-
Selbsttätige Drehzahlregeleinrichtung für elektrische Antriebsmotoren
von Zuckerschleudern Beim Antrieb von Zuckerschleudern wird gewöhnlich der Hochlauf
der Schleuder bei einer bestimmten niedrigen Drehzahl, die etwa einem Viertel bis
zu einem Drittel der vollen Schleuderdrehzahl entspricht, unterbrochen, um bei dieser
Drehzahl die zu schleudernde Masse einzufüllen. Auch ist ein solches Verweilen der
Schleuder im Bereich niedriger Drehzahlen für die Güte des Schleudervorganges vorteilhaft.
-
Zur Einhaltung der für den Füllvorgang vorgesehenen Drehzahl des Schleuderantriebsmotors
ist es bekannt, den sogenannten Füllwiderstand einzuschalten. Dieser Füllwiderstand
ist so bemessen, daß die vom Motor abgegebene Energie gerade ausreicht, um die in
die Schleudertrommel einlaufende Füllmasse vom Stillstand auf die augenblickliche
Trofnmeldrehzahl zu beschleunigen, während sich die Drehzahl der Trommel selbst
überhaupt nicht oder doch nur in geringem Maße ändert.
-
Es sind auch mehrstufige Regelwiderstände für elektrische Zuckerschleuderantriebe
bekannt, die außer dem Füllwiderstand noch zusätzliche Widerstandstufen zur Erzielung
einer besonders großen Schleudertrommelbeschleunigung vor und nach dem Füllvorgang
aufweisen.
-
Ein Nachteil der bekannten Regeleinrichtungen besteht darin, daß die
Einhaltung der für den Beginn des Füllvorganges vorgesehenen Drehzahl von der Aufmerksamkeit
des Arbeiters abhängt; denn dieser muß während des Hochfahrens der Schleuder in
einem ganz bestimmten Augenblick . die Füllmasse einlassen und teilweise zugleich
auch den Regelwiderstand umschalten. Versäumt er gelegentlich das rechtzeitige Einlassen
der Füllmasse, so beschleunigt sich die nunmehr leer bleibende Trommel trotz erreichter
Fülldrehzahl zunächst noch ganz erheblich weiter. Selbst wenn der Beginn des Füllvorganges
nur kürze Zeit verzögert wird, so hat doch die Trommel inzwischen bereits eine weit
höhere Drehzahl erreicht als die für den Füllvorgang vorgesehene, wenn nicht gar
die volle Schleuderdrehzahl.
-
Diesen Nachteil zu vermeiden, ist Aufgabe der selbsttätigen Regeleinrichtung
nach der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein besonderer Sicherheitswiderstand
spätestens beim Erreichen der Fülldrehzahl zwangsläufig durch das Inbetriebsetzen
des Motors eingeschaltet wird und die Einhaltung der Fülldrehzahl bei noch leerer
Schleuder so lange selbsttätig sichert, bis er beim Beginn des Füllvorganges durch
den bekannten Füllwiderstand ersetzt wird, welcher die Drehzahl während des Füllvorganges
überwacht und der zufolge der Berücksichtigung der zu beschleunigenden
Füllmasse
entsprechend geringer ist als der Sicherheitswiderstand. Durch den Sicherheitswiderstand
nach der Erfindung wird also erreicht, daß die zum Füllen gewählte Drehzahl jederzeit
unabhängig von der Aufmerksamkeit der Bedienung und unabhängig von der für das Anfahren
des Motors bis zur Fülldrehzahl gewählten Beschleunigung stets einwandfrei eingehalten
wird. Andererseits liegt es durchaus in der Hand des Bedienungsmannes, den Füllvorgang
sofort beim Erreichen der Fülldrehzahl einzuleiten und so eine Verlängerung des
Arbeitsspieles zu verhüten. Das zwangsläufige Einschalten des Sicherheitswiderstandes
durch das Inbetriebsetzen des Motors kann dadurch erfolgen, daß der Schleuderantrieb
gleich mittels des Sicherheitswiderstandes angefahren wird, wodurch allerdings die
Dauer des Arbeitsspieles unerwünscht verlängert würde. Es kann aber auch selbsttätig
beispielsweise in Abhängigkeit von einer beliebigen Drehzahlmeßeinrichtung während
des Anfahrens der Schleuder bis zur Fülldrehzahl oder noch besser unmittelbar beim
Erreichen der Fülldrehzahl erfolgen. Die Steuerung nach der Erfindung bietet dann
noch den weiteren bedeutenden Vorteil, daß sowohl die Beschleunigung der Schleudertrommel
während des Anfahrens (vom Stillstand bis zum Füllen) als auch ihre Beschleunigung
während des Hochfahrens (von der Fülldrehzahl bis auf die volle Schleuderdrehzahl)
beliebig groß und vollkommen unabhängig von der Fülldrehzahl und von der Dauer des
Füllvorganges gewählt werden kann.
