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Vorrichtung zum Anlassen und Synchronisieren von Mehrmotorenantrieben
für Arbeitsmaschinen Man kann Mehrmotorenantriebe von Rotationsdruckmaschinen so
ausführen, daß man' die einzeln anzutreibenden Maschinenteile, wie Druckwerke, Falzapparate,
Papierrollen usw., -mit Asynchroninaschinen kuppelt, die, ständer- und läuferseitig
parallel geschaltet, entweder nur den Gleichlauf sichern oder auch selbst als Antriebsmotoren
dienen. Die Schaltung wird dabei so ausgeführt, daß auch der Anlauf und der Auslauf
im Gleichlauf erfolgt.
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Trotzdem kann es einmal vorkommen, daß die einzelnen Teile nicht die
vorgeschriebene Lage zueinander einnehmen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß
bei Reparaturen oder bei anderer Gelegenheit ein Teilantrieb gegenüber dem anderen
von Hand verstellt wird. Aus diesem Grunde hat man die Synchronisiermaschinen mit
den - betreffenden Maschinenteilen über ausrückbare Kupplungen verbunden, welch
letztere vor der Inbetriebnahme des Antriebes geöffnet werden. Bei geöffneter Kupplung
ist es dann ein leichtes, die leichten Synchronisiermaschinen, -welche sich frei
bewegen können, in Synchronismus zu bringen. Ist Synchronismus hergestellt, dann
werden die Synchronisiermaschinen mit den betreffenden Maschinenteilen wieder gekuppelt,
und der Antrieb kann hochgefahren werden, wobei er während des ganzen Betriebes
in Synchronismus bleibt. Abgesehen davon, daß für diesen Zweck besondere Kupplungen
erforderlich sind, läßt sich dieses Verfahren bei solchen Mehrmotorenantrieben,
bei denen nicht nur ein Gleichlauf, sondern auch eine bestimmte relative Lage der
einzelnen Maschinenteile zueinander gefordert wird, nicht verwenden, denn nach Lösung
der ausrückbaren Kupplungen und Verstellung der Synchronisiermaschinen ist die feste
Lage zwischen jeder Synchron--, siermaschine und dem zugehörigen Maschinenteil verändert.
Beim Betrieb von Arbeitsmaschinen, beispielsweise Rotationsdruckmaschinen, besteht
aber die zusätzliche Aufgabe, den mechanischen Teil, nämlich die Einzelteile der
Arbeitsmaschinen selbst in eine bestimmte relative Lage zubringen. 'Wird ein Einzelteil
gegenüber dem anderen etwa um ro° aus dieser synchronen Lage bewegt, dann kann man
den betreffenden Teilantrieb wieder um 350° weiterbewegen, um wieder die vorgeschriebene
Stellung zu erreichen. Durch das bloße , Synchronisieren der Antriebsmotoren kann
aber eine derartige Einstellung nicht erreicht werden. Nimmt inan an, daß ein Motor
vierpolig ausgeführt ist und dessen Drehzahl auf die Maschine im Verhältnis von
3 : z übertragen wird, dann nimmt der Motor während eines Umlaufes des Maschinenteiles
von 36o' nicht eine einzige, sondern sechs elektrisch synchrone Stellungen in bezug
auf den Leitmotor ein. Nur eine von diesen sechs synchronen Stellungen
ist
aber zur räumlichen Synchronisierung und zur Inbetriebnahme des Antriebes geeignet.-Die
Erfindung löst nun die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Läufer eines der zunächst
nur ständerseitig an das Netz gelegten Asynchronmotoren durch einen Hilfsantrieb
in Gang gesetzt wird und die Läufer der übrigen Motoren z. B. über Kontaktvorrichtungen
und Kupplungsschützen parallel geschaltet werden, wenn die Läufer elektrisch und
die Kontaktvorrichtungen räumlich die gleiche Winkellage zueinander einnehmen. Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei phasengleicher Lage zweier Synchronisiermaschinen
ein starrer Gleichlauf erzielt bzw. aufrechterhalten wird, wenn die erforderliche
Ausgleichsleistung zwischen den Maschinen nicht infolge erheblicher Belastungs-
bzw. Drehzahlunterschiede zu groß wird. Durch die Erfindung ist daher die Möglichkeit
gegeben, daß ein läuferseitiges Parallelschalten der Synchronisiermaschinen zweier
Einzelantriebe in jenem Zeitpunkte erfolgt, in welchem die geforderte räumlichegegenseitige
Lage zwischen den beiden Teilantrieben hergestellt ist. Durch die langsame Bewegung,
welche der Leitantrieb aufweist, wird erzielt, daß die synchroneLageaufrechterhalten
wird, da die Massen des zuzuschaltenden Teilantriebes bei der langsamen Bewegung
ohne weiteres dem Leitantrieb folgen können. In diesem Falle reicht also das Synchronisiermoment
aus. Durch die Bewegung des einen Antriebes findet also gewissermaßen ein Abtasten
statt, welches ein Sichfangen in vollem Umfange ermöglicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
In der Abb. i sind W1 und W2 die Walzen einer Druckmaschine, die von Motoren 1111
und 111, über Getriebe G1 und G2 angetrieben werden. K1 und K2 sind Kontaktapparate.
