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Gleichlaufsteuerung für Mehrmotorenantriebe, insbesondere für Papiermaschinen
Bei Mehrmotorenantrieben für- Arbeitsmaschinen, beispielsweise für Papiermaschinen,
wird in der Praxis- oft die Forderung gestellt, die Einzelmotoren mit relativ oder
absolut gleicher Drehzahl laufen zu lassen. Um die Motoren in einem einmal eingestellten
bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis zu halten, sind Regelanordnungen bekanntgeworden,
welche darin bestehen, daß die Drehzahl der Motoren in Differentialgetrieben mit
einer Leitdrehzahl verglichen werden. Bei einer Geschwindigkeitsabweichung, beispielsweise
infolge einer Belastungsänderung, sprechen die Differentialgetriebe an und steuern
dabei das Feld der in ihrer Drehzahl abweichenden Motoren, so daß der Gleichlauf
wieder hergestellt wird. Es vergeht also, da das Differentialgetriebe sich bewegen
muß, bis zur Einregelung der vorgeschriebenen Drehzahl bei jedem Belastungsstoß
eine gewisse Zeit; jedenfalls muß äüch der Regler den bestimmten, der Belastungsänderung
entsprechenden Weg zurücklegen, die Regelung ist also träge. Außerdem ist es bei
derartigen Anordnungen erforderlich, daß das Drehzahlverhältnis betriebsmäßig einstellbar
ist. Zu diesem Zwecke sind zwischen den Differentialgetrieben und den betreffenden
Teilantriebsmotoren Kegelscheibenriementriebe vorgesehen, durch deren Einstellung
man die Drehzahl des Einzelmotors relativ zur Leitgeschwindigkeit einstellen kann.
Es sind nun Anordnungen bekanntgeworden, welche die Mehrmotorenantriebe mittels
Gleichlaufregelung dadurch zu verbessern suchen, daß sowohl eine schnelle ReT-gelung
erzielt wird als auch die Kosten durch Wegfall der Kegelscheibenriementriebe erniedrigt
werden, und zwar hat man bei diesen Antrieben die Felder der einzelnen Motoren durch
Elektronenröhren beeinflußt. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Steuerdynamos
der Einzelantriebe gegeneinander geschaltet sind, so daß bei einer -Drehzahlabweichung
ein in dem Kreis der beiden Dynamos geschalteter Widerstand vom Strom durchflossen
wird. Die durch diesen Strom zwischen zwei Punkten auftretende Spannungsdifferenz
wird zur Steuerung der Gitterspannung der Röhren verwendet. Diese Anordnungen haben
nun den Nachteil, daß die Steuerdynamos verhältnismäßig groß ausgelegt m erden müssen,
damit ein genügend hoher S trom durch den Abtastwiderstand fließt. P.bgesehen davon,
arbeiten derartige Anordnungen nicht genau, da die Spannung der Steuerdynamos bei
Stromentnahme sofort sinkt und daher nicht einen gleichbleibenden Maßstab zur Regelung
liefert. Man muß aus diesem Grunde bei den bekannten Anordnungen in Kauf nehmen,
daß beide Einzelantriebe bei einem Belastungsstoß ihre Drehzahl in der Weise ändern,
daß der eine seine Drehzahl erhöht, der andere seine Drehzahl
erniedrigt.
Es ist überhaupt -nur möglich, zwei Einzelantriebe bzw. zwei Gruppen von Einzelantrieben
auf diese Weise gegenseitig zu beeinflussen. Denn bei Verwendung einer Leitsteuerdynamo,welcge
eine Mehrzahl von Antrieben beeinflußt, treten die genannten Schwierigkeiten in
höherem Maße auf, da bei Abweichung mehreier Antriebe von der Leitdrehzahl die Stromentnahme
und damit der Spannungsabfall der Leitsteuerdynamo größer ist als bei -Abweichung
nur eines Einzelantriebes. Dabei ist noch in Betracht zu ziehen, daß selbst bei
Abweichung der Drehzahl nur eines Einzelantriebes die Regelwirkung nicht einheitlich
ist, da bei einer größeren Abweichung die Stromentnahme und damit der Spannungsabfall
größer ist als bei einer kleinen Drehzahlabweichung.
