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Leistungsabhängige Vorschubregeleinrichtung für Holzschleifer mit
einem vom Strom und von der Spannung des Schleifermotors beeinflußten Drehmagneten
Beim elektrischen Antrieb der Holzschleiier wird zur Erzielung einer gleichmäßigen
Brschaffenheit des erzeugten Holzschliffes die Forderung gestellt, daß die Leistungsaufnahme
des Schleifermotors stets auf dem gleichen Wert gehalten wird. Zu dieseln Zweck
hat man Regelvorrichtungen vorgesehen, die die Geschwindigkeit der Motoren. die
das Arbeitsgut zuführen, so beeinflussen, dali sich eine konstante Belastung des
Schleiferinotors ergibt. Zur Gberwachung der l'lierlastulig wurden Drehmagnete vorge-@ehen,
deren Drehinoniente von dein Strom in (len Zuführungsleitungen des Schleiferinotörs
abhängig «-aren. Obwohl diese Anordnung nur eine direkte Stromregelung darstellt,
genügte sie in vielen Fällen, wo die Spannung und Frequenz des Drelistro'ninetzes
nicht stark schwankt. Treten jedoch diese Schwankungen in erheblichem Maße auf,
so ist die l`herwachung in Abhängigkeit vom Strom nicht mehr -zuverlässig, da der
Stroni bei schwankender Spannuni; und Frequenz kein eindeutiges Maß für die Leistungsaufnaliine
darstellt. --Man versah daher die Drehniagnete niit einem wattmetrischen SYstein,
uni so die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der vorn Schleiferniotor
aufgenommenen Leistung zu erinüglichen. Die Ausführung dieser Drehmagnete finit
wattmetrischem Svstem stellt eine kostspielige und empfindliche Sonderkonstruktion
dar, die sich im übrigen nur für den jeweils vorliegenden Fall verwenden lädt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Regelanordnung, welche eine leistungsabhängige
Regelung des Sclileiferinotors gestattet. wobei die im vorstehenden genannten Koniplikationen
vermieden werden. Als Regelorgan
wird gemäß der Erfindung ein Drehmagnet verwendet,
welcher als normaler Drehstromas-,-nciironniotor mit hurzschlußanker ausgebildet
ist. Die dreiphasige Wicklung ist an die Klemmen eines Strom- und eines
Span-
nungswandlers angeschlossen, welche primär vom Strom bzw. von der Spannung
clles Schleifermotors gespeist werden. Der Drehinagnet beeinflußt entgegen der Kraft
einer Feder Schaltelemente. welche die Drehzahl des \-orschubinotors steuern. Wesentlich
für die 1,rfindtinr ist die Erkenntnis, daß das Drehmoment eines derart geschalteten
Drehinapneten proportional der @N-irkleistunrsaut-;iahine des Schleiferniotors ist.
Diese Wirkungsweise
des neuen Drehmagnetreglers wird an Hand der
Diagramiiie gemäß den Abb.2 und 3 näher erläutert werden. Der wesentliche Vorteil
der Erfindung bestellt also darin, daß durch die Verwendung eines einfachen für
Drehstrom gewickelten Drehniagneten eine Leistungsregelung unter 13erücksichtigung
des Leistungsfaktors erzielt wird. 11 an hat auch bisher niit Hilfe von Drehmagneten
niemals eine genaue Leistungsregelung erreicht. Die Schaltungen waren ini allgemeinen
stets so getroffen, daß der Drehmagnet lediglich vorn Strom der zu überwachenden
Maschine beeinflußt wurde. Eine weitere bekannte Regelanordnung, bei welcher der
Dreliuiagilet unter dem Einfluß von Strom und Spannung steht, kann auch nicht auf
konstante Wirkleistung regeln, da die Stromspule und Spannungsspule nicht in einer
Dreipliasenwicklung miteinander verkettet, sondern als zwei getrennte Wicklungen
ausgeführt sind.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist RST
das Drehstromnetz, welches den Ständer eines Drelistromniotors .4 (Asynchronmotors
oder Synchroninotors) speist. Der Motor treibt über eine Welle 6 einen Holzschleifer
5, welchem das Arbeitsgut ; durch ein endloses Band 8 zugeführt wird. Das Förderband
wird über ein Kugelgetriebe von dein Anker io des Vorschubinotors 9 angetrieben,
welcher voll der Gleichstromquelle 13 gespeist ist. Im Kreise 'des Feldes i i liegt
ein Vorschaltwiderstand 12, welcher von zwei Kontakten 14 und 15 gesteuert wird.
Der Kontakt 15 befindet sich auf einem beweglichen Arm 16, welcher mit dem Rotor
22 eines als Induktionsmotor au-sgebildeten Drehmagneten 17 in Verbindung stellt.
