DE613687C

DE613687C - Reverse contactor control for DC motors

Info

Publication number: DE613687C
Application number: DES97391A
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-03-17
Filing date: 1931-03-15
Publication date: 1935-05-23

Description

Umkehrschützensteuerung für Gleichstrommotoren Die Erfindung betrifft eine Schützensteuerung für Gleichstrommotoren, welche insbesondere zum Steuern von Reversiermotoren bestimmt ist, wie sie beispielsweise zum Antrieb von Umkehrwalzenstraßen o. dgl. dienen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den von dem Motor beim Reversieren aufgenommenen Strom im Augenblick des Umschaltens von der vollen Vorwärtsdrehzahl auf die volle Rückwärtsdrehzahl auf einen Wert zu begrenzen, den der Motor sicher aushalten kann.Reverse Contactor Control for DC Motors The invention relates to a contactor control for DC motors, which is used in particular to control Reversing motors is intended, such as those used, for example, for driving reversing roller lines or the like. The invention is based on the object of the engine when Reversing consumed current at the moment of switching from full forward speed to limit the full reverse speed to a value that the engine is safe can withstand.

Gemäß der Erfindung ist ein an der Ankerspannung liegendes Relais, unter dessen Vermittlung zum Zwecke der Begrenzung des beim Umsteuern auftretenden Bremsstromes selbsttätig Zusätzwiderstände in den Ankerkrefs geschaltet werden, von der Richtung der Ankerspannung abhängig, und die zum Schalten der Schutzwiderstände dienenden Schütze werden derart gesteuert, daß die beim Umschalten der Motorspannung eingeschalteten Schutzwiderstände bei Umkehrung der Richtung der Ankerspannung wieder ausgeschaltet werden.According to the invention, a relay connected to the armature voltage is under its mediation for the purpose of limiting that which occurs when reversing Braking current, additional resistances are switched automatically in the armature voltages, depends on the direction of the armature voltage, and that for switching the protective resistors Serving contactors are controlled in such a way that when switching the motor voltage activated protective resistors again when the direction of the armature voltage is reversed turned off.

Umkehrschützensteuerungen,beidenenbeim Umsteuern Widerstände in den Ankerkreis geschaltet werden, um den Bremsstrom zu begrenzen, sind an sich bekannt. Es ist zunächst versucht worden, diese Widerstände in Abhängigkeit von der Drehzahl des umzusteuernden Motors zu schalten. Die Widerstände werden eingeschaltet, sobald die Geschwindigkeit des Motors unter einen bestimmten Wert sinkt. Bei der Umkehrschützensteuerung, welche - Gegenstand der Erfindung ist, wird .dagegen der Schutzwiderstand in dem Augenblick in den Stromkreis des umzuschaltenden Motors eingeschaltet, in dem der Motorschalter umgelegt wird. Die Erfindung hat daher der bekannten Einrichtung gegenüber den Vorteil, daß die Einschaltung des Schutzwiderstandes von der Drehzahl und ,der Drehrichtung des Motors vollständig unabhängig ist. Würde' man die bekannte geschwindigkeitsabhängige Einschaltung eines Widerstandes bei Reversierschaltungen anwenden, so würde in dem ersten Augenblick nachdem Umschalten des Motors noch kein Schutz gegen Überstrom vorhanden sein. Der Schutzwiderstand würde vielmehr erst eingeschaltet werden, wenn eine bestimmte Zeit nach dem Umschalten die Drehzahl des Motors um einen bestimmten Wert gesunken ist, was bei Antrieben, bei denen große Schwungmassen umzusteuern sind und bei denen daher die Antriebsmotoren nach dem Umschalten noch verhältnismäßig lange die vor dem Umschalten vorliegende Drehrichtung und Umlaufgeschwindigkeit beibehalten, von großem Nachteil ist, weil .der Motor unverhältnismäßig lange Zeit den erhöhten Strom aushalten muß.Reversing contactor controls, both with resistors in the reversing direction Armature circuits are switched to limit the braking current are known per se. An attempt was first made to determine these resistances as a function of the speed of the motor to be reversed. The resistors will be switched on as soon as the speed of the motor drops below a certain value. With reverse gate control, which - is the subject of the invention. In contrast, the protective resistance in the Moment switched on in the circuit of the motor to be switched, in which the Motor switch is thrown. The invention therefore has the opposite of the known device the advantage that the activation of the protective resistor of the speed and, the The direction of rotation of the motor is completely independent. One would use the well-known speed-dependent Using a resistor in reversing circuits would result in the There is no protection against overcurrent for the first moment after switching over the motor to be available. Rather, the protective resistor would only be switched on when a certain time after switching the speed of the motor by a certain The value has decreased, which is the case with drives with which large centrifugal masses have to be reversed are and in which the drive motors are therefore still proportionate after switching long the direction of rotation and the rotational speed prior to the switchover maintain, is of great disadvantage because .the engine is disproportionate has to withstand the increased current for a long time.

