DE588072C

DE588072C - Control circuit for several electrical machines, especially for multi-motor drives

Info

Publication number: DE588072C
Application number: DES100392D
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Mueller
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-08-13
Filing date: 1931-08-13
Publication date: 1933-11-13

Description

Regelschaltung-für mehrere elektrische Maschinen, insbesondere für Mehrmotorenantriebe Bei Arbeitsmaschinen, die durch mehrere Elektromotoren angetrieben werden,, wird häufig die Forderung gestellt, daß ein Regelimpuls,' der - einem dieser Antriebsmotoren erteilt wird, sich zwangsläufig und gleichzeitig auf alle oder einen Teil der übrigen Antriebsmotoren überträgt. Bei Papiermaschinen beispielsweise, die mit Mehrmotorenantrieb arbeiten, kann es vorkommen, daß.sich die Papierbahn an einer Stelle zwischen zwei Walzen wirft, weil die Drehzahl der nächstfolgenden Walzen zu klein ist. Die diesen Walzen zugeordneten Antriebsmotoren müssen dann auf eine etwas höhere Drehzahl eingestellt werden, ohne daß dabei das Drehzahlverhältnis dieser Motoren zueinander-geändert wird. Ein anderes Beispiel sind die kontinuierlich angetriebenen Walzenstraßen. Auch bei diesen muß unter Umständen die Drehzahl einer bestimmten Anzahl von Antriebsmotoren zwangsläufig und gleichzeitig nach oben oder unten geändert werden.Control circuit-for several electrical machines, especially for Multi-motor drives For machines that are driven by several electric motors be ,, the demand is often made that a control impulse, 'the - one of these Drive motors are granted, inevitably and simultaneously to all or one Part of the remaining drive motors transfers. For paper machines, for example, who work with multiple motors, it can happen that the paper web throws at one point between two rollers because the speed of the next one Rolling is too small. The drive motors assigned to these rollers must then can be set to a slightly higher speed without affecting the speed ratio of these motors is changed to each other. Another example is the continuous driven roller lines. Even with these, the speed of a certain number of drive motors inevitably and simultaneously upwards or can be changed below.

Eine Papiermaschine wird bekanntlich mit Arbeitsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von o,i bis maximal 5 m/Sek. betrieben: Für eine bestimmte Papiersorte werden die Regelapparate des Mehrmotorenantriebes auf einen bestimmten Wert eingestellt- und behalten diese Einstellung so lange bei, wie dieselbe Papiersorte hergestellt wird Änderungen werden häufig erst nach mehreren Tagen notwendig. Wenn bei einer Papiermaschine die Hintereinanderschaltung von mehreren Regeleinrichtungen des Mehrmotorenantriebes überhaupt verwendet wird, so ist sie meistens nur erforderlich, wenn insbesondere 'zu Beginn der Herstellung einer neuen- Papiersorte Unterschiede in der Zugspannung zwischen einzelnen Teilen der Papiermaschine beseitigt werden sollen. Es handelt sich hier stets mehr um Einstellbewegungen als eigentlich um Regelbewegungen. Der Vorgang der Einregelung der einzelnen Motoren spielt sich in der Weise ab, daß der Bedienungsmann durch Betätigung der betreffenden Regler einen Regelimpuls gibt. Dieser Regelimpuls wirkt sich infolge des verhältnismäßig langsamen Ablaufes der Regelbewegungen nicht sofort, sondern erst allmählich auf den zugehörigen Antriebsmotor als Drehzahlverstellung aus, so daß der Bedienungsmann die Einstellung in -aller Ruhe und mit der hier unbedingt ' notwendigen Feinheit vornehmen kann. Voraussetzung für die Verwendungsmöglichkeit einer derartigen Apparatur ist jedoch, daß genügend Zeit für die Durchführung der Einreglung zur Verfügung steht, was auch bei Papiermaschinenantrieben der Fall ist. Man- kann sich :daher hier ohne weiteres mit den bei -den bekannten Einrichtungen vorgesehenen Apparaten, wie verstellbare Riementriebe usw. begnügen.A paper machine is known to operate at operating speeds in the order of magnitude of 0.1 to a maximum of 5 m / sec. operated: For a certain The regulating devices of the multi-motor drive are set to a certain type of paper Value set - and keep this setting as long as the same type of paper Changes are often only necessary after several days. if in a paper machine the series connection of several control devices of the multi-motor drive is used at all, it is usually only necessary if in particular 'at the beginning of the production of a new type of paper there are differences in the tension between individual parts of the paper machine can be eliminated should. It is always more about setting movements than actually about Rule movements. The process of adjusting the individual motors plays out in the way from that the operator by pressing the relevant controller a Control impulse gives. This control pulse acts as a result of the relatively slow The sequence of the rule movements does not immediately, but only gradually on the associated Drive motor as speed adjustment, so that the operator can adjust the setting in all peace and quiet and with the delicacy that is absolutely necessary here. The prerequisite for the possibility of using such an apparatus is, however, that there is enough time to carry out the adjustment, whatever is the case with paper machine drives. One can: therefore here without further ado with the two known facilities, such as adjustable belt drives, etc. are satisfied.

Viel schwieriger liegen die Verhältnisse dagegen insbesondere bei einer solchen zur Herstellung von Draht bei einer kontinuierlichen Walzenstraße. In Übereinstimmung mit der Papiermaschine muß auch hier eine präzise und zuverlässige Feineinstellung und Feinregelung der Drehzahl der einzelnen Motoren möglich sein. Der Grund liegt darin, daß bei einer kontinuierlichen Drahtstraße auf keinen Fall zwischen den einzelnen Walzgerüsten Zugspannungen auf das Material ausgeübt werden und andererseits auch keine unzulässigen großen Schlingen zwischen den Gerüsten auftreten dürfen. Obwohl die Bedingung der Feinregelung die gleiche ist wie bei Papiermaschinen, sind aber die Anforderungen, die an die Regelapparatur gestellt werden müssen, bedeutend schwieriger, weil die Materialgeschwindigkeit 15 bis 25 m[Sek. beträgt, also fast D-Zuggeschwindigkeit erreicht, und ein Arbeitsvorgang, d. h. also das Auswalzen eines Stabes, nur i bis 2 Minuten dauert. Jeder Regelvorgang muß daher innerhalb kürzester Zeit durchgeführt werden. Darüber hinaus hat die Erfahrung gezeigt, daß .bei kontinuierlichen Drahtstraßen selbst bei Auswalzen des gleichen Materials nicht immer mit der einmal getroffenen Drehzahleinstellung der Motoren gearbeitet werden kann. Infolge von mehr oder weniger großen Temperaturunterschieden zwischen den einzelnen Stäben, ja sogar von Temperaturunterschieden zwischen Anfang und Ende bei ein und demselben Stab. Auch infolge unterschiedlichen Materialgefüges muß die Möglichkeit bestehen, während des nur i bis 2 Minuten dauernden Walzprozesses selbst in die Drehzahlabstufung einzugreifen. Bei der außerordentlich großen Geschwindigkeit des Walzgutes und der bereits erwähnten kurzen Zeit des Walzvorganges liegt es auf der Hand, daß unbedingt für eine möglichst verzögerungslose Übertragung eines gegebenen Regelimpulses Sorge getragen werden muß, da im anderen Falle der beabsichtigte Zweck wirkungslos bleibt und Störungen im Walzbetrieb unvermeidlich sind. Aus diesem Grunde sind daher Regelanordnungen, die wie bei Papiermaschinen mit verstellbarem Riemenantrieb oder ähnlichen Vorrichtungen arbeiten, den bei kontinuierlichen Drahtstraßen zu stellenden Anforderungen niemals gewachsen.Much more difficult, however, are the conditions in particular one for the production of wire in a continuous rolling mill. In accordance with the paper machine, a precise and reliable one must also be used here Fine adjustment and fine control of the speed of the individual motors should be possible. The reason is that in the case of a continuous wire line, absolutely no Tensile stresses are exerted on the material between the individual roll stands and on the other hand no inadmissible large loops between the scaffolding may occur. Although the condition of fine control is the same as that of Paper machines, however, are the demands placed on the control equipment must be, significantly more difficult because the material speed 15 to 25 m [sec. is almost reached the speed of the express train, and a work process, d. H. that is, rolling out a rod takes only 1 to 2 minutes. Every control process must therefore be carried out within a very short time. In addition, the experience has shown that .in continuous wire trains even when rolling the same Materials does not always match the engine speed setting once it has been made can be worked. As a result of more or less large temperature differences between the individual bars, even of temperature differences between the beginning and end with one and the same staff. Also due to different material structures the possibility must exist during the rolling process, which takes only 1 to 2 minutes intervene in the speed graduation yourself. At the extraordinarily high speed of the rolling stock and the already mentioned short time of the rolling process, it is on Obviously, it is essential for the transmission of a given one to be transmitted with as little delay as possible Control pulse care must be taken, since otherwise the intended purpose remains ineffective and malfunctions in rolling operations are inevitable. For this reason are therefore control arrangements that, as in paper machines, have an adjustable belt drive or similar devices work to the continuous wire trains never able to cope with the demands placed on it.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Regelung mehrerer elektrischer Maschinen, mit Hilfe deren die vorstehend bezeichnete Aufgabe auch bei großen Geschwindigkeiten gelöst werden kann. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß jeder der zu regelnden Maschinen ein an sich bekannter Regelspannungen erzeugender Apparat zugeordnet ist, der sowohl mit den zu regelnden Stromkreisen der eigenen elektrischen Maschine als auch mit den Regelstromkreisen aller derjenigen elektrischen Maschinen in Reihe geschaltet ist, die zwangsläufig und gleichzeitig mit der erstgenannten Maschine geregelt werden sollen. Zur Erzeugüng;von Regelspannungen werden dabei zweckmäßig Zusatzdynamomaschinen verwendet.The invention relates to an arrangement for regulating several electrical machines, with the help of which the above-mentioned task also can be solved at high speeds. The essence of the invention consists in the fact that each of the machines to be controlled has a known control voltage generating apparatus is assigned, both with the circuits to be regulated your own electrical machine as well as with the control circuits of all of them electrical machines connected in series, inevitably and simultaneously are to be controlled with the first-mentioned machine. For generating control voltages additional dynamo machines are expediently used.

Die Erfindung sei an Hand der Fig. i erläutert. Eine Anzahl von Gleichstrommotoren i bis 5 sind an ein Gleichstromnetz 6 angeschlossen. Den Erregerwicklungen 7 bis ii dieser Motoren sind Zusatzdynamomaschinen 12 bis 16 zugeordnet, die wie folgt geschaltet sind: Sämtliche Erregerwicklungen liegen einerseits an dem einen Pol 17 einer Gleichstromquelle 18, andererseits unter Zwischenschaltung der ihnen zugeordneten Zusatzdynamomaschinen jeweils an der Verbindungsstelle zwischen Zusatzdynamomaschine und Erregerwicklung der vorhergehenden Maschine. Die Zusatzdynamomaschine 12 der ersten Maschine z liegt an dem anderen Pol ig der Stromquelle 18. Durch diese Schaltung ist die durch die Erfindung gegebene technische Regel erfüllt, daß jede Zusatzdyna.momaschine, also beispielsweise die Zusatzdynamo 14 der Maschine 3, sowohl mit dem zugehörigen Stromkreis der Erregerwicklung g als auch mit den Stromkreisen der Erregerwicklungen io und i r der folgenden Maschinen 4 und 5 in Reihe geschaltet ist. Ändert man die von einer Zusatzmaschine erzeugte Spannung, also beispielsweise die von der Zusatzdynamo 14 erzeugte Regelspannung, so überträgt sich dieser Regelimpuls auf alle Erregerwicklungen, die hinter der Zusatzdynamo 14 liegen und mit dieser in Reihe geschaltet sind, in diesem Falle also auf die Erregerwicklungen g, io und i i. Da die Zusatzdynamo 14 nicht in dem Stromkreis der Erregerwicklungen 7 und 8 der vor der Maschine 3 liegenden Maschinen i und 2 liegt, so können Regelimpulse der Zusatzdynamo 14 auf die Erregung der Maschine i und 2 keinen Einfluß haben. Durch diese Schaltung wird in einfacher Weise eine zwangsläufige Regelabhängigkeit zwischen einer von mehreren elektrischen Maschinen und den anderen bzw. einem Teil der anderen Maschinen erreicht.The invention will be explained with reference to FIG. A number of DC motors i to 5 are connected to a direct current network 6. The exciter windings 7 to ii of these motors are assigned additional dynamo machines 12 to 16, which are as follows are switched: All excitation windings are on the one hand at one pole 17 a direct current source 18, on the other hand with the interposition of their associated Additional dynamo machines at the junction between the additional dynamo machine and excitation winding of the preceding machine. The additional dynamo machine 12 of first machine z is at the other pole ig of the power source 18. By this circuit the technical rule given by the invention is fulfilled that every additional dynamic machine, So, for example, the additional dynamo 14 of the machine 3, both with the associated Circuit of the excitation winding g as well as with the circuits of the excitation windings io and i r of the following machines 4 and 5 are connected in series. If you change the Voltage generated by an additional machine, for example that of the additional dynamo 14 generated control voltage, this control pulse is transmitted to all excitation windings, which are behind the additional dynamo 14 and are connected in series with it, in in this case on the excitation windings g, io and i i. Since the additional dynamo 14 not in the circuit of the excitation windings 7 and 8 in front of the machine 3 Machines i and 2 is located, so control pulses of the additional dynamo 14 can be applied to the excitation of machine i and 2 have no influence. This circuit will make in easier Way an inevitable rule dependency between one of several electrical Machines and the other or a part of the other machines.

Bei der in Fig. i dargestellten Regelanordnung sind die zur Erzeugung der Regelspannungen verwendeten Zusatzdynamomaschinen in den Erregerkreis der zu steuernden Maschinen geschaltet. Diese Schaltung führt bei Motoren, die -über einen größeren Regelbereich geregelt werden sollen, unter Umständen- zu Schwierigkeiten, weil eine Proportionalität zwischen der Änderung der Regelspannungen und den entsprechenden Änderungen der Drehzahl der Motoren nur erreichbar ist, wenn der gesamte Regelbereich dieser Motoren in dem gefadlinigen Teil der Charakteristik liegt. Da dies im allgemeinen nicht möglich ist, verwendet man zweckmäßig eine Schaltung nach Fig. z. Bei dieser Schaltung sind die Zusatzdynamomaschinen 2o bis 24 in den Ankerstromkreis der Motoren 25 bis 29 geschaltet. Im übrigen ist das Regelprinzip genau das gleiche wie bei der Anordnung nach Fig. i. Die Zusatzdynamos liegen mit den ihnen zugeordneten Maschinen und mit allen denjenigen Maschinen in Reihe, die gleichzeitig und zwangsläufig mit den erstgenannten Maschinen geregelt werden sollen.In the control arrangement shown in FIG of the control voltages used additional dynamo machines in the excitation circuit of the controlling machines switched. This circuit results in motors which - under certain circumstances - should be regulated over a larger control range Difficulty because of a proportionality between the change in control voltages and the corresponding changes in the speed of the motors can only be achieved if the entire control range of these motors in the straightforward part of the characteristic lies. Since this is generally not possible, a circuit is expediently used according to Fig. In this circuit, the additional dynamo machines 2o to 24 are in the Armature circuit of motors 25 to 29 switched. Otherwise is the rule principle exactly the same as in the arrangement according to FIG. The additional dynamos are included the machines assigned to them and with all those machines in series that to be controlled simultaneously and inevitably with the first-mentioned machines.

Die Ausführung der Erfindung nach Fig. 2 kann unter Umständen zu Schwierigkeiten führen, wenn die zu regelnden Motoren.25 bis 29 für große Leistungen bemessen werden sollen. Die Züsatzdynamomaschinen der ersten Maschinen müßten für die gesamte Stromaufnahme der Motoren 25 bis 29 bemessen werden. Diese Schwierigkeit läßt sich durch eine Vereinigung der Regelschaltungen nach Fig. i und 2 beheben. Es ergibt sich dann die Schaltung nach Fig.3. Die zu regelnden Motoren 3ö bis 33 erhalten im Ankerstromkreis liegende Zusatzmaschinen 7o bis 73. Die Erregerwicklungen dieser Zusatzmaschinen sind wie die Erregerwicklungen 7 bis i i in Fig. i an ein Netz 34 angeschlossen und werden ihrerseits durch weitere Zusatzdynamomaschinen 35 bis 38 geregelt, Mit dieser Schaltung lassen sich Motoren auch der größten Leistungen ohne weiteres im Sinne der Erfindung regeln.The embodiment of the invention according to FIG. 2 can lead to difficulties under certain circumstances lead, if the motors to be controlled 25 to 29 are dimensioned for high power should. The additional dynamo machines of the first machines would have to cover the entire power consumption of motors 25 to 29 can be measured. This difficulty can be solved by a Fix the union of the control circuits according to FIGS. It then arises the circuit according to Fig.3. The motors to be controlled 3ö to 33 get in the armature circuit horizontal additional machines 7o to 73. The excitation windings of these additional machines are connected to a network 34 like the excitation windings 7 to i i in FIG and are in turn regulated by additional dynamo machines 35 to 38, with This circuit can also be used in engines of the highest power without further ado Regulate within the meaning of the invention.