Entgegen dem Moment des 'Motors 17 wirkt eine Feder 18, welche bestrebt ist, die
Kontakte 14., 15 zu öffnen. Der Ständer des -Motors 1; besteht aus drei Phasenwicklungen
i9, 2o und 21, welche in Dreieck geschaltet sind, während der Läufer %a2 als Kurzschlußanker
ausgebildet ist. Die Phase i9 ist über einen Spannungswandler 23 an die Phasenspannung
ST angeschlossen, während die .Wicklung 2o inlt der Sekundärwicklung eines von dein
Strom der Phasen R und T beeinflußten Stromwandlers 25, 26 verbunden ist. Die beiden
Teile 25 und 26 der Sekundärwicklung sind einander eiltgegengeschaltet. Die Spannung
an der Phasenwicklung 2o ist somit proportional dem Unterschied der Ströme in den
Phasen R und 1'. Uni eineu bestimmten Stromwert einstellen zu können, ist parallel
zur Wicklung 2o ein einstellbarer Widerstand 24 vorgesehen.
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1)ie Abb.2 zeigt das Arbeitsdiagranini des Stetierinotcirs i; unter
der Voraussetzung; daß der Leistungsfaktor des Schleiferinotors .4 gleich 1 ist.
Die Vektoren <l-1, 0-2 und 0-3 stellen die Phasenspannungen der Phasen RST dar.
Demnach ist der Vektor 2-3 die zwischen den Phasen S und T Herrschende verkettete
Spannung und, wenn man von dein -Maßstab absehen will. die Spannung an der Phasenwicklung
i9 des Drehmagneten 1;. Die kleinen Vektoren o-31 und 0-33 stellen die Spannungen
dar, «-elche in den Sekundärwicklungen 26 bzw. 25 des Stromwandlers herrschen. Die
Vektoren o-31 und o-33 haben mit den Vektoren o-i und o-3 gleiche Phase. Die Differenz
der beiden kleinen Vektoren ist der Vektor 33-34 welcher mit dem Vektor 3-1 gleiche
Pliaseillage hat. Diesem Differenzvektor entspricht die Spannung an der Phasenwicklung
2o. Der Einfachheit halber ist der Vektor auf der Linie 3-1 aufgetragen.
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Die Spannungen der Wicklung i9 und der Wicklung 2o und deren Ströme
haben somit eine Phasenverschiebung von 6o°. Da die Wicklung 21 in Dreieck mit den
Wicklungen i9 und 2o geschaltet ist, wird ihre Spannung und ihr Strom eine Phasenverschiebung
von (:o° gegenüber Spannung und Strom der beiden anderen Phasen aufweisen. Es entstellt
somit ein Drehfeld, «-elches im Läufer Ströme und ein Drehmoment erzeugt, so daß
der Läufer eine Kraft entgegen der Feder iS ausübt. Da die ini Läufer induzierten
Ströme sowohl proportional der verketteten Spannung und dem -Phasenstrom ini Hauptkreis
RST sind, so wird das Drehnionient des Motors 17 proportional der Leistung des Schleiferniotors
.4 sein.
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In Abb. 3 ist ein Diagramm dargestellt, bei welchem die Stromvektoren
gegenüber den Phasenspannungen eine Phasenverschiebung besitzen. Aus dem Diagramm
geht auch hervor, daß die Projektion des Difterenzstroinvektors auf die Linie 3-1
kürzer als die tatsächliche Größe dieses Stromvektors ist. Das Drehmoment des Steuermotors
17 gibt daher auch unter Berücksichtigung des Leistungsfaktors genau die von dein
Schleifer aufgelionlinene Leistung all.
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Es sei nun ini Betrieb angenommen, daß die Kontakte 14 und 15 geöffnet
sind und der gesamte Widerstand 12 ini Kreise des Feldes i i .eingeschaltet ist.
Der Motor 9 läuft also niit seiner höchsten Drehzahl, so daß ein Maximum an Werkstoff
dem Schleifer 5 zugeführt wird und der Schleiferniotor die Höchstleistung hergeben
inufi. Die durch die Leitungen R.ST fließende Leistung nininit dalier so lauge zu,
bis das -lonient des -Motors 17 die Kraft der Feder iS überwindet, den Kontakt
1@ ulit dein Kontakt 1.I in Berührung bringt und einen Teil des Widerstandes i2
kurzschließt. Dadurch wird das Feld i i gestärkt
und die Drehzahl
des Motors 9 sowie die Werkstoffzufuhr zum Schleifer 5 herabgesetzt. Die Leistung
des Schleifermotors .4 fällt ebenfalls, so daß das Drehmoment des Steuermotors 17
sinkt und die Kontakte i:4 und 15 geöffnet «-erden.