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Vorliegende Erfindung zeigt nun einen Weg, die Steuerdynamos klein
zu halten und außerdem eine genaue, von den Betriebsverhältnissen unabhängige Regelung
zu erzielen. Dies wird bei denjenigen Steuerungen, bei welchen die Erregerwicklungen
unmittelbar von dem Anodenstrom der Röhren beeinflußt werden, dadurch erreicht,
daß für jeden Teilmotor eine als Tachometerdynamo ausgebildete Steuerdynamo in Reihe
mit - einer gemeinsamen Leitdynamo und dem Gitterkreis des zugehörigen Teilmotors
liegt. Es ist zwar bei Anordnungen zur Regelung einer einzigen Maschine bekanntgeworden.
die Steuerspannung unmittelbar an den Gitterkreis der steuernden Röhre anzuschließen.
Eine derartige Schaltung kann aber für Gleichlaufregelungen, bei welchen zwei Größen
miteinander verglichen werden müssen, nicht als Vorbild dienen, denn, wie die im
Vorstehenden aufgeführten bekannten Schaltungen zeigen, hat man zum Vergleich zweier
Steuerspannungen ein drittes Element, meist einen Widerstand, verwendet. Wesentlich
für die vorliegende Erfindung ist nicht nur die Tatsache, daß die unmittelbare Gegenschaltung
der beiden Spannungen im Gitterkreis eine Vereinfachung darstellt, sondern vor allem
die Erkenntnis, daß die Regelung selbst durch die Vermeidung einer dritten Größe,
nämlich der Meßgröße, wesentlich verbessert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die einzelnen Teilmotoren 4, 5, 6 sind parallel an ein Gleichstromnetz angeschlossen,
das von einem Zu- und Gegenschaltungsaggregat i, 2, 3 mit in weiten Grenzen veränderlicher
Spannung gespeist wird. Der Motor 4, der wie die übrigen Teilmotoren am gleichen
Netze liegt und durch den Widerstand 17 in der Drehzahj geregelt werden kann, ist
der Leitmotor, kann jedoch auch gleichzeitig Antriebsmotor einer Gruppe sein. Mit
jedem Teilmotor ist eine Tachometerdynamo 37 bis 4o gekuppelt, die alle auf gleiche
Spannung geeicht werden. Der absolute Wert ihrer Spannung ist gleichgültig, doch
empfiehlt es sich, mit Rücksicht auf eine möglichst kleine Verstärkung durch Röhren,
eine Tachometer-,dynamo mit hoher Spannung zunehmen. Die die Leitspannung erzeugende
Tachometerdynamo 37 wird allen anderen Tachometerdynamos gegengeschaltet; so daß
bei Gleichlauf aller Motoren die resultierende Spannung - Null ist. Die Erregung
der einzelnen Teilmotoren 5 bis 7 wird von je einer besonderen Erregermaschine 42
bis q.4 geliefert, die gemeinsam durch einen Motor 13 angetrieben werden.
Es kann auch für jede Maschine ein besonderer Motor vorgesehen werden. Die Erregerwicklungen
jeder Erregermaschine sind zweiteilig ausgeführt. Die Hauptwicklungen
23 bis 25 führen den Hauptteil des Erregerstromes und sind an konstante Spannung
über regelbare Widerstände 15 bis 17 angeschlossen und liefern die Grunderregung
für die Wicklungen 27
bis 29. Die Hilfswicklungen 45 bis 47, die zur Regelung
der Erregerspannungen der Wicklungen 27 bis 29 und damit der Drehzahl der Motoren
5 bis 7 dienen, führen nur den zur Regelung erforderlichen Teil des Erregerstromes.
