DE609640C - Einrichtung zur Steuerung von Foerderantrieben, insbesondere fuer Aufzuege, mit durch AEnderung der Ankerspannung geregelten Gleichstrommotoren und mit einem die Motorspannung steuernden selbsttaetigen Regler - Google Patents

Einrichtung zur Steuerung von Foerderantrieben, insbesondere fuer Aufzuege, mit durch AEnderung der Ankerspannung geregelten Gleichstrommotoren und mit einem die Motorspannung steuernden selbsttaetigen Regler

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DE609640C
DE609640C DES97917D DES0097917D DE609640C DE 609640 C DE609640 C DE 609640C DE S97917 D DES97917 D DE S97917D DE S0097917 D DES0097917 D DE S0097917D DE 609640 C DE609640 C DE 609640C
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00Control systems of elevators in general
    • B66B1/02Control systems without regulation, i.e. without retroactive action
    • B66B1/06Control systems without regulation, i.e. without retroactive action electric
    • B66B1/08Control systems without regulation, i.e. without retroactive action electric with devices, e.g. handles or levers, in the cars or cages for direct control of movements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Steuerung von Förderantrieben, insbesondere für Aufzüge, mit durch Änderung der Ankerspannung geregelten Gleichstrommotoren und mit einem die Motorspannung steuernden selbsttätigen Regler Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für Förderantriebe. Sie ist von besonderer Bedeutung für Antriebe, bei denen Gleichstrommotoren in Leonardschaltung arbeiten. Aufgabe der Erfindung ist es, das Feld des Leonardgenerators in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der wirklichen Drehzahl des zu regelnden Motors und dem Sollwert der Drehzahl derart zu steuern, daß die wirkliche Drehzahl, d. h. der sogenannte Ist-Wert der Drehzahl, stets dem Sollwert gleichbleibt. Regeleinrichtungen, die diese Aufgäbe lösen, sind bereits verschiedentlich bekannt. Bei allen bekannten Einrichtungen wird jedoch der Ist-Wert der Drehzahl unter Zuhilfenahme umlaufender drehzahlabhängiger Teile gewonnen, beispielsweise durch Anbau besonderer Tachometerdynamos. Hierzu muß der Fördermotor mit mechanischen Getrieben ausgerüstet werden, die auf Hilfsgeneratoren oder ähnliche Steuerorgane einwirken. Die Unterbringung solcher mechanischenGetriebe macht insbesondere dann Schwierigkeiten, wenn bereits bestehende Anlagen mit einer selbsttätigen Steuerung ausgerüstet werden sollen. Die zur Steuerung des Motors notwendige, von dessen Drehzahl abhängige Steuergröße soll auf rein elektrischem Wege gewonnen werden, indem die induzierte Spannung des Motors elektrisch gemessen wird. Hierzu wird ein Regelorgan verwendet, das die Erregung des Leonardgenerators in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Steuerspannung und induzierter Spannung des Motors regelt. Erfindungsgemäß wird die Spule des selbsttätigen Reglers in Reihe mit der mit gleichbleibender Drehzahl und Drehrichtung betriebenen Steuerdynamo und in Reihe mit einer in Abhängigkeit vom Steuerhebel veränderlichen Steuerspannung an die Klemmen des Motors angeschlossen. Die Drehzahlregelung des Motors ist bei Fördermaschinen unabhängig davon, ob beim Heben der Last der Motor von dem Generator Leistung aufnimmt oder ob beim Absenken der Lasten von dem Motor an den Generator Leistung abgegeben wird. In beiden Fällen richtet sich die Drehzahl nur nach der Größe der Steuerspannung.
  • Zur Erläuterung der Wirkung des Regelorgans in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Steuerspannung und induzierter Spannung des Motors möge ein Beispiel dienen.