Bei einer anderen, dem gleichen Zweck dienenden Umschalteinrichtung wird der Schutzwiderstand durch ein Relais geschaltet, welches an der Ankerspannung des Motors liegt und etwa bei 7o % der induzierten Spannung anspricht. Wird bei dieser Umsteuerungseinrichtung die Drehrichtung des Motors geändert, so kann der Schutzwiderstand erst in .den Ankerkreis eingeschaltet werden, wenn die Ankerspannung unter den Wert von 70 °/o gesunken ist. Da im Augenblick des Umschaltens noch .die volle induzierte Spannung im Anker vorhanden ist, spricht das Relais erst -eine gewisse Zeit nach dem Umschalten an. Der Schutzwiderstand ist daher auch bei dieser Schützensteuerung gerade in dem Augenblick, in dem die Gefahr der Überlastung für den Motor am größten. ist, nicht in den Motbrstromkreis eingeschaltet.With another switchover device serving the same purpose the protective resistor is switched by a relay connected to the armature voltage of the motor and responds at around 70% of the induced voltage. Is at this reversing device changed the direction of rotation of the motor, so the Protective resistor can only be switched on in the armature circuit when the armature voltage has fallen below 70 ° / o. Since at the moment of switching still .the full induced voltage is present in the armature, the relay speaks first -one certain time after switching. The protective resistance is therefore also with this one Protect control just at the moment when there is a risk of overload for the engine at its greatest. is not switched on in the motor circuit.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Fig. i zeigt das Schaltungsschema einer Schützensteuerung für einen Motor 6, der über Vorwärts- und Rückwärtsschütze 3 und 4 an ein Gleichstromnetz i und 2 angeschlossen ist. Der Anlaßwiderstand 7 besteht aus drei Stufen 54, 55 und 56, die durch Schütze 11, 12 und 13 kurzgeschlossen werden können. Außer diesen Schützen ist noch ein Hauptschütz 5 vorgesehen, welches den Motor ein- und ausschaltet. Die einzelnen Stufen des Widerstandes 7 werden in bekannter Weise durch Zeitrelais 14 und 15 geschaltet, deren Erregerspulen von der Spannung der Widerstandsstufe abhängig sind, welche der jeweils zu schaltenden Stufe vorangeht. Der Motor wird durch einen Walzenschalter io auf Vorwärts- oder Rückwärtslauf geschaltet.FIG. I shows the circuit diagram of a contactor control for a motor 6 which is connected to a direct current network i and 2 via forward and reverse contactors 3 and 4. The starting resistor 7 consists of three stages 54, 55 and 56, which can be short-circuited by contactors 11, 12 and 13. In addition to these contactors, a main contactor 5 is also provided, which switches the motor on and off. The individual stages of the resistor 7 are switched in a known manner by timing relays 14 and 15, the excitation coils of which are dependent on the voltage of the resistance stage which precedes the stage to be switched. The motor is switched to forward or reverse by a roller switch io.

