leistung unabhängig.von der Umformerdrehzahl konstant.The drop in voltage on the Leonard converter dynamo is great undesirable. As is well known, this can be done, inter alia. by using a compensator converter impede. This is essentially a motor generator whose motor is connected to the The slip frequency of the three-phase motor driving the flywheel converter is fed is and whose't dynamo an additional voltage for the field of the Leonard dynamo or whose exciter dynamo supplies. This ensures that the tension is also very high significant drop in speed remains constant, especially since the Leonard dynamos for press drives have very weakly saturated iron. Therefore, the output is also the Dynamo, with the exception of the acceleration and deceleration times, is only proportional to the current and independent of the speed of the converter. With a certain from the drive requested moment, d. H. Armature current, so the power is independent of the converter speed constant.

Die Ubertragung gleicher Leistung bei verringerter Drehzahl des Aggregates bedingt aber eine besondere Beanspruchung der Umformer-und Schwungradwelle durch die beträchtlich höheren Drehmomente, welche der Leonardgenerator von der Welle entnimmt. Wenn also die Umformerdrehzahl infolge besonders scharfen Preßbetriebes sehr stark heruntergegangen, ist, so liegt für die Welle erhöhte Bruchgefahr vor. Man darf auch nicht vergessen, daß die Laststöße infolge der Eigentümlichkeit des Preßbetriebes immer sehr rasch auftreten und ebenso unvermittelt wieder verschwinden. Daher führt eine Regelung der Dynamospannung allein, sei es nun durch einen Motorgenerator der -orstehend beschriebenen Art oder einen Relaisregler (z. B. Tirrill- oder Thomaregler), nicht immer zum Ziel, es sei denn, daß man eine. besondere Bemessung der Schwungradwelle in Kauf nehmen will.The transfer of the same power at a reduced speed of the unit but causes special stress on the converter and flywheel shaft the considerably higher torques that the Leonard generator receives from the shaft removes. So if the converter speed as a result of particularly sharp pressing operation has fallen very sharply, there is an increased risk of breakage for the shaft. It should also not be forgotten that the load impulses are due to the peculiarity of the Press operations always occur very quickly and just as suddenly disappear again. Therefore, regulation of the dynamo voltage alone, be it through a motor generator of the type described above or a relay controller (e.g. Tirrill or Thomas controller), not always to the goal, unless you have one. special dimensioning the flywheel shaft wants to accept.

Es soll deshalb erfindungsgemäß ein Regler Verwendung finden, der innerhalb bestimmter einstellbarer Umformerdrehzahlen, also z. B. zwischen zoo und 8o01, der Umformersynchrondrehzahl, auf konstante Spannung der Leonarddynamo regelt und unterhalb dieser Drehzahl die Spannung proportional oder nach einer vorgeschriebenen (durch eine Kurve darstellbaren) Funktion heruntergehen läßt. Um dies zu erreichen, kann man z. B. einen Tirrillschnellregler verwenden, dessen eine Spule des Zittersystems durch die Spannung der Leonarddynamo beeinflußt wird, während die andere von der Ankerspannung der Spannungskompensatordynamo oder direkt von der Rotorspannung des Schwungradumformermotors beeinflußt wird. Der Regler öffnet und schließt im schnellen Takt einen Widerstand im Erregerkreis der Leonarddynamo oder deren Erregerdynamo. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Spannungsreglung gänzlich vom Schnellregler übernehmen zulassen und den die Spannung kompensierenden Motorgenerator fortfallen zu lassen. Der Regler muß dann einerseits die Zusatzspannung in dem ersten Bereich des Drehzahlabfalles regeln und in dessen zweitem Bereich diese Zusatzspannung begrenzen.According to the invention, therefore, a regulator should be used which within certain adjustable converter speeds, so z. B. between zoo and 8o01, the converter synchronous speed, regulates the constant voltage of the Leonard dynamo and below this speed the voltage is proportional or according to a prescribed one function (which can be represented by a curve). To achieve this, you can z. B. use a Tirrill speed regulator, one of which has a coil of the dither system is influenced by the tension of the Leonard dynamo, while the other is influenced by the Armature voltage of the voltage compensator dynamo or directly from the rotor voltage of the Flywheel converter motor is affected. The regulator opens and closes quickly Clock a resistance in the exciter circuit of the Leonard dynamo or its exciter dynamo. It is also easily possible to regulate the voltage entirely from the high-speed regulator allow take over and omit the voltage compensating motor generator allow. The controller must then on the one hand, the additional voltage in the first range regulate the speed drop and limit this additional voltage in its second area.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. a ist der Prellmotor, der aus der Steuerdynamo b des vom Drehstrommotor c angetriebenen Leonardumformers gespeist wird. Der Leonardgenerator b ist mit einer Schwungmasse s gekuppelt. Der vom Drehstrommotor d angetriebene Erregerumformer enthält eine Grund- und Motorerregermaschine e, welche auch das Hilfsnetz PN speist und eine Dynamoerregermaschine f. Der Spannungskompensator besteht aus dem mit Schlupffrequenz von c gespeisten Drehstrommotor g und der Zusatzerregermaschine -h. Die Steuerung des Prellmotors a erfolgt durch den Umschalter i, der die in Reihe gelegten Spannungen von e und h auf das Feld von f schaltet. In diesem Steuerstromkreis liegt auch der Regelwiderstand k, welcher durch die Reglerkontakte kurzgeschlossen wird. Der Regler ist hier ein Tirrillschnellregler mit zwei Zittersystemen m und n, die in Serie auf das Hauptrelaissystem y arbeiten, welches die Reglerkontakte öffnet oder schließt. Das eine Zittersystem m arbeitet mit einer vom Strom des Prellmotors abhängigen Spule I, das andere Zittersystem n mit einer sowohl von der Spannung am Preßniotor a als auch von der Spannung der Zusatzdynamo h abhängigen Spule E. Dabei wirken diese beiden .Spannungen stets im gleichen Sinne. Zu diesem Zweck muß auch die eine von ihnen von dem Steuerschalter gleichzeitig mit dem Steuerstrom umgekehrt werden, so daß sowohl zu hohe Spannung an a als auch zu hohe Spannung an h, d. i. gleichbedeutend mit zu hohem Schlupf des Motors c, das System n zum Arbeiten bringt. Die Schaltung der Spulen o und p der beiden Zittersysteme ist für den Gegenstand der Erfindung bedeutungslos. Miteinander verbundene Klemmen und Leitungen. sind der Übersicht halber mit gleichen Bezugszahlen versehen. Außerdem sind mit dem Netz PN verbundene Klemmen durch P bzw. N gekennzeichnet.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. a is the impact motor, which is fed from the control dynamo b of the Leonard converter driven by the three-phase motor c. The Leonard generator b is coupled to a flywheel s. The exciter converter driven by the three-phase motor d contains a basic and motor exciter e, which also feeds the auxiliary network PN, and a dynamo exciter f. The voltage compensator consists of the three-phase motor g fed with the slip frequency of c and the additional exciter -h. The bounce motor a is controlled by the changeover switch i, which switches the series-connected voltages from e and h to the field from f . The control resistor k, which is short-circuited by the controller contacts, is also located in this control circuit. The controller here is a Tirrill high-speed controller with two dither systems m and n, which work in series on the main relay system y, which opens or closes the controller contacts. One dither system m works with a coil I that is dependent on the current of the impact motor, the other dither system n with a coil E that is dependent on both the voltage at the press motor a and the voltage of the additional dynamo h. These two voltages always act in the same sense . For this purpose, one of them must also be reversed by the control switch at the same time as the control current, so that both too high voltage at a and too high voltage at h, ie synonymous with excessive slip of the motor c, the system n to work brings. The connection of the coils o and p of the two dither systems is irrelevant for the subject matter of the invention. Interconnected terminals and cables. are provided with the same reference numbers for the sake of clarity. In addition, terminals connected to the network PN are marked with P and N, respectively.