  • Der Widerstand des Motorankers sei 1q. Ohm, die Steuerspannung 26o Volt und die Spannung, bei der das Regelorgan in .Ruhe ist, 2o Volt. Bei einem Motorstrom von zoo Amp. beträgt der Spannungsabfall im Motoranker 1q. Volt. Entsprechend der einzustellenden Drehzahl sei die induzierte Spannung des Motors 2qo Volt, die Klemmenspannung beträgt dann 254 Volt'. Die auf das Regelorgan wirkende Spannung berechnet sich aus folgender Summe: 26o plus i4 minus 7,54 = 20 Volt. Bei einer Belastung von 5o Amp. und Leistungsabgabe des Motors an den Generator beträgt der Ohmsche Spannungsabfall 7 Volt, die Motorklemmenspannung 233 Volt und die induzierte Spannung, unter Annahme der gleichen Drehzahl wie vorher, 240 Volt. Die auf das Regelorgan einwirkende Spannung ergibt sich aus der Summe: 26o minus 7 minus 233 = 20 Volt. In beiden Fällen wird die Drehzahl des Motors von dem auf 2o Volt eingestellten Regelorgän auf dem gleichen Wert gehalten.
  • Als Regelorgan zur Beeinflussung der Erregung des Leonardgenerators wird zweckmäßig ein Steuerrelais benutzt, das als Schwingrelais ähnlich einem Tirrillregler bei Abweichungen der auf das Relais einwirkenden Spannung von einem eingestellten Wert in Reihe mit der Erregung des Leonardgenerators liegende Widerstände kurzschließt (Vergrößerung der Generatorspannung) oder andere Widerstände zu der Erregung des Leonardgenerators parallel schaltet (Verkleinerung der Generatorspannung). Das Relais bleibt in Ruhe, wenn die auf das Relais einwirkende Spannung konstant ist.
  • In Fig. i ist ein. Schaltungsschema für eine Regelungseinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Ein Leonaidmotor M wird von einem Leonardgenerator G gespeist, der von einer Antriebsmaschine DM mit konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird. Auf der gleichen Achse mit dem Leonardgenerator sitzt eine Erregermaschine E, die an den Leitungen 2 und 3 eine konstante Gleichspannung erzeugt. Der Leonardmotor M wird durch die Erregerwicklung Mf konstant erregt. Die Erregerwicklung Gf des Leonardgenerators kann über Schütze .4 und 6 bzw. Schütze 5 und 7 in dem einen oder anderen Sinne an die Leitungen 2 und 3 angeschlossen werden. Durch die Schütze wird gleichzeitig auch die Erregerwicklung 8f eines Steuergenerators 8 mit den Leitungen 2 und 3 verbunden.
  • Der Steuergenerator 8 wird von einer Antriebsmaschine dm angetrieben. Auf der gleichen Achse ist noch ein Hilfsgenerator i angeordnet, dessen Hauptstromerregerwicklung i, in dem Motor- bzw. Generatorstromkreis liegt. Der Hilfsmotor i liefert eine dem Ohmschen Spannungsabfall proportionale Hilfsspannung. Die beiden Hilfsgeneratoren i und 8 sind in Reihenschaltung mit den Wicklungen j, d eines Steuerrelais g, dessen Wirkungsweise unten näher erläutert ist, an die Motorklemmenspannung angeschlossen.
  • Zum Schalten der Schütze 4 bis 7 dient ein Handsteuerschalter io. Durch diesen Schalter werden auch die@Steuerschütze ii bis 16 eingeschaltet, die zum Zweck der Regelung der Drehzahl des Leonardmotors M die beiden Regelwiderstände y3, y2 stufenweise ein- bzw. ausschalten. Die Steuerschütze ix bis =6 sind derart geschaltet, daß jeweils ein Schütz beim Ansprechen die Betätigungsspulen des nächstfolgenden Schützes an Spannung legt. Parallel zu den Betätigungsspulen der Schütze liegen Ohmsche Widerstände y, die so bemessen sind, daß zwischen dem Schalten benachbarter Steuerschütze eine bestimmte Zeitspanne liegt. Zur Änderung der Ansprechgeschwindigkeit sind außerdem noch Hilfswicklungen w vorgesehen, die über einen regelbaren Widerstand y4 an die Leitungen 2 und 3 angeschlossen sind. Die Zahl der für eine Schaltung vorzusehenden Steuerschütze richtet sich nach den j eweils vorliegenden Betriebsbedingungen, ebenso die Ansprechgeschwindigkeit der einzelnen Schütze.
