DE621438C - Regel- und Gleichlaufvorrichtung fuer Mehrmotorenantriebe, insbesondere fuer Papiermaschinen - Google Patents

Regel- und Gleichlaufvorrichtung fuer Mehrmotorenantriebe, insbesondere fuer Papiermaschinen

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DE621438C
DE621438C DEA60599D DEA0060599D DE621438C DE 621438 C DE621438 C DE 621438C DE A60599 D DEA60599 D DE A60599D DE A0060599 D DEA0060599 D DE A0060599D DE 621438 C DE621438 C DE 621438C
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DEA60599D
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STALTURBINE GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H02P5/50Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another by comparing electrical values representing the speeds

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

  • Regel- und Gleichlaufvorrichtung für Mehrmotorenantriebe, insbesondere für Papiermaschinen Bei Regelung der Geschwindigkeit einer Anzahl elektrischer Motoren, beispielsweise für Mehrmotorenantriebe von Papiermaschinen, im Verhältnis zu einer Leitgeschwindigkeit wurde bisher vorgeschlagen, zwischen jedem Motor und der Leitmaschine ein elektrisches Differentialgetriebe in Gestalt einer doppelt gespeisten asynchronen Wechselstrommaschine. einzuschalten, deren Ständer und Läufer mit Frequenzen entsprechend der Ist- und Sollgeschwindigkeit gespeist werden, wobei der Läufer bei normaler Geschwindigkeit des geregelten Motors stillsteht. Diese theoretisch richtige Anordnung ist in der Praxis kaum verwendbar infolge der sog. Totpunkte im Drehmoment einer doppelt gespeisten Asynchronmaschine, die auf Nuten-und Wicklungsoberwellen beruhen und die bedeuten, daß das Drehmoment beim Stillstand in unregelmäßiger Weise mit der Lage des Läufers im Verhältnis zum Ständer schwankt und in gewissen Punkten sogar in entgegengesetztem Sinne wie das normale wirken kann.
  • Gemäß der Erfindung, bei der auch zur Aufrechterhaltung des Gleichlaufes die Geschwindigkeit der einzelnen Teilmotoren mit einer Leitfrequenz mittels einer als Differenzgetriebe arbeitenden doppelt gespeisten Asynchronmaschine verglichen wird, von der beide Teile drehbar gelagert sind und ein Teil mit dem Regler des Teilmotors verbunden ist, läßt 'man den zu regelnden Teilmotor gleichzeitig beide Teile der Asynchronmaschine steuern, indem dem einen Teil der Asynchronmaschine eine dem Teilmotoranker entnommene Frequenz und dem anderen Teil eine Leitfrequenz zugeführt wird, während gleichzeitig der Teilmotor den einen oder anderen Teil über ein veränderliches Übersetzungsgetriebe antreibt.
  • Die Geschwindigkeit des umlaufenden Teils der Asynchronmaschine soll im Verhältnis zu der der Leitfrequenz entsprechenden synchronen Feldgeschwindigkeit der Maschine jedenfalls größer als der größte zwischen den verschiedenen Maschinen vorkommende prozentuale Geschwindigkeitsunterschied sein, so daß die Geschwindigkeit des umlaufenden äußeren Teiles des Rotors unter keinen Verhältnissen sich dem Nullwert nähern oder ihn erreichen kann, wodurch sich die Totpunkte geltend machen würden.
  • Die Erfindung ist deshalb von solchen Anordnungen zur Geschwindigkeitsregelung genau zu unterscheiden, bei denen das eine Glied einer als Differentialgetriebe wirkenden Asynchronmaschine mit niedriger Geschwindigkeit als Ersatz für die sonst erforderliche veränderliche Übersetzung angetrieben wird, um einen genau regelbaren Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Antriebsmotoren zu schaffen. Das Verhältnis zwischen der letzterwähnten Geschwindigkeit und der der Leitfrequenz entsprechenden synchronen Geschwindigkeit muß dann genau gleich dem prozentualen Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem betreffenden Antriebsmotor und der Leitmaschine sein. Dieser Geschwindigkeitsunterschied beträgt bei Papiermaschinen im allgemeinen höchstens einige Prozent und soll jedenfalls bis auf Null oder bis zu einem Wert umgekehrten Vorzeichens stetig regelbar sein. Er ist deshalb für den Zweck der Erfindung, die Totpunkte auszugleichen, unverwendbar.
  • Die Geschwindigkeit des umlaufenden äußeren Teils der Asynchronmaschine muß deshalb in einem Verhältnis zu der der Leitfrequenz entsprechenden Feldgeschwindigkeit der Maschine stehen, das proportional der gewünschten prozentualen Geschwindigkeitsschwankung und sogar größer als rler höchste vorkommende Wert dieser Schwankung ist.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
  • i ist der Antriebsmotor für einen Abschnitt einer Papiermaschine o. .d91. Der Motor ist als ein Gleichstrommotor mit Geschwindigkeitsregelung durch Änderung des Erregerstromes mittels eines Widerstandes 2 dargestellt, kann aber auch anderer Art sein, z. B. ein Drehstromkollektormotor mit . Geschwindigkeitsregelung durch Bürstenverschiebung (Schragemotor). Er ist mit Schleifringen 3 zur Entnahme eines Wechselstromes mit einer seiner Geschwindigkeit genau proportionalen Frequenz versehen. Gegebenenfalls können diese Schleifringe .durch einen kleinen besonderen, mit der Maschine fest gekuppelten Wechselstromgenerator ersetzt werden. Die Schleifringe sind mit entsprechenden Schleifringen des innenliegenden Stators 41 einer Asynchronmaschine 4 verbunden. Außerdem ist der Motor i durch eine innerhalb gewisser Grenzen verstellbare Übersetzung 6 mit dem außenliegenden Rotor 42 der Maschine 4 mechanisch verbunden. Die beiden Glieder 41, 42 sind willkürlich mit Ständer oder Läufer bezeichnet worden, obwohl beide drehbar sind. Keines der Glieder könnte auch mit Recht als primär oder sekundär bezeichnet werden, da die elektrische Energie abwechselnd von beiden Seiten zügefiihrt werden kann. Der Rotor 42 ist an eine Stromquelle 5 konstanter Frequenz angeschlossen, die im Verhältnis zur Frequenz auf den Schleifringen 3 einen Wert besitzt, der sich aus der Geschwindigkeit und Drehrichtung des Rotors im Verhältnis zur Phasenfolge der Rotorwicklung ergibt. Der Stator 4.i wird dann normal stillstehen uni sich nur dann verdrehen, wenn der Motor i eine Neigung zur Änderung seiner Geschwindigkeit bekommt, die dann sofort durch Drehung und Verstellung des Regelwiderstandes 2 ausgeglichen wird.
  • Setzt man die Frequenz der Stromquelle 5 = vx und die Frequenz auf den Schleifringen 3 - v2, das Übersetzungsverhältnis des Kegelriemenbetriebes = i + s, wo s als eine kleine positive oder negative Zahl angenommen wird, und das Verhältnis zwischen den Polzahlen der Maschinen 4 und i = ,in, so ist die Bedingung für Stillstand des Ständers 41 die folgende: v2 - -1- (M (i + E) v2 -f- vil , in welcher Gleichung das erste Doppelvorzeichen auf der Pkiasenfolge im Ständer 41 im Vergleich zu derjenigen im Anker der Maschine i und das zweite Doppelvorzeichen auf der Phasenfolge im Läufer 42 im Vergleich zu derjenigen im Ständer 41 beruht. Nimmt man als Beispiel das obere Zeichen in der ersten und das untere in der zweiten Stelle an, so erhält man Setzt man hier beispielsweise m=2 und a = o, so wird v2 = y1, d. h. die Frequenz im Anker der Maschine i wird gleich der Leitfrequenz bei einer Mittelstellung des Kegelriemengetriebes. v2 stellt selbstverständlich auch die Geschwindigkeit der geregelten Maschine i dar.
  • Der von den Schleifringen 3 gespeiste Teil der Maschine 4 kann selbstverständlich ebensowohl der äußere wie der innere Teil der Asynchronmaschine sein. Auch kann der innenliegende Teil in Umlauf gehalten werden, während die Leitfrequenz dem anderen normal stillstehenden Teil zugeführt wird. Falls der äußere Teil umläuft und durch eine Riemenscheibe angetrieben wird, kann er gegebenenfalls in die Riemenscheibe eingebaut sein.
  • An Hand von zwei Zahlenbeispielen sei im folgenden die Arbeitsweise der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung erläutert. -Angenommen,-dieLeitfrequenz sei So Perioden, die beiden Maschinen i und 4 vierpolig und das Übersetzungsverhältnis des Riemengetriebes 6 gleich 404. Die Normalgeschwindigkeit der Maschine i sei angenommen mit 735 und damit die des Teiles 42 gleich 765 Touren. Die Feldgeschwindigkeit im Raume der Maschine ,4 wird 1500 - 765 = 735 Touren, und da die Frequenz an den Schleifringen der Maschine i gleich 2.1,5 ist, wird die Geschwindigkeit des Feldes relativ zum Teil 41 auch 735 Touren, d. h. der Teil 41 bleibt stillstehend. Wird dagegen die Geschwindigkeit der Maschine i durch einen Belastungsstoß vorübergehend auf 73oTouren herabgesetzt, so wird der Teil 42 mit 76o Touren umlaufen. Die Feldgeschwindigkeit im Raume wird dann i 5oö - 76o - 74o Touren, und da die Geschwindigkeit des Teiles 41 relativ zum Felde 73o Touren beträgt, so wird der genannte Teil sich im Raume mit io Touren bewegen, bis das Gleichge@vicht wiederhergestellt ist. Die gegebenen Zahlenwerte sind aus vorstehenden Gleichungen ohne weiteres errechenbar.
  • Das nachstehende Zahlenbeispiel erläutert die Wirkungsweise der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung, wenn die Drehrichtung des mechanisch angetriebenen Teiles gleichsinnig zur Drehrichtung des elektrischen Leitfeldes ist. Die Leitfrequenz sei 50 Perioden, die beiden Maschinen i und 4 sechzehn-bzw. achtpolig und das Übersetzungsverhältnis des Riemengetriebes 6 gleich i,oa. Die Drehrichtung des Teiles 42- und des Drehfeldes darin mögen sich addieren. Man findet, daß dies einer Normalgeschwindigkeit der Maschine i von 765 Touren entspricht. Die Geschwindigkeit der Maschine 4 wird 780 Touren. Die Feldgeschwindigkeit im Raume der Maschine 4 wird 750 -i- 780 -153o Touren. Die Frequenz an den Schleifringen der sechzehnpoligen Maschine i ist bei 765 Touren gleich ioa, und diese Frequenz an den Schleifringen der achtpoligen Maschine 4 entspricht ebenfalls einer Drehfeldgeschwindigkeit von 153o Touren, also dem Stillstand des Teiles 4i.
  • Sinkt nun die Geschwindigkeit der Maschine i vorübergehend bis auf 75o Touren, so sinkt die der Maschine 4 bis auf 765 Touren. Da die Leitfrequenz konstant bleibt, so sinkt die Feldgeschwindigkeit im Raume der Maschine 4 bis auf 750 + 765 - 1515 Touren. Die Frequenz auf den Schleifringen 3 ist auf ibo gesunken, und die Feldgeschwindigkeit, bezogen auf den Maschinenteil 41, ist also i5oo. Dieser Teil dreht sich deshalb im Raume in demselben Sinne wie der Teil 42 mit einer Geschwindigkeit von 1515 - 1500 = 15 Touren, und der Widerstand a soll derart eingerichtet sein, daß eine solche Drehung eine Feldschwächung herbeiführt, bis das Gleichgewicht wiederhergestellt ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regelvorrichtung für Mehrmotorenantriebe, insbesondere für Papiermaschinen, bei denen zur Aufrechterhaltung des Gleichlaufes die Geschwindigkeit der einzelnen Teilmotoren mit einer Leitfreqenz mittels einer als Differenzgetriebe arbeitenden -doppelt gespeisten Asynchron-' maschine verglichen wird, von der beide Teile drehbar gelagert sind und ein Teil mit dem Regler des Teilmotors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zu regelnde Teilmotor gleichzeitig beide Teile der Asynchronmaschine steuert, indem je einem Teil der Asynchronmaschine eine dem Teilmotoranker entnommene Frequenz und eine Leitfrequenz zugeführt werden, während gleichzeitig der Teilmotor den einen oder anderen Teil über ein veränderliches Übersetzungsgetriebe antreibt. a. Regelvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der stetig umlaufende Teil der Asynchronmaschine in eine Riemenscheibe des regelbaren Getriebes eingebaut ist.
DEA60599D 1930-02-07 1931-02-04 Regel- und Gleichlaufvorrichtung fuer Mehrmotorenantriebe, insbesondere fuer Papiermaschinen Expired DE621438C (de)

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SE621438X 1930-02-07

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DE621438C true DE621438C (de) 1935-11-07

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ID=20313281

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DEA60599D Expired DE621438C (de) 1930-02-07 1931-02-04 Regel- und Gleichlaufvorrichtung fuer Mehrmotorenantriebe, insbesondere fuer Papiermaschinen

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DE (1) DE621438C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE975859C (de) * 1954-02-26 1962-11-08 Hartmann & Braun Ag Anordnung zur Messung von Drehzahl-Schlupf

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE975859C (de) * 1954-02-26 1962-11-08 Hartmann & Braun Ag Anordnung zur Messung von Drehzahl-Schlupf

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