-
Schaltung zur Regelung der Drehzahl von Elektromotoren Zur Regelung
der Drehzahl von Elektromotoren, insbesondere zur Regelung der Teilmotoren von Mehrmotorenantrieben
für Papiermaschinen, sind die verschiedensten Regelsysteme bekannt. Vielfach werden
Regeleinrichtungen verwendet, die in zwei Regelteile unterteilt sind, von denen
der eine die Grundgeschwindigkeiten einregelt, der andere die kleinen Drehzahlschwankungen
ausregelt. So gibt es Anordnungen, bei denen die Erregerwicklung der zu regelnden
Maschine parallel zu einem Widerstand liegt, bei denen aber die beiden Anschlußpunkte
betriebsmäßig nicht unabhängig voneinander einstellbar sind. Da während des Betriebes
der eine Anschlußpunkt der Erregerwicklung auch die Lage des anderen Anschlußpunktes
bestimmt, ist eine Änderung des Stromes der Erregerwicklung nur dadurch möglich,
.daß der Widerstandswert zwischen den beiden Anschlußpunkten bei Veränderung der
Reglerstellung verschieden ist. Es sind weiter Schaltungen bekannt, bei denen die
Steuermaschinen mit zwei getrennten Erregerwicklungen versehen sind, die durch getrennte
Regler geregelt werden. Das bedeutet, daß für derartige Schaltungen besonders ausgebildete
Maschinen mit zwei 1?rregerwicklungen erforderlich sind, wodurch dieAnlagekosten
sehr wesentlich erhöht werden.
-
Bei anderen bekannten Regeleinrichtungen ist die Erregerwicklung mit
dem einen Regler in Reihe geschaltet und dieser mit seinem freien Ende an die Bürste
eines zum Ausgleich der Drehzahlschwankungen dienenden, als Spannungsteiler geschalteten
zweiten Reglers angeschlossen. Diese Schaltung hat den Nachteil, daß bei Übergang
des einen Reglers auf kleine Geschwindigkeiten die Regelwirkung des anderen Reglers
sehr eingeschränkt wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, mit normalen Maschinen eine einwandfreie
Regelung zu erzielen. Erfindungsgemäß wird das eine Ende der Erregerwicklung der
zu regelnden Maschine an einen von Hand einstellbaren Regler, der die Grunddrehzahl
bestimmt, und das andere Ende der Erregerwicklung an den die betriebsmäßig auftretenden
Drehzahlschwankungen ausgleichenden selbsttätigen Regler verstellbar angeschlossen,
wobei die Widerstände der beiden Regier in Reihe geschaltet sind. In welcher Weise
das am besten geschieht und welche Vorteile sich dabei ergeben, geht aus der Beschreibung
des folgenden Ausführungsbeispieles der Erfindung hervor, das als schematische Schaltskizze
dargestellt ist.
-
Dem Ausführungsbeispiel liegt eine Papiermaschine mit Gleichstromantrieb
zugrunde, bei der die einzelnen Motoren von einem Leonardgenerator gespeist werden
und die Arbeitsgeschwindigkeit der gesamten Maschine durch Änderung der den einzelnen
I-Iotoren zugeführten Spannung geregelt
wird. Die Spannungsregelung
wird durch .Änderung der Erregung des Leonardgenerators hervorgerufen, dessen Erregerwicklung.
mit i bezeichnet ist. Der Regler zum Eint; stellen der Grundgeschwindigkeit ist
mit -2-und der Regler zum Ausgleichen der im Betrieb auftretenden Schwankungen ist
mit 3 beziffert, der zweckmäßig ein Kohledruckregler sein kann. Der Regler :2 ist
einerseits an den einen Pol q. des Erregernetzes und anderseits über die längs des
Widerstandes hin und lier bewegliche Kontaktbürste 13 mit der zu beeinflussenden
Erregerwicklung i verbunden. Der Regler 3 ist mit einem Ende an den anderen Pol
5 des Erregernetzes angeschlossen und seine längs des Widerstandes hin und her bewegliche
Bürste io ist über einen Justierwiderstand 8 an das andere Ende der zu beeinflussenden
Erregerwicklung i des Leonardgenerators angeschlossen. Der Regler 2 ist bei 17 angezapft.
Der Anzapfungsptmkt ist durch die Leitung 16 über einen Justierwiderstand 14 an
das Ende des Reglers 3 angeschlossen. Der Regler 2 ist durch die Anzapfung 17 in
die Teile 12 und 7 unterteilt. Zur Einstellung des Reglers 2 und damit -der Grundgeschwindigkeit
der Maschine dient die Schleifbürste 13. Der Regler 3 wird von einer an sich bekannten
und daher nicht näher dargestellten, .sondern nur durch die Spule 9 angedeuteten,
auf die im Betrieb entstehenden Schwankungen ansprechenden Einrichtung beeinflußt,
was durch den Pfeil i i angedeutet sein soll. Unter dem Einfluß dieser Vorrichtung
wird die Schleifbürste io nach der einen oder anderen Richtung längs des Widerstandes
verstellt.