  • Das zur Regelung der Erregung des Leonardgenerators dienende Steuerrelais g besitzt einen äußeren Magnetkern a und einen inneren Kern b. Auf dem inneren Kern sitzt eine feste Spule j und eine in der Längsrichtung des Kerns verschiebbare zweite Spule d, die an einem um die Achse o drehbaren Schwinghebel c befestigt ist. Der von der Spule d auf den Schwinghebel ausgeübten Kraft wirkt eine Feder i entgegen. An dem Ende des Schwinghebels c ist ein Kontakt f befestigt, der den Verbindungspunkt ig und damit die Erregerwicklung Gf des Leonardgenerators je nach der Stellung des Schwinghebels c mit den Kontakten g oder h verbindet. Bei Berührung der Kontakte g und f miteinander wird eiil Widerstand y5 zu der Erregerwicklung Gf parallel geschaltet, die Erregung des Leonardgenerators somit geschwächt. Bei Berührung der Kontakte f und h miteinander wird ein im Stromkreis der Erregerwicklung Gf liegender Widerstand y1 kurzgeschlossen, die Erregung des Leonardgenerators somit verstärkt. Zur Vermeidung von Schaltfunken dienen die Kondensatoren Cl und C2. ' Die Widerstände r5 und y1 sind relativ zu der Induktivität der Erregerwicklung Gf so zu bemessen, daß durch das Schwingrelais g eine möglichst große Änderungsgeschwindigkeit der Generatorerregung erzielt werden kann.
  • Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltung ist folgende. Läuft die Antriebsmaschine DM mit der Nenndrehzahl, so besteht zwischen den Leitungen 2 und 3 eine bestimmte konstante Gleichspannung. Die Erregerwicklungen des Leonardgenerators und des Steuergenerators 8 sind noch ausgeschaltet, solange der Steuerhebel des Steuerschalters io in der gezeichneten Mittellage liegt. Bewegt man diesen Steuerhebel nach links, so wird durch die Kontaktschiene ios eine Verbindung zwischen den Kontakten iod und iob hergestellt. Dadurch werden die Schütze 4 und 6 erregt und verbinden die beiden Erregerwicklungen Gf des Leonardgenerators und 8f des Steuergenerators 8 einerseits mit der Leitung 2 und andererseits über die Regelwiderstände y, und y3 mit der Leitung 3.
  • Durch die Einschaltung der Erregerwicklung des Leonardgenerators beginnt die dem Motor M zugeführte Spannung und damit dessen Drehzahl zu steigen. Dem von dem Motor aufgenommenen Belastungsstrom entsprechend erzeugt der Hilfsgenerator i eine Spannung, die dem Ohmschen Spannungsabfall des .Motors proportional ist. Wie oben erläutert, wirkt diese Spannung auf das Steuerrelais g stets so ein, daß bei einer bestimmten, von dem Hilfsgenerator 8 erzeugten Steuerspannung sich eine bestimmte Drehzahl des Motors einstellt. Da die beiden Spulen d und j des Steuerrelais g in Reihe mit den Hilfsgeneratoren i und 8 an der Klemmenspannung des Motors liegen, ist die auf das Steuerrelais einwirkende Spannung stets gleich der algebraischen Summe aus der Steuerspannung des Generators 8, der Spannung des Generators i und der Klemmenspannung des Motors M. Steigt die Steuerspannung bis zu einem solchen Werte an, daß die auf die Spule d ausgeübte Kraft die Federkraft der Feder i überwindet, so bewegt sich der Schwinghebel c nach rechts und verbindet die Kontakte f und k miteinander. Dadurch wird der zu der Erregerwicklung Gf des Leonardgenerators parallel geschaltete