Wie aus Abb. 2 hervorgeht, bestehen diese aus einemmassiven Schleifring und einem
aus 36 Kupfersegmenten zusammengestellten Ring B. Sämtliche Kupfersegmente sind
voneinander und gegen den massiven Schltifring isoliert. Über die Kupfersegmente
und denmassivenRinggleitet eine Bürste G, die mit der Welle des Druckzylinders starr
gekuppelt ist und stets ein Segment (in Zwischenstellungen zwei Segmente) mit dem
massiven Ring verbindet.
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Wie ferner in Abb. i angedeutet, sind bezüglich der Walzen gleichgelegene
Segmente der Kontaktapparate untereinander verbunden. Stehen die Bürsten zweier
Kontaktapparate auf den entsprechenden Segmenten, so wird ein Strom, der dem massiven
Ring eines Apparates zugeführt wird, bis zum Ring des zweiten Apparates weitergeleitet,
so daß nur bei ungefähr synchronen Stellungen der Zylinder ein Strom von einem Kontaktapparat
zum anderen fließt.
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Die Motoren !l71 und 11T seien als vierpolige Asynchronmotoren ausgebildet,
die ständer- und läuferseitig parallel geschaltet werden können und dann auf 36o'
(an der Motorwelle gemessen) zwei elektrisch synchrone Stellungen haben. Wie bereits
gesagt, haben die Motoren während eines Umlaufes der Arbeitsmaschine bei einer Übersetzung
von i : 3 sechs synchrone Stellungen, da während dieses Umlaufes sechmal eine doppelte
Polteilung zurückgelegt wird. Bei der Auslegung des Kontaktapparats ist darauf zu
achten, daß die Parallelschaltung der Motoren erst dann hergestellt wird, wenn ein
richtiges Intrittfallen des zuzuschaltenden Motors gewährleistet ist. Solange also
der zuzuschaltende Motor beispielsweise um 9o' von der dem Leitantrieb entsprechenden
Lage entfernt ist, besteht die Möglichkeit, daß er beim Parallelschalten entweder
in der einen oder der anderen Richtung in Tritt fällt, denn er ist von beiden synchronen
Stellungen um die gleiche Winkellage entfernt. Es ist daher günstig, die Parallelschaltung
möglichst weit von dieser labilen Lage vorzunehmen. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel
ist eine Entfernung der Motorstellung von 30' vorgesehen. Diesen 30' an der Motorwelle
entspricht bei der Übersetzung von 3 : i ein Winkelweg von io' am Maschinenteil.-
Es müssen demnach für eine Umdrehung (36o') 36 Segmente am Kontaktapparat vorgesehen
sein, Aus der Abb. 3 ist die Schaltung der Anordnung zu erkennen. Die Verbindungsleitungen
zwischen den Kontaktapparatenlil und K3 führen über die Spulen von Schützen S.,
und S3, durch welche die betreffenden Teilmotoren demLeitantrieb 1l parallel geschaltet
werden können.
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Es sei nun angenommen, daß die Walze TV,
gegenüber def Walze
TV. um 6o' aus der synchronen Lage voreilend verschoben ist. Die Motoren sind dann
um 3 >,< 6o=i8o' aus der betriebsmäßig synchronen Lage verschoben und stehen
in einer weiteren elektrisch synchronen Lage, welche aber, da die Teile der Arbeitsmaschine
nicht synchron stehen, für den Betrieb nicht brauchbar ist. Zum Synchronisieren
legt man daher zuerst die Ständerwicklungen der Motoren an das Drehstromnetz RSF
und dreht den einen Motor 1'4I1, welcher als Leitantrieb benutzt wird, langsam in
der normalen Drehrichtung. Zu diesem Zwecke ist ein Hilfsmotor H vorgesehen; welcher
über einGetriebeZ undeineÜberholungskupplung U mit dem Motor IN, verbunden ist.
Die zwischen dem Kontaktapparat K1 und K2
führenden Verbindungsleitungen
schließen vorläufig noch keinen Stromkreis, da die beiden Bürsten nicht auf entsprechenden
Kontaktsegmenten aufliegen. Bei Beginn der Bewegung lag nämlich die Bürste des Kontaktapparates
K1 auf dem sechsten Segment, während die Bürste von K2 auf dem ersten lag. Erst
nach einer Drehung der Bürste um 300° liegen die Bürsten beider Antriebe auf entsprechenden
Segmenten, so daß die Spule des Schützes S2 erregt wird. Der Stromkreis hat folgenden
Verlauf: Von der Netzphase R über die Leitung D, den Kontaktapparat KI, die Leitung,
welche die beiden entsprechenden Segmente der Kontaktapparate K1 und K2 verbindet,
den Kontaktapparat K2, die Leitung E, die Spule des Schützes S2, die Leitung F zur
Netzphase T. Das Schütz S2 zieht an und legt nunmehr die Läufer der beiden Maschinen
1111 und M2 parallel, so daß die beiden Teilantriebe von nun an in starrem Synchronismus
weiterlaufen. In ähnlicher Weise wird über die Kontaktapparate K1 und K3 der Motor
M3 zugeschaltet.
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Während.der Maschinenteil einen Winkelweg von 300° zurückgelegt hat,
bewegt sich der betreffende Motor um 3 X 300°=900°. Da immer nach 18o Bogengraden
eine synchrone Stellung der Motoren vorliegt, hat der Motor auf dem Wege zur endgültigen
synchronen Stellung vier @elektrisch synchrone Stellungen zu dem anderen Motor innegehabt.
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Der Leitantrieb braucht übrigens mit der Maschine bzw. mit einem Maschinenteil
nicht mechanisch gekuppelt zu sein, sondern kann als Umformer getrennt- aufgestellt
werden. Der Kontaktapparat K1 ist bei einem vierpoligen Asynchrongenerator dann
über ein Getriebe mit Übersetzung i : 3 mit dem Umformer zu kuppeln.
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Schließlich ist noch zu erwähnen, daß man den Hilfsmotor beim Synchronisieren
mit großem Schlupfwiderstand einschalten wird, um beim Synchronisieren die Maschine
ganz langsam laufen zu lassen, so daß beim Zuschalten der Teilmotoren das Drehmoment
dieser Motoren ausreicht, um diese sofort synchron mitzunehmen. Die durch den Schlupfwiderstand
verursachte Hauptstromcharakteristik des- ganzen Antriebes wird gleichzeitig das
synchrone Mitnehmen der Teilmotoren begünstigen. An Stelle eines großen Schlupfwiderstandes,
der das Anzugsmoment des Antriebes stark herabsetzt, kann man natürlich langsamen
Lauf der Maschine auch durch abwechselndes Ein- undAusschalten des Hilfsinotors
erzwingen. Dies wird hauptsächlich dann erwünscht sein, wenn erst wenige Teilantriebe
synchronisiert sind und dadurch der Hilfsmotor nur schwach belastet läuft.