-
Die Erfindung kommt für alle Schleuderantriebe in Betracht, °deren
Antriebsmotor eine belastungsabhängige Drehzahl aufweist, namentlich also für alle,
die durch Widerstände im Hauptstromkreis des Motors geregelt werden. Es sind somit
sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrommotoren verwendbar. Die Gleichstrommotoren
werden durch Widerstände im Ankerkreis geregelt. Kurzschlußläufermotoren werden
beispielsweise durch Ohmsche oder induktive Widerstände im Ständerstromkreis, Schleifringläufermotoren
dagegen zweckmäßig durch Schlupfwiderstände im Läuferkreis geregelt. Auch können
Drehstromkollektormotoren verwendet werden, soweit ihre Drehzahl belastungsabhängig
ist. Soll der Sicherheitswiderstand in Abhängigkeit von der Drehzahl der Schleuder
eingeschalten werden, so wird er bei Drehstromschleifringmotoren zweckmäßig durch
die Läuferspannung des Motors gesteuert. Jedoch kann auch eine beliebige andere
von der Drehzahl der Schleudertrommel abhängige Einrichtung oder Größe verwendet
werden, beispielsweise eine mit dem Schleudermotor gekuppelte, ständerseitig an
einem Drehstromnetz liegende Wechselstromtachometermaschine, deren Läuferspannung
ein Maß für die Drehzahl des Schleudermotors ist. Diese Anordnung ist insbesondere
bei Kurzschlußläufermotoren zweckmäßig. Die Verwendung eines solchen Hilfsmotors
hat den Vorteil, daß die Steuerspannung unabhängig von dem Ein- und Ausschaltzustand
des Schleudermotors und von dem jeweiligen Drehsinn des Schleudermotordrehfeldes
jederzeit aufrechterhalten bleibt, und empfiehlt sich daher besonders bei durch
Gegenstrom gebremsten Schleudermotoren.
-
Auch der zur Drehzahlgleichhaltung während des Füllens bestimmte Widerstandswert
kann selbsttätig beim Einlassen der Füllmasse, beispielsweise in Abhängigkeit vom
Herabsenken der Füllrinne, eingeschaltet werden.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Steuerung nach der
Erfindung dargestellt, wobei ein Drehstromschleifringläufermotor 2 die Schleudertrommel
i antreibt, der über einen Schalter 3 an das Drehstromnetz R, S, T angeschlossen
werden kann. Zum Einfüllen der durch die Rohrleitung 4. zufließenden Füllmasse wird
die Füllrinne 3 herabgesenkt. Hierfür sind zwei Steuerschalter 6 und 7 angebracht,
die beim Bewegen der Füllrinne betätigt werden. Der Schalter 6 ist bei angehobener
Füllrinne geschlossen und wird bei gesenkter Füllrinne geöffnet. Der Schalter 7
dagegen ist als Kipphebelschalter ausgebildet, dessen Kontakte gewöhnlich offen
sind und lediglich beim Aufwärtsbewegen der Füllrinne geschlossen werden.