-
Wie die Figur zeigt, bilden der Teil 12 des Reglers 2 und der Regler
3 einen Spannungsteiler, an den die zu regelnde Erregerwicklung i mit beiden Enden
angeschlossen ist, wobei die Potentiale der beiden Enden veränderlich sind. Bei
dieser Schaltung ergeben sich auch bei kleinen Arbeitsgeschwindigkeiten im Verhältnis
zur Spannung des . Reglers 2 große Spannungen am Regler 3.
-
In der Fig. 2 sind die Vorteile an Hand eines Diagramms dargestellt.
-
In diesem Diagramm'stellt die Linie 18 die Spannung in Abhängigkeit
von der Stellung des Reglers 2 dar. Trägt man über dieser Linie 18 die durch den
Regler 3 geregelte Spannung gemäß der bekannten Schaltung auf, so erhält man die
Linie i9. Man sieht, daß sich bei den niedrigen Regelstufen i, 2 die Linie i9 sehr
stark der Linie 18 nähert, däß also der Absolutwert-der von dem Regler 2 beherrschten
Spannungen bei niedrigen Arbeitsgeschwindigkeiten (Stellungen 1, 2, 3) kleiner ist
als bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten (Stellungen 6, 7, 8). Durch die Erfindung
werden die Verhältnisse nun so geändert, daß die Linie i9 die Lage i9' annimmt.
Die Linie i9' ist nicht ':_ k-#tnz der Linie 18 parallel. Man sieht aber, '.,cräß
der Absoluhvert der vom Regler 3 be-`'he.rrschten Spannung bei den niedrigen Ge-@,'§cÜwindigkeiten,
also den Reglerstellungen i, 2 größer ist als es vorher der Fall war.
-
Die Erfindung hat noch weitere Vorteile. Baut man die beiden Regler
so nahe aneinander, daß die Anschlüsse 13 und io miteinander vertauscht werden können,
d. h. daß der Anschluß 13 auf den Regler 3 und der Anschluß io auf den Regler 2
hinübergeleitet, so kann dadurch eine Stromumkehr in der zii beeinflussenden Wicklung
i erreicht werden.
-
Wie die Fig. i zeigt, ist' vor die zu beeinflussende Wicklung i ein
besonderer Regelwiderstand 7 vorgeschaltet. Dieser kann ein Teil des Regelwiderstandes
des Reglers 2 sein. In dem angegebenen Beispiel ist der Regelwiderstand des Reglers
2 angezapft und der dabei entstehende freie Teil 7 des Widerstandes als Vorschaltwiderstand
für die zii beeinflussende Erregerwicklung i benutzt.
-
Eine andere Anwendung der Erfindung, nämlich die zur Regelung der
einzelnen Teilmotoren bei einem Mehrinotorenantrieb für Papiermaschinen ist in der
Fig. 3 schematisch dargestellt. Hierbei handelt es sich z. B. um einen Mehrmotorenantrieb,
bei dem der Steüergenerator in einzelne den einzelnen Motoren zugeordnete Generatoren
aufgeteilt ist. Es sind drei Teilantriebsmotoren gezeichnet, wobei für die Leitvorrichtung
ein besonderer Antriebsmotor angeordnet ist. Die einzelnen Teile, die Walzen, der
Papiermaschine sind mit 41 bis 43 bezeichnet. Sie werden von Motoren 44 bis 46 angetrieben,
die von Generatoren 47 bis 49 gespeist werden. Die Erregerwicklungen 5o bis 52 der
Motoren ..I bis 46 werden von dem Erregernetz 53 gespeist. Die Generatoren 47 bis
49 haben einen gemeinsamen Antriebsmotor 54, der beispielsweise ein Drehstrornmotor
sein kann. Nlit 55 bis 57 sind die Erregerwicklungen der Generatoren bezeichnet:
Sie werden v an dem Erregernetz 53 unter Zwischenschaltung von Regler 58 bis 6o
für die Regelung der Grundgeschwindigkeit und Reglern 61 bis 63 für den Ausgleich
der Drehzahlschwankungen gespeist. Die Regler 58 bis 6o werden gemeinsam verstellt,
was durch die Linie 64 angedeutet ist. Jeder Regler 61 bis 63 hingegen wird von
dem zugehörigen Differentialgetriebe 65 bzw. 66 bzw. 67 angetrieben. In jedem Differentialgetriebe
werden die Drehzahlen der Teilmotoren 44 bis 46 mit der der Leitwelle 68 verglichen;
die Leitwelle wird von einem Motor 69 angetrieben. --Dieser hat eine von dem Netz
53 konstanter Spannung gespeiste
Erregerwicklung 70. Sein Anker
wird von dem Generator 71 gespeist, der ebenfalls, wie die anderen Generatoren 4.7
bis 49, von.. dem Motor 5.4 angetrieben wird. Der Gene,: rator 71 hat eine Erregerwicklung
72, welche', von dem Netz 53 unter Zwischenschaltung des. Reglers 73 und eines Reglers
74 gespeist wird. Per Regler 73 ist mit den anderen Reglern 58 bis 6o gleichzeitig
verstellbar. Der Regler 7:4 wird von einem Thomaregler 75, dessen Erregerspule 76
von dem Ankerstrom einer mit (lern Motor 69 gekuppelten Tachometermaschine 77 durchflossen
wird, verstellt, deren Erregerwicklung 78 von dem Netz konstanter Spannung 53 gespeist
wird. Der Ankerstrom dieser Tachometermaschine fließt außerdem Tiber einen Regler
79, der gleichzeitig mit den Reglern 58 bis 6o und dem Regler 73 verstellt wird.