Von den drei Widerstandsstufen des Anlaßwiderstandes 7 dient der Teilwiderstand 56 als Schutzwiderstand und wird daher durch das ihm zugeordnete Schütz i1 beim Umsteuern .des Motors eingeschaltet und wieder ausgeschaltet, sobald die Spannung des Ankers ihre Richtung wechselt. Bei .der Anordnung nach Fig. i wird das Schütz i i durch ein Relais 1o8 gesteuert, welches mit einer konstanten Erregung 123. ,und einer von der Ankerspannungsrichtung abhängigen veränderlichen Erregung 61 ausgerüstet ist. Je nach der Drehrichtung wird durch dieses Relais der Kontakt i i i in Abhängigkeit von der Spannungsrichtung mit einem der beiden Kontakte 11o und 112 verbunden.Of the three resistance levels of the starting resistor 7, the partial resistance is used 56 as a protective resistor and is therefore used by the contactor i1 assigned to it at Reversing .the motor switched on and switched off again as soon as the voltage of the anchor changes direction. In the arrangement according to FIG. I, the contactor i i controlled by a relay 1o8, which with a constant excitation 123., and a variable excitation 61 that is dependent on the armature voltage direction is. Depending on the direction of rotation, the contact i i i becomes dependent on this relay connected from the voltage direction to one of the two contacts 11o and 112.

Beim Anlassen des Motors, "beispielsweise für Vorwärtslauf, wird der Motor zunächst in üblicher Weise durch Einschalten der Schütze 3 und 5 unter Vermittlung des Walzenschalters io an das Gleichstromnetz i und 2 angeschlossen. Die Widerstände 54, 55 und 56 werden in Abhängigkeit von der an ihnen liegenden Spannung, d. h. in Abhängigkeit von dem Strom des Motors, nacheinander ausgeschaltet, bis der Motor unmittelbar an das Netz angeschlossen ist. Die Kontakte iio und iii des Relais io8 sind in dieser Stellung miteinander verbunden, und es ist dadurch der Erregerstromkreis des Schützes i i eingeschaltet.When the engine is started, "for example for forward running, the Motor first in the usual way by switching on the contactors 3 and 5 under mediation of the roller switch io connected to the direct current network i and 2. The resistances 54, 55 and 56 are depending on the voltage applied to them, i. H. depending on the current of the motor, turned off successively until the motor is directly connected to the network. Contacts iio and iii of relay io8 are connected to each other in this position, making it the excitation circuit of the contactor i i switched on.

Wenn der Motor durch Umlegen der Schaltwalzen io von Vorwärts- auf Rückwärtsstellung auf entgegengesetzte Drehrichtung umgeschaltet wird, so wird das Vorwärtsschütz 3 ausgeschaltet und das Rückwärtsschütz 4 eingeschaltet. Gleichzeitig werden die Widerstandsschütze 11, 12 und 13 ausgeschaltet, so daß der volle Anlaßwiderstand 7 im Ankerstromkreis liegt. Wenn das Rückwärtsschütz 4 ,des Motors 6 eingeschaltet ist, hat die Erregerspule 61 des Umschaltrelais io8 noch die gleiche Spannungsrichtung wie bei Vorwärtslauf des Motors, weil die Drehrichtung des Motors zunächst noch nicht geändert ist. Infolgedessen bleiben die Kontakte iio und iii des Relais io8 geschlossen, bis der Ohmsche Spannungsabfall des Ankers dessen induzierte Spannung überwiegt. Der Stromkreis des Schützes i i, der jetzt über die Kontakte i i i und 112 führt, ist während dieser Zeit geöffnet. Sobald die Spannung des Ankers des Motors 6 ihre Richtung umkehrt, ändert sich die Erregung der Spule 61 des Relais io8, so daß der Kontakt iii nach rechts gezogen und mit dem Kontakt i12 verbunden wird. Das Schütz ii wird dadurch eingeschaltet, und der Widerstand 56 wird kurzgeschlossen. Von diesem Augenblick verläuft der weitere Steuervorgang des Motors bis zur vollen rückwärtigen Drehzahl wie beim Anlassen aus dem Stillstand.When the engine is switched from forward to Reverse position is switched to the opposite direction of rotation, this will be Forward contactor 3 switched off and reverse contactor 4 switched on. Simultaneously the resistance contactors 11, 12 and 13 are switched off, so that the full starting resistance 7 is in the armature circuit. When the reverse contactor 4, the motor 6 is switched on is, the excitation coil 61 of the changeover relay io8 still has the same voltage direction as when the motor is running forwards, because the direction of rotation of the motor is initially still is not changed. As a result, contacts iio and iii of relay io8 remain closed until the ohmic voltage drop of the armature its induced voltage predominates. The circuit of the contactor i i, which is now via the contacts i i i and 112 is open during this time. As soon as the tension of the armature of the Motor 6 reverses its direction, the excitation of the coil 61 of the relay changes io8 so that contact iii is pulled to the right and connected to contact i12 will. The contactor ii is switched on and the resistor 56 is short-circuited. From this moment the further control process of the motor runs up to the full reverse speed as when starting from standstill.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, deren wesentliches Merkmal darin besteht, daß die von der Richtung der Ankerspannung abhängigen Relais gleichzeitig als Zeitrelais ausgebildet sind und die Schutzwiderstände erst eine bestimmte Zeit nach der Umkehr der Ankerspannungsrichtung ausschalten. Die Schutzwiderstände bleiben bei dieser Schützensteuerung länger eingeschaltet als bei der Steuerung nach Fig. i, so daß dadurch für besonders schwere Antriebe noch eine zusätzliche Sicherheit für den Schutz,des Motors gegen Überlastung erreicht wird.In Fig. 2 a further embodiment of the invention is shown, the main feature of which is that it depends on the direction of the armature tension dependent relays are designed as timing relays and the protective resistors Do not switch off until a certain time after the armature voltage direction has been reversed. The protective resistors remain switched on longer with this contactor control than with the control according to FIG. i, so that it is suitable for particularly heavy drives an additional security for the protection of the motor against overload is achieved will.

Wie aus dem Schaltungsschema der Fig. 2 zu entnehmen ist, stimmt diese Schaltung mit derjenigen nach Fig. i weitgehend überein. Für die Vorwärts- und Rückwärtsschütze, die Anlaßwiderstände und deren Schütze, die Zeitrelais und die Schaltwalzen sind daher auch die gleichen Bezugszeichen beibehalten. Im Gegensatz zu .der Schaltung nach Fig. i wird das Schütz i i, durch das die Widerstandsstufe 56 kurzgeschlossen wird, durch zwei Relais 8 und 9 gesteuert, von denen das eine (Relais 8) für Vorwärtsbetrieb und das andere (Relais 9) für Rückwärtsbetrieb bestimmt ist. Die Relais haben je eine an der Ankerspannung des Motors 6 liegende Erregerwicklung und eine zweite, an konstanter Spannung liegende Erregerwicklung, wobei von der letzteren die Zeit abhängt, die zwischen der angezogenen Stellung der Relais und dem Schließen der Arbeitskontakte verstreicht.As can be seen from the circuit diagram of FIG. 2, this is correct Circuit largely corresponds to that of FIG. For the forward and backward shooters, the Starting resistors and their contactors, the timing relays and the switching drums the same reference numerals have therefore been retained. In contrast to the circuit According to FIG. i, the contactor i i, through which the resistor stage 56 is short-circuited is controlled by two relays 8 and 9, one of which (relay 8) for forward operation and the other (relay 9) is intended for reverse operation. The relays each have an excitation winding connected to the armature voltage of the motor 6 and a second, excitation winding at constant voltage, the latter being the time depends on that between the energized position of the relay and the closing of the Working contacts elapsed.

Wird der Motor 6 beispielsweise für Vorwärtslauf eingeschaltet, so ist die Spule 23 des Relais 9 eingeschaltet, während die Spule 31 des Relais 8 ausgeschaltet ist. Die Kontakte des Relais 8 sind daher geschlossen und diejenigen des Relais 9 geöffnet. Die Kontakte des Relais 9 bleiben geöffnet, solange sich der Motor in der Vorwärtsrichtung-dreht -und die Wirkungen der Spulen 62 und 23 des Relais sich unterstützen.If the motor 6 is switched on, for example, for forward running, so the coil 23 of the relay 9 is switched on, while the coil 31 of the relay 8 is switched off is. The contacts of the relay 8 are therefore closed and those of the relay 9 open. The contacts of relay 9 remain open as long as the motor is in the forward direction-spins-and the effects of the coils 62 and 23 of the relay itself support.