Es sei angenommen, der Leonardumformer b, c und der Erregerumformer e, d, f seien angefahren und auf volle Leerlaufdrehzahl beschleunigt. Der Schalter i nehme die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. Der Kompensator g, h hat daher praktisch die Drehzahl o. Soll nun der Schmiedebetrieb beginnen, d. h. soll der Motor a anfahren, dann wird der Schalter i entsprechend der gewünschten 'Drehrichtung nach rechts oder links ausgelegt. Es sei angenommen, der Schalter i wird nach links bewegt. Dadurch wird das Feld der EiTegermaschine f erregt. Der Stromkreis hat folgenden Verlauf. Von der Netzleitung P über den rechten Hauptkontakt des Schalters i, den Kontakt des Reglersystems r, welcher den Regelwiderstand k kurzschließt, die Feldwicklung der Erregermaschine f, den linken Hauptkontakt des Schalters i, den Anker der Zusatzmaschine lt zur Leitung N des Erregernetzes. Der Anker der Zusatzmaschine h liefert vorläufig keine Spannung, da deren Drehzahl praktisch o ist. Die Maschine f entwickelt also eine Spannung und erregt das Feld der Leonarddynamo b, wie sich aus der Zeichnung unmittelbar entnehmen läßt. Der Motor a, welcher konstant erregt ist, erhält somit Spannung, läuft an und führt einen Prellgang aus. Der Prellgang kann durch Zurückführen von i in die Nullstellung jederzeit abgebrochen werden.It is assumed that the Leonard converter b, c and the exciter converter e, d, f have started and accelerated to full idling speed. The switch i assume the position shown in the drawing. The compensator g, h therefore has practically the speed o. If the forging operation is to begin, ie if the motor a is to start, then the switch i is designed according to the desired direction of rotation to the right or left. Assume that switch i is moved to the left. As a result, the field of the egg picker machine f is excited. The circuit has the following course. From the power line P via the right main contact of the switch i, the contact of the regulator system r, which short-circuits the variable resistor k, the field winding of the exciter f, the left main contact of the switch i, the armature of the additional machine lt to the line N of the excitation network. The armature of the additional machine h does not supply any voltage for the time being, since its speed is practically zero. The machine f thus develops a voltage and excites the field of the Leonard dynamo b, as can be seen directly from the drawing. The motor a, which is constantly excited, receives voltage, starts up and carries out a bounce movement. The rebound can be canceled at any time by returning i to the zero position.

Solange die von dem Motor a angeforderte Energie einen bestimmten Wert nicht überschreitet, gestaltet sich der Betrieb folgendermaßen Durch die Energieentnahme aus dem Generator b wird das Moment vergrößert, welches der Generator von dem Aggregatmotor c entnimmt. Der Motor schlüpft also entsprechend der Momenterhöhung, so daß das Schwungrad s einen Teil der ihm innewohnenden Energie an den Leonardgenerator abgibt. Infolge dieses Schlupfes nimmt der mit der Schlupffrequenz angetriebene Motor g eine gewisse Drehzahl an, so daß die Zusatzmaschine h der Erregermaschine f des Leonardgenerators b eine zusätzliche Spannung zuführt. Die hierdurch bedingte Erhöhung der Erregung des Leonardgenerators kompensiert den durch Drehzahlabfall des Leonardaggregates entstandenen Spannungsabfall. Wird der Schalter i in die Nullstellung zurückgeführt, dann hat das Leonardäggregat Gelegenheit, wieder auf annähernd synchrone Drehzahl zu kommen, so daß das Schwungrad s wieder aufgeladen wird.As long as the energy required by the motor a is a certain one Does not exceed the value, the operation is as follows: By drawing energy from the generator b, the torque is increased, which the generator from the aggregate motor c removes. The motor slips according to the increase in torque, so that Flywheel s emits part of the energy inherent in it to the Leonard generator. As a result of this slip, the motor g driven with the slip frequency decreases a certain speed, so that the additional machine h of the exciter f des Leonard generator b supplies an additional voltage. The resulting increase the excitation of the Leonard generator compensates for the drop in the speed of the Leonard unit resulting Voltage drop. If the switch i is in the zero position returned, then the Leonarda unit has the opportunity to return to approximately synchronous Speed to come so that the flywheel s is charged again.

Wird durch eine schnell aufeinanderfolgende Zahl von Hüben mit hohem Energieverbrauch die dem Schwungrad innewohnende Energie über ein zulässiges Maß ausgepumpt, so daß das Leonardaggregat beispielsweise auf 75°/0 der Synchrondrehzahl heruntergegangen ist, dann spricht das Reglersystem E an. Das Spannungssystem besteht im wesentlichen aus zwei gleichwirkenden Spulen 4-5 und i-N. Die Spule 4-5` ist unmittelbar von der zu überwachenden Spannung des Leonardgenerators h erregt; die Spule i-N ist proportional dem Schlupf des Leonardaggregates von der Spannung der Dynamo h erregt. Das System ist nun so bemessen, daß die beiden Spulen so lange nicht ansprechen, als das Leonardaggregat eine Drehzahl von 8o0/" der Synchrondrehzahl nicht unterschreitet. Wird nun, wie im vorliegenden Beispiel angenommen, eine Drehzahl von 75°/o der Synchrondrehzahl erreicht, dann wird die von den Spulen i-N und 4-5 auf den Kern ausgeübte Kraft so groß, daß das System E anspricht und die bisher geschlossenen Kontakte n öffnet. Das Hauptrelaissystem y spricht also an und öffnet den Kurzschluß des Widerstandes k. Dieser wird nunmehr in den Erregerkreis der Erregermaschine f geschaltet, so daß die Spannung und also auch die Energieentnahme an der Dynamo sinkt. Damit ist der Zweck erreicht, daß der Leonardgenerator keine unzulässig hohen Drehmomente von der Welle entnimmt.Is achieved by a number of strokes in rapid succession with a high Energy consumption the energy inherent in the flywheel beyond a permissible level pumped out, so that the Leonard unit, for example, to 75 ° / 0 of the synchronous speed has gone down, then the controller system E responds. The tension system exists essentially consisting of two coils 4-5 and i-N with the same effect. The coil is 4-5` excited directly by the voltage to be monitored from the Leonard generator h; the Coil i-N is proportional to the slip of the Leonard unit from the voltage of the Dynamo h excited. The system is now sized so that the two coils are so long do not respond when the Leonard unit has a speed of 8o0 / "the synchronous speed does not fall below. If now, as in the present example, a speed is assumed of 75% of the synchronous speed is reached, then that of the coils i-N and 4-5 The force exerted on the core is so great that the system E responds and that so far closed contacts n opens. The main relay system y responds and opens the short circuit of the resistor k. This is now in the excitation circuit of the excitation machine f switched, so that the voltage and thus also the energy consumption at the dynamo sinks. This achieves the purpose that the Leonard generator does not have any impermissibly high levels Takes torque from the shaft.

Tritt plötzlich ein unzulässig hoher Belastungsstoß am Leonardmotor a auf, so daß der Ankerstrom über einen eingestellten Wert ansteigt, dann spricht in bekannter Weise das System i an, welches ebenfalls über das Hauptsystem y die Spannung am Leonardgenerator b herabregelt.If an inadmissibly high load surge suddenly occurs on the Leonard motor a, so that the armature current rises above a set value, then system i responds in a known manner, which also regulates the voltage on the Leonard generator b down via the main system y.

Die Regelung der Dynamospannung besteht also in einem periodischen Öffnen und Schließen des Kurzschlußkontaktes von k. Gleichzeitiges Ansprechen der beiden Zittersysteme I und E wirkt sich dadurch aus, daß die Periode der Öffnung verlängert, die Periode des Kurzschlusses verkürzt wird.The regulation of the dynamo voltage thus consists of a periodic one Opening and closing of the short-circuit contact of k. Simultaneous addressing of the both dither systems I and E affects the period of the opening extended, the period of the short circuit is shortened.

Man kann auch die sämtlichen Spulen des Systems n bzw. des Systems m auf einen Kern aufbringen.It is also possible to apply all of the coils of system n or system m to a core.

Da zur Ausführung des geschilderten -Regelverfahrens sowohl ein- von der Spannurig wie auch ein vom Strom der Leonarddynamo abhängiges System erforderlich ist, so kann man als Regler natürlich auch einen Leistungsregler verwenden, welcher bekanntlich ebenfalls ein Spannungs- und ein Stromsystem besitzt.Since the execution of the rule procedure described both one of the Spannurig as well as a system dependent on the current of the Leonard dynamo is required is, you can of course also use a power controller as the controller, which as is well known, it also has a voltage and a current system.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control device for a Leonard circuit controlled electromotive forging press drive, the voltage of which is independent from the speed of the Leonard unit by means of a fast regulator is kept constant, characterized in that the regulator controls the generator voltage only at high speeds, for example between ioo and 8o0 /, the converter synchronous speed, keeps constant and below this range the generator voltage z. B. by switching on of resistances in the excitation circuit is reduced proportionally to the speed.

2. Control device according to claim i, characterized in that the voltage system (E) of the z. B. fast regulator designed as a power regulator depending on the Leonard voltage (Coil 4-5) and depending on the slip of the Leonard unit (coil i -N) is controlled. .