-
Soll dieser Mehrmotorenantrieb in Betrieb genommen werden, so wird
zunächst der Drehstrommotor 5.4 angelassen, und, sobald dieser und die mit ihm gekuppelten
Generatoren die normale Betriebsdrehzahl erreicht haben, durch gemeinsame Verstellung
der Regler 58 bis 6o und 73 und 79 die Papiererzeugungsgeschwindigkeit der Papiermaschine
durch Änderungen der Erregungen 55 bis 57 und 72 eingestellt. Gleichzeitig
wird der Regler 79 für die Tachometermaschine entsprechend der Papiergeschwindigkeit
zwangsläufig verstellt. Infolgedessen laufen die Teilantriebsmotoren 4..4 bis .I6
und auch der Leitmotor 69 in gleichem Maße an. Es ist nun kein weiterer Handgriff
mehr zu tun, da die Differentialeinrichtungen und die Tachometermaschine über die
Regler 61, 62, 6: und 74 die Schwankungen im Betrieb der einzelnen Motoren ausgleichen.
-
Durch die Erfindung wird im vorliegenden Fall eine Regeleinrichtung
für einen solchen Antrieb geschaffen, die eine einfache Einstellung und Regelung
der Papiergeschwindigkeit sowie eine einfache Regelung der Drehzahl der einzelnen
Teilmotoren gestattet. Jeder Generator wird dabei in an sich bekannter Weise mit
einem Regler für die Regelung der Grunddrehzahl und einem Regler für den Ausgleich
der Drehzahlschwankungen ausgeriistet, wobei die Grunddrelrzahlr egler aller Generatoren
gemeinsam eingestellt werden. Die Regler für den Ausgleich der -Drehzahlschwankungen,
welche den einzelnen Teilmotoren zugeordnet werden, können von der die Istgeschwindigkeit
eines jeden Antriebes mit der allen Antrieben gemeinsamen Sollgeschwindigkeit vergleichenden
Differentialeinrichtung gesteuert werden. Auch die Leiteinrichtung hat eine entsprechende
Steuerung, wobei, wie bekannt, der Regler für den Aus-,.gleich der Drehzahlschwankungen
von einer Tachometermaschine über einen Spannungsregler in Abhängigkeit von der
Spannung der '-Tachometermaschine gesteuert wird. Diese Einrichtung wird sowohl
dann verwendet, wenn einer der Teilmotoren als Leitmotor benutzt ist, als auch dann,
wenn ein besonderer Leitmotor vorgesehen wird, der seinerseits von einem besonderen
Generator gespeist wird.
-
Die Erfindung ist an das gezeichnete Ausführungbeispiel nicht gebunden.
Es kann an Stelle der mechanischen Leitvorrichtung auch eine elektrische treten.
Es kann auch, wie oben bereits angedeutet wurde, der Motor 69 ein Teilmotor sein
und einen Teil der Papiermaschine antreiben. Es können an einen Generator auch mehrere
Motoren angeschlossen sein. Ein Motor steuert dann den zum Ausgleich der Drehzahlschwankungen
bestimmten Regler 61, der auf den Generator arbeitet. Die anderen Motoren erhalten
selbsttätige Regler für die eigenen Motorfelder.
-
Ein Beispiel hierfür zeigt die Fig. 4..
-
Die Fig. 5 -zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem
Kohledruckregler 8o an Stelle des Reglers 3 in Fig. r.