-
Im Läuferkreis des Schleudermotors 2 ist ein in drei Stufen unterteilter
Schlupfwiderstand 8, der mit Hilfe der Schütze 9, io und i i stufenweise kurzgeschlossen
werden kann. Die Spannung zur Steuerung des Schützes 9 wird dem Läufer des Schleudermotors
2 entnommen, die Spannung zur Steuerung der Schütze io und ii dagegen dem Ständer
des Schleudermotors. In den Erregerstromkreis des Schützes io sind die Kontakte
des Kipphebelschalters 7 und in den Erregerstromkreis des Schützes i i die Kontakte
des Schalters 6 eingefügt. Das Schütz io ist ferner mit einem Hilfskontakt versehen,
der beim Anspringen des Schützes io einen Selbsthaltestromkreis für das Schütz schließt.
-
Die Wirkungsweise der Anordnung soll an Hand des in Fig. 2 wiedergegebenen
Betriebschaubildes erläutert werden, das den Verlauf der Drehzahl während eines
Arbeitspieles darstellt.
-
Solange der Schalter 3 in Fig. i geöffnet ist, ist der Schleudermotor
2 spannungslos und alle Schütze befinden sich in der aus der Zeichnung
ersichtlichen
Ruhelage. Die Kontakte der Schütze 9 und io sind hierbei geöffnet, während die Kontakte
des Schützes i i geschlossen sind. Wird jetzt der Antrieb durch Schließen des Schalters
3 an Spannung gelegt, so wird in dem Läufer des Motors von dem Ständerfeld eine
Läuferstillstandspannung erzeugt, die das Schütz 9 zum Anspringen bringt. Gleichzeitig
springt auch das an den Ständerstromkreis angeschlossene Schütz. i i an. Durch das
Anspringen des Schützes 9 wird der im Läuferkreis des Schleudermotors befindliche
Schlupfwiderstand 8 bis auf den mit I bezeichneten Wert kurzgeschlossen, so daß
der Motor mit großer Beschleunigung, entsprechend der Schaulinie in Fig.2 hochläuft.
Hat die Drehzahl des hochlaufenden Motors die für den Füllvorgang gewählte Drehzahl
n' erreicht, so fällt in diesem in Fig. 2 mit b bezeichneten Zeitpunkt das von der
absinkenden Läuferspannung des Schleuderinotors erregte, in seiner Zugkraft entsprechend
eingestellte Schütz 9 ab und öffnet seine Kontakte. Da die Kontakte der Schütze
io und i i ebenfalls offen sind, wird hierdurch der in Fig. i mit I bezeichnete
Widerstandswert II vergrößert, so daß nunmehr der gesamte Schlupfwiderstand 8 im
Läuferkreis des Schleudermotors 2 liegt. Dieser Sicherheitswiderstand II ist so
bemessen, daß die leere Schleudertrommel den erreichten Drehzahlwert gleichmäßig
beibehält. Wird jetzt zu einem beliebigen Zeitpunkt, beispielsweise in dein in Fig.
2 mit c bezeichneten Zeitpunkt, die Füllrinne 5 zum Einlassen der Füllmasse herabgesenkt,
so wird der Schalter 6 geöffnet und unterbricht den Erregerstromkreis des Schützes
i i. Durch das Abfallen dieses Schützes wird ein Teil des Schlupfwiderstandes 8
wieder kurzgeschlossen, so daß der in dem Läuferkreis des Schleudermotors befindliche
Schlupfwiderstand auf den Widerstandswert 11I verringert wird. An sich würde
die Schleudertrommel jetzt das Bestreben haben, in der Drehzahl anzusteigen. Durch
die nunmehr in die Schleudertrommel einlaufende Füllmasse bzw. durch die zum Beschleunigen
der einlaufenden Füllmