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Reversierantrieb mit Schwungradumformer und über einen gittergesteuerten
Gleichrichter gespeistem Arbeitsmotor Die Erfindung betrifft einen Reversierantrieb
mit Schwungradumformer, insbesondere für Fördermaschinen oder Walzenstra-ISen, bei
welchem der Arbeitsmotor über gittergesteuerte Gleichrichter gespeist wird. Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung eines besonderen Hilfsgleichrichters,
der den Antriebsmotor des Schwungradumformers speist, wodurch eine unabhängige Energieversorgung
einerseits des Antriebsmotors, anderseits des Schwungradumformers erreicht wird.
Der Schwungradumformer braucht in diesem Fall nur für die von ihm stoßweise abzugebende
Spitzenlast ausgelegt zu werden, da er von dem Energieflüß im Normalbetrieb völlig
frei gehalten wird. Zur Speisung der Feldkreise von Arbeitsmotor, Steuermaschine
und Antriebsmotor des Schwungradumformers ist vorteilhaft ein weiterer, an sich
bekannter Hilfsgleichrichter vorgesehen.
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Die Einzelheiten des Erfindungsgedankens mögen an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden.
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Der Arbeitsmotor 3 des Reversierantriebes wird unmittelbar über den
Hauptgleichrichter i aus einem Drehstromnetz z gespeist. Zur Drehrichtungsumkehr,
können die Ankerzuleitungen des Fördermotors, beispielsweise im Steuerapparat q.,
vertauscht werden; an Stelle dieser unmittelbaren Umschaltung kann aber auch eine
.solche mittels Schützes o. dgl. vorgesehen werden. Der Schwungradumformer, welcher
aus einem Antriebsmotor 6, dem Schwungrad 7 und der Steuermaschiue 5 besteht, wird
über den Hilfsgleichrichter 8 aus dem gleichen Drehstromnetz a mit Energie versorgt.
Die Ankerklemmen der Steuermaschine 5 sind in Parallelschaltung mit denen des Arbeitsmotors
3 verbunden. Die Felder der Maschinen 3, 5, 6 sowie die Hilfseinrichtungen werden
von einem besonderen kleinen Erregergleichrichter g in bekannter Weise mit Strom
versorgt.
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Sämtliche Gleichrichter .sind mit Steuergittern versehen, welchen
die Steuerspannung beispielsweise über Drehregler (i o für den Hilfsgleichrichter
8 bzw. i i für den Hauptgleichrichter i) zugeführt wird. Die Drehregler können ihrerseits
durch Verstellvorrichtungen 1z, 13 selbsttätig verstellt werden. Ferner sind noch
Regelvorrichtungen., a. B. ein leistungsabhängiger Regelapparat 14, ein Apparat
i 5 zur elektrischen Kupplung von Steuerapparat und Verstellorgan 13 des Hauptgleichrichters,
ein überstromrelais 16 und ein Zwischenschütz 17 vorgesehen sowie ein Widerstand
18 im Erregerkreis der Steuermaschine 5; die Aufgabe und Wirkungsweise
.dieser
.Hilfseinrichtungen sollen im folgenden- näher beschrieben werden.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßene,-Es sei zunächst angenommen,
der Förkler-: motor stehe still und der Schwungradumförmer laufe mit der normalen
Drehzahl; wird nun der Steuerhebel des Reglers 4 nach der' einen oder der anderen
Seite ausgelegt, so wird der Anker des Arbeitsmotors in der Schaltung- für die eine
oder die andere Drehrichtung an die Hauptstromleitungen des Hauptgleichrichters
gelegt. Zugleich erhält das Feld der Steuermaschine 5 Strom aus dein Hilfsgleichrichter
9, dessen Richtung in. der Feldwicklung ebenfalls von dem Sinn der Hebelauslegung
am Steuerapparat ¢ abhängig ist, während seine Größe mittels des im Steuerapparat
4 vorgesehenen Regehviderstandes mit wachsender Hebelauslegung anwächst. Der Erregerstrom
der Steuermaschine 5 durchfließt den Hilfsapparat 15, der die Aufgabe hat, das Verstellorgan
13 des Drehreglers i i derart mit dem Steuerapparat 4 zu kuppeln, daß mit wachsender
Hebelauslegung am Steuerapparat der Entladungseinsatz in den einzelnen Entladungs
strecken des Hauptgleichrichters in der Phase allmählich vorverlegt wird, so daß
letzten Endes die dem Arbeitsmotor zugeführte Ankerspannung, d. h. aber bei konstanter
Feldstärke im Arbeitsmotor die Energiezufuhr durch den Grad der Hebelauslegung geregelt
werden kann. Die gleichzeitige Erhöhung des Erregerfeldes der Steuermaschine 5 bewirkt
mit Rücksicht auf die konstante Drehzahl des Schwungradumformers, daß die von der
Steuermaschine 5 gelieferte Spannung in jedem Augenblick gleich der vom Hauptgleichrichter
gelieferten Spannung ist, so daß die Steuermaschine 5 keinen Strom führt. Statt
der elektrischen Kupplung von Steuerapparat 4 und Verstellorgan 1,3 könnte natürlich
auch eine entsprechende mechanische Kupplung vorgesehen sein. Die Einrichtung hat
nun die Aufgabe, beim Auftreten stoßweiser Belastung einen unzulässig hohen Energiebezug
aus dem Netz zu verhindern. Statt dessen sollen die Leistungsspitzen aus der im
Schwungrad 7 aufgespeicherten lebendigen Energie gedeckt werden. Tritt ein. derartiger
Laststoß auf, so wird der Strom des Hauptgleichrichters i zunächst anzusteigen versuchen
und dabei das auf einen vorbestimmten zulässigen Maximalwert eingestellte Relais
16 zum Ansprechen bringen. Dieses Relais schließt den zweckmäßig aus dem Hilfsgleichrichter
gespeisten BetätigungsstI'omkreiseines Zwischenschützes 17, welches seinerseits
beim Ansprechen den der Erregerwicklung der Steuermaschine 5 vorgeschalteten Widerstand
18 kurzschließt. Dadurch wird beim Auftreten von Leistungsstößen, die nicht mehr
aus dem Netz ge-#@deckt werden können, das Steuermaschinen-"field verstärkt, so
daß die von der Steuermaschine erzeugte Spannung sich erhöht und -41.e Steuermaschine
sich an der Stromlieferung beteiligt. An Stelle des Widerstandes i 8 und des Zwischenschützes
17 kann auch ein durch mehrere Schütze oder durch einen Hilfsmotor regelbarer Widerstand
vorgesehen sein. Um nun aber zu vermeiden, daß die der Steuermaschine entnommene
Zusatzenergie durch den Schwungradumformer hindurch und über den Hilfsgleichrichter
8 ebenfalls dem Netz entnommen wird, muß die Steuerung des Hilfsgleichrichters 8
derart beeinflußt werden, daß die von ihm dem Netz entnommene Energiemenge nicht
über den Betrag anwächst, welcher im Augenblick des Auftretens, der Leistungsspitze
dem S:chwungradumfoTmer zugeführt wurde. Zu diesem Zweck ist das Relais 14 vorgesehen,
welches die gesamte vom Drehstromnetz 2 der Anlage zugeführte Leistung überwacht
und über de Verstellvorrich tung 12 den Drehregler i o des Hilfsgleichrichters 8
derart beeinflußt, daß bei Überschreitung der vorbestimmten zulässigen Netzbelastung
auch dem Gleichrichter 8 ein Mehr an Energie nicht mehr entnommen wird; somit ist
.erreicht, daß die von der Steuermaschine 5 verlangte Energie allein vom Schwungrad
7 aufgebracht werden muß. je nach dem Grad der Erhöhung des. Steuermaschinenfeldes
im Verhältnis zu der im Einzelfall auftretenden Belastungsspitze kann die dem Hauptgleichrichter
i entnommene Energiemenge vorübergehend etwas verringert oder aber auch etwas erhöht
werden gegenüber dem normalen Betriebszustand.