Dieser kleinere Teil dient gleichzeitig zur Einstellung des gegenseitigen Geschwindigkeitsverhältnisses
der Motoren zueinander. Die Unterteilung der Erregerwicklungen wurde gewählt, um
mit.handelsüblichen Röhren auskommen zu können. Die Röhren io bis 12 werden von
dem konstanten Erregernetz aus geheizt, wobei zur Einstellung der Heizung ein gemeinsamer
Regelwiderstand 31 vorgesehen ist. An Stelle des letzteren kann jedoch auch
für jede Röhre ein besonderer Heizregelwiderstand treten. Dabei können die Erregerwicklungen
der Erregermaschine bei entsprechender Röhrenschaltung zu- oder gegeneinander geschaltet
werden. Selbstverständlich können bei entsprechender Bemessung der Röhren die Felder
a7 bis 29 der Motoren 5 bis 7 auch unmittelbar beeinflußt werden, so daß für diesen
Fall die Erregermaschinen 42 bis 44 in Fortfall kommen. Bei dieser Ausführung empfiehlt
es sich, die Felder der Motoren 5 bis 7 in derselben Weise wie die der Erregermaschinen
zu unterteilen.
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Zur Einstellung des gegenseitigen Geschwindigkeitsverhältnisses der
Motoren werden regelbare Widerstände i$ bis 20 in dem Feldkreis der Tachometerdynamos
angeordnet, auf Grund deren Einstellung die Spannung der Tachometerdynamos geändert
wird und damit über die Röhren io' bis 12
und die Erregermaschinen
42 bis 44 die Felder 27 bis 29 der Motoren 5 bis 7 beeinflußt werden. Außerdem werden
ebenfalls einstellbare Widerstände 33 bis 35 vor jeden Abzweig eines Tachometerfeldes
angeordnet, um eine Zugregelung für alle in der Arbeitsrichtung folgenden Antriebsmotoren
durchzuführen. Es können naturgemäß auch weitere Motoren mit den gleichen Regelanordnungen
vorgesehen werden.
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Die Regelung spielt sich in der folgenden Weise ab: Eilt einer -der
Teilmotoren vor oder nach, so ergibt sich eine je nach der Drehzahlabweichung positive
oder negative Differenzspannung zwischen der durch die Tachometerdynamo 37 erzeugten
Leitspannung und der durch die zü dem abweichenden Motor gehörige Tachometerspannung,
die einen höheren oder niedrigeren Anodenstrom der zugehörigen Röhre zur Folge hat.
Dadurch ändert sich die Spannung der zugehörigen Erregermaschine und auch das Feld
des in der Drehzahl abgewichenen Motors. Bei dieser Ausführung können ohne Schwierigkeiten
sämtliche zur Steuerung erforderlichen Apparate, wie z. B. Erregermaschinen mit
gemeinsamem Antriebsmotor, sowie die jeder Erregermaschine zugeordnete Röhre oder
Röhren usw. an einer -gemeinsamen Stelle, beispielsweise außerhalb des Antriebsraumes,
aufgestellt werden. In der Zeichnung ist diese Anordnung durch die gestrichelte
Linie angedeutet.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit wäre, auch die Tachometerdynamos
aus dem Maschinenraum zu nehmen, wobei eine Synchronübertragung der Motorgeschwindigkeit
auf die an der entfernt liegenden Stelle angeordneten Tachoineterdynamos erforderlich
ist. Zum Antrieb der Tachometerdynamos werden kleine Synchronmotoren benutzt, die
ebenfalls gemeinsam mit den anderen Steuerapparaten aufgestellt werden und ihre
Frequenz von den angezapftenAnkern derTeilmotoren erhalten.
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Im Falle der Verwendung eines besonderen Leitaggregates kann dieses
gemeinsam mit den anderen Steuerapparaten aufgestellt werden.