Wird der Motor von Vorwärts- auf Rückwärtslauf durch die Schaltwalzen io umgeschaltet, so wird das Vorwärtsschütz 3 ausgeschaltet und das Rückwärtsschütz 4 eingeschaltet. Zur gleichen Zeit wird die Spule 3 i des Zeitrelais 8 erregt, und dessen Kontakte öffnen den Erregerstromkreis des Schützes ii der Widerstandsstufe 56. Die Haltespule 62 des Zeitrelais 9 ist noch für die ursprüngliche Drehrichtung erregt und wirkt so lange, wie der Motor in der Vorwärtsrichtung umläuft. Erst wenn der Motor zum Stillstand gekommen ist :und wenn sich daher die Richtung der Ankerspannung des Motors ändert, kehrt die Erregung der Spule 62 ihre Richtung um, und das Zeitrelais 9 beginnt abzufallen. Die Zeit, die dann bis zum Schließen der Relaiskontakte verstreicht, hängt von der Federeinstellung und von der Bemessung der Erregerspulen des Relais ab. Wenn bei der Schützensteuerung nach Fig.2 die Schaltwalze io aus der vollen Vorwärtsstellung in die Nullstellung und dann wieder in die Vorwärtsstellung gebracht wird, so winde das Schütz i i sofort nach dem Ansprechen des Schützes 3 erregt, da die Spule6i des Relais 8 dessen Kontakte geschlossen hält. Es ist dies ein Vorteil der Schützensteuerung, bei der noch eine zusätzliche Zeitabhängigkeit für die Schaltung der Widerstandsstufe 56 vorgesehen ist.The engine turns from forward to reverse through the shift drums io switched over, the forward contactor 3 is switched off and the reverse contactor 4 switched on. At the same time, the coil 3 i of the timing relay 8 is energized, and its contacts open the excitation circuit of the contactor ii of the resistance stage 56. The holding coil 62 of the timing relay 9 is still for the original direction of rotation energizes and acts as long as the motor rotates in the forward direction. Only when the motor has come to a standstill: and when, therefore, the direction of the armature voltage of the motor changes, the energization of the coil 62 reverses its direction, and the timing relay 9 begins to fall off. The time that then elapses until the relay contacts close, depends on the spring setting and the rating of the excitation coils of the relay away. If in the contactor control according to Fig. 2 the shift drum io from the full Forward position brought to the neutral position and then brought back to the forward position is, the contactor i i is energized immediately after the response of the contactor 3, because the coil 6i of the relay 8 keeps its contacts closed. It is an advantage the contactor control with an additional time dependency for the circuit the resistance stage 56 is provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Reverse contactor control for DC motors, in the case of the relay connected to the armature voltage for limitation of the braking current that occurs when reversing, automatically add additional resistances to the Armature circuit are switched, characterized in that the armature voltage lying relays are dependent on the voltage direction and which are used to switch the Control protective resistors serving contactors in such a way that the when switching the Motor voltage switched on protective resistors when reversing the direction of the armature voltage be switched off again.

2. Contactor control according to claim i, characterized in that that the relays, which are dependent on the direction of the armature voltage, also function as timing relays are formed and the protective resistances only a certain time after the reversal switch off the armature voltage direction.

3. Contactor control according to claim i, characterized by a polarized relay (io8) whose excitation coil (6i) is connected to the armature voltage and its working contacts (iio to 1i2) depending on the armature voltage direction the excitation circuit of a contactor used to short-circuit the protective resistor (56) (i i) via auxiliary contacts of either the forward contactor (3) or the reverse contactor (4) and also via a control switch (io) closed in the end positions Switch on contacts (Fig. I).

4. Contactor control according to claim 2, characterized in that that for each direction of rotation of the motor one from the armature voltage direction and from the time-dependent relay (8, 9) is provided through which a to short-circuit the protective resistor serving contactor (i i) is switched (Fig. 2).