Eine Regelschaltung nach der Erfindung kann nicht nur bei Motoren, sondern auch bei Generatoren verwendet werden. Als ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung sei noch ein in Fig.4 dargestellter Mehrmotorenantrieb angegeben. Die Motoren 39, 4o und 41 sind mit Tachometerdynamos 42, 43 und 44 gekuppelt, welche auf an sich bekannte Regeleinrichtungen 45, 46, 47, beispielsweise Thoma-Regler, einwirken und die Erregung der zu regelnden Motoren bestimmen. Um erfindungsgemäß die Drehzahl einer der Antriebsmotoren zwangsläufig gemeinsam mit der Drehzahl der anderen Motoren regeln zu können, sind im Erregerkreis der Tachometerdynamos 42 bis 44 Zusatzdynamomaschinen 48, 49 und 5o vorgesehen. Diese sind einerseits mit der Erregerwicklung der ihnen zugeordneten Tachometerdynamos, andererseits mit den Erregerwicklungen derjenigen Tachometerdynamos in Reihe geschaltet, auf die der Regelimpuls gleichzeitig übertragen werden soll. Ändert man beispielsweise durch Verstellen des Reglers 52 im Erregerstromkreis der Zusatzdynamo 49 die von dieser Zusatzdynamo erzeugte Regelspannung, so überträgt sich dieser Regelimpuls auf die beiden Tachometerdynamos 43 und 44, während der Erregerstromkreis der Tachometerdynamo 42 unbeeinflußt bleibt. Durch den Regler 5 i werden zwangsläufig sämtliche nachfolgenden Tachometerdynamos gesteuert, während durch den Regler 53, also den der letzten Maschine zugeordneten Regler, nur diese Maschine beeinflußt werden kann.A control circuit according to the invention can be used not only in motors but also in generators. As a special embodiment of the invention, a multi-motor drive shown in FIG. The motors 39, 40 and 41 are coupled to tachometer dynamos 42, 43 and 44 , which act on known control devices 45, 46, 47, for example Thoma controllers, and determine the excitation of the motors to be controlled. In order, according to the invention, to be able to control the speed of one of the drive motors together with the speed of the other motors, additional dynamos 48, 49 and 50 are provided in the excitation circuit of the tachometer dynamos 42 to 44. These are connected in series on the one hand with the excitation winding of the tachometer dynamos assigned to them, on the other hand with the excitation windings of those tachometer dynamos to which the control pulse is to be transmitted simultaneously. If, for example, the control voltage generated by this additional dynamo is changed by adjusting the controller 52 in the excitation circuit of the additional dynamo 49, this control pulse is transmitted to the two tachometer dynamos 43 and 44, while the excitation circuit of the tachometer dynamo 42 remains unaffected. All subsequent tachometer dynamos are inevitably controlled by the controller 5 i, while only this machine can be influenced by the controller 53, that is to say the controller assigned to the last machine.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control circuit for several electrical machines, in which each machine is assigned an apparatus generating control voltages, and in which a control pulse issued to an individual machine inevitably also occurs other machines is transferred, in particular for multi-rivet drives, thereby characterized in that the control voltage generated by each control apparatus with both the circuit to be controlled of the associated machine as well as the ones to be controlled Circuits of the other machines to be controlled at the same time connected in series is.

2. Circuit according to claim i, called the control voltages, for example Additional machines are generated, characterized in that the series-connected Additional machines (i2 to 16) on the one hand to one pole and on the other hand via the Excitation winding of the associated machine to be controlled to the other pole of the excitation network are connected (Fig. i).

3. Circuit according to claim i, characterized in that that the series-connected additional machines (2o to 24) on the one hand to the one Pole and on the other hand via the armature circuit of the associated machines to be controlled to the other pole of the. Anchoring network are connected (Fig. 2).

4. Circuit after Claim i, characterized in that the additional machines connected in series (35 to 38) influence the excitation circuit of further additional machines (7o to 73), which are connected to the armature circuit of the machines to be controlled (Fig. 3).

5. Circuit according to claim i, in particular for multi-motor drives where the motors by known controllers, for example Thoma controllers (45 to ¢ 7), with the help of tachometer dynamos coupled to the motors (q.2 to 4q.) are regulated, characterized in that $ the additional machines connected in series (q.8 to 5o) control the excitation windings of the tachometer dynamos (Q.2 to 4q.) (Fig. d.).