Widerstand y5 abgeschaltet, die Spannung des Leonardgenerators steigt, und damit steigt auch die Drehzahl des Motors M. Durch die Steigerung der Motordrehzahl wird nun aber die Differenz zwischen der induzierten Spannung des Motors und der Steuerspannung des Hilfsgenerators 8 kleiner, so daß der in den Spulen d und i des Steuerrelais g fließende Strom abnimmt. Dies dauert so lange, bis die Federkraft der Feder i= wieder die von- der Spule d ausgeübte Kraft überwindet, so daß der Schwinghebel c nach links ausschlägt und die Kontakte g und f miteinander verbindet. Dadurch wird der Widerstand r5 wieder eingeschaltet, die Erregung des Leonardgenerators sinkt, Motorspannung und Motordrehzahl nehmen ab. Mit abnehmender Motordrehzahl steigt wieder die auf das Steuerrelais g einwirkende Spannungsdifferenz. Der Schwinghebel 1o wird also in Schwingungen versetzt und regelt die Erregung des Generators g und damit die Drehzahl des Motors M auf einen bestimmten Wert ein, der konstant bleibt; solange die von dem Hilfsgenerator 8 erzeugte Hilfsspannung sich nicht ändert. Änderungen in der Belastung des Motors werden durch den Hilfsgenerator i aus geglichen.
  • Bewegt man nun den Steuerhebel des Steuerschalters 1o weiter nach links, so wird auch der Kontakt 1o, mit dem Kontakt ioa verbunden und das Schütz 11 an Spannung gelegt. Nach einer bestimmten Zeit schaltet dieses Schütz ein und schließt dadurch die erste Stufe der beiden Regelwiderstände x2 und y3 kurz. Die Erregerwicklungen Gf und 8f erhalten höhere Spannungen, die Spannung des Leonardgenerators und damit die Drehzahl des Leonardmotors nimmt zu. Die Motordrehzahl stellt sich, durch das Steuerrelais g in der oben beschriebenen Weise geregelt, auf den durch den Hilfsgenerator 8 gegebenen höheren Wert ein.
  • Beim Einschalten des Schützes 11 wird auch das Schütz 12 an Spannung gelegt. Dieses schaltet jedoch um eine bestimmte Zeit später ein als das Schütz 11. In gleicher Weise werden die Schütze i3, 14, 15 und 16 in bestimmten Zeitabständen nacheinander eingeschaltet. Die Widerstände ya, y3 werden dadurch stufenweise kurzgeschlossen, bis die Erregerwicklungen Gf und 8f an der vollen Spannung der Erregermaschine E liegen. In dem gleichen Maße wie durch Kurzschließen des Widerstandegy3 die Spannung des Hilfsgenerators 8 zunimmt, nimmt auch die Drehzahl des Leonardmotors M bis auf ihren Höchstwert zu.
  • Bewegt man den Steuerschalter 1o wieder nach rechts, so wird das Schütz 11 abgeschaltet. Nach einer bestimmten Zeit öffnet dieses Schütz seine Kontakte und schaltet je einen Teil der Widerstände r2 und y3 wieder ein. Die Spannungen der Generatoren G, 8 nehmen wieder ab, die Schütze 12 bis 16 werden ähnlich wie vorher beim Einschalten jeweils durch das benachbarte Schütz abgeschaltet, wobei der Zeitabstand zwischen dem Schalten zweier Schütze durch die Widerstände y und die Induktivitäten der Schaltspulen gegeben ist. Sind sämtliche Schütze 11 bis 16 abgefallen, so ist die Drehzahl des Motors IYI auf den niedrigsten Wert heruntergeregelt. Legt man den Steuerschalter 1o jetzt wieder in die Mittellage, so fallen auch die Schütze 4 und 6 ab. Die Erregerwicklungen Gf und 8f werden abgeschaltet, der Motor M steht still.
  • In Fig.2 ist entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Teil der Schaltung nach Fig. i dargestellt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, liegt in Reihe mit den Erregerspulen des Steuerrelais g' ein Hilfsgenerator i' zur Erzeugung einer Hilfsspannung, die dem Ohmschen Spannungsabfall des Leonardgenerators proportional ist. An die Stelle des Hilfsgenerators 8 der Fig. i tritt in diesem Fall ein regelbarer Widerstand 2o, der in ähnlicher Weise wie die Widerstände r2 und r3 in Fig. i durch Schütze stufenweise ein- und ausgeschaltet werden kann. Ist der Widerstand 2o vollständig eingeschaltet, so ist der Spannungsabfall in dem Widerstand groß, der auf das Steuerrelais einwirkende Spannungsanteil ist entsprechend klein. Schaltet man einzelne Stufen des Widerstandes 2o nacheinander'kurz, so nimmt der auf das Steuerrelais g einwirkende Spannungsanteil zu. Mit dem Widerstand 2o läßt sich somit die Drehzahl des Leonardgenerators in der gleichen Weise steuern wie durch den Steuergenerator 8 der in Fig. i dargestellten Schaltung.
  • Eine Regeleinrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß die Motordrehzahl auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden kann, unabhängig von der Belastung des Motors und unabhängig davon, ob der Motor Last aufnimmt oder Last abgibt. Außerdem gibt die Steuereinrichtung die Möglichkeit, jede gewünschte Zeit-Geschwindigkeit-Charakteristik und damit jede gewünschte Beschleunigung bzw. Verzögerung der Motorgeschwindigkeit einzustellen.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Steuerung von Förderantrieben, insbesondere für Aufzüge, mit durch Änderung der Ankerspannung geregelten Gleichstrommotoren und mit einem die Motorspannung steuernden selbsttätigen Regler, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglerspule (9, d) - zweckmäßig die Steuerspule eines Schwingreglers (Tirrillreglers) -in Reihe mit einer mit gleichbleibender Drehzahl und Drehrichtung betriebenen Steuerdynamo (i), deren Erregerwicklung im Ankerkreis des Motors (M) liegt, ferner in Reihe mit einer in Abhängigkeit vom Steuerhebel (io) veränderlichen Steuerspannung (8) parallel zur Ankerwicklung des Motors (M) gelegt ist und so die von der Drehzahl abhängige Größe ohne Zuhilfenahme drehzahlabhängiger umlaufender Teile durch rein elektrische Bestimmung der induzierten Motorspannung gewonnen wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i,. gekennzeichnet durch einen im Stromkreis des Steuerrelais (g) liegenden Hilfsgenerator (8) zur Erzeugung der veränderlichen Steuerspannung.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen im Stromkreis des Steuerrelais (9') liegenden regelbaren Widerstand (2o) zur Erzeugung der veränderlichen Steuerspannung. q..
  4. Einrichtung nach Anspruch = bis 3 für Gleichstrommotoren in Leonardschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Erregerkreis des Leonardgenerators (G) liegender Widerstand (y2) und ein im Erregerkreis des Steuerspannungsgenerators (8) liegender Widerstand (r3) stufenweise durch gemeinsame Steuerrelais (ix bis 16) kurzschließbar sind, wobei nach dem Einschalten des ersten Relais (ii) die Zeitabstände der folgenden Relais (i2 bis 16) nur von der Zeitkonstante der Relaisspule abhängig sind.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß - an Stelle des im Erregerkreis des Steuerspannungsgenerators (8) liegenden Widerstandes (y2) (Abb. i) -in Reihe mit der Reglerspule ein Widerstand (2o) (Abb. 2) geschaltet ist.
DES97917D 1930-04-18 1931-04-10 Einrichtung zur Steuerung von Foerderantrieben, insbesondere fuer Aufzuege, mit durch AEnderung der Ankerspannung geregelten Gleichstrommotoren und mit einem die Motorspannung steuernden selbsttaetigen Regler Expired DE609640C (de)

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