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Im letzteren Fall wird die Beeinflussung des Hilfsgleichrichters 8
durch das Leistungsrelais 14 auch so weit- gehen, daß die dem Antriebsmotor 6 zugeführte
Leistung vorübergehend unter den im Normalbetrieb zugeführten Leistungsbetrag verringert
wird. Umgekehrt können jedoch, wie schon angedeutet, das Relais 16 und die Hilfseinrich-Lungen
17, 18 auch derart ausgebildet werden, daß das, Steuermaschinenfeld proportional
der Größe der jeweiligen Belastungsspitze verstärkt wird. In diesem Fall kann man
.erreichen, daß die Steuermaschine 5 den Hauptgleichrichter i vollständig von den
Belastungsspitzen ,entlastet, womit dann auch die Steuerung des Hilfsgleichrichters
8 selbsttätig derart geregelt wird, daß die vom Gleichrichter dem Antriebsmotor
6 zugeführte Energiemenge auch beim Auftreten von Belastungsspitzen unverändert
den gleichen Wert beibehält. Verschwindet die Belastungsspitze, so wird bei Unterschreitung
der bestimmten
Netzbelastung durch das Relais 1q. der Gleichrichter
8 im Sinne einer Erhöhung der :erzeugten Gleichspannung beeinflußt, sa daß dem Schwungradumfoxmer
mehr Leistung zufließt. Gleichzeitig wird das Relais. 16 eine Schwächung
des Steuermaschinenfeldes bewirken. Dadurch wird die Stromlieferung durch die Steuermaschine
beendet, und die erhöhte Energiezufuhr zum Antriebsmotor 6 dient lediglich zurr
Aufladung des Schwungrades, d. h. zur Erhöhung der Drehzahl des Schwungradumformers,
welche während der Belastungsspitze entsprechend abgesunken war, auf den normalen
Betrag. In Fällen, wo die Maschine 3 in einzelnen Arbeitsabschnitten generatorisch
arbeitet, wird auch hierdurch das Schwungrad aufgeladen und für die Arbeitsmaschine
3 eine Bremswirkung erzielt.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das dargestellte Ausführungsbeispiel.
Es kann in mancher Hinsicht abgeändert werden, ohne daß das Wesen des Erfindungsgedankens
hierdurch berührt wird. Beispielsweise ist es möglich, das Relais 14 in einzelnen
Fällen auch auf der Gleichstromseite des Gleichrichters 8 anzuordnen. Umgekehrt
kann das Relais 16 auch auf der Drehstromseite des Gleichrichters i vorgesehen
sein; ferner ist unter Umständen, wie schon erwähnt, eine mechanische Kupplung der
Ve,rstellvorrichtung 13 mit dem Steuerapparat q. möglich.
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Die Einrichtung hat vor allem den Vorzug eines sehr raschen und genauen,
praktisch trägheitslosen Ansprechens auf Belastungsspitzen; die Energieentnahme
des Hilfsgleichrichters stellt sich ohne Rücksicht auf den im Schwungradumformer
in einem gegebenen Augenblick vorhandenen Energievorrat lediglich in Abhängigkeit
von der Netzbelastung so ein, daß die gesamte über die Gleichrichter i, 8 und 9
dem Netz entnommene Leistung einen zulässigen Betrag nicht überschreitet. Weiterhin
hat die Einrichtung den Vorteil, daß die Energiezufuhr für den Normalbetrieb und
die Energiezufuhr für die Energiespeicherung für Belastungsstöße vollkommen voneinander
getrennt sind, so daß der Motor 6 und die Steuermaschine 5 nur für die kurzzeitige
Spitzenbelastung auszulegen sind. Der Energiebedarf für die ganze Anlage wird infolge
dieser Trennung in jedem Betriebszustand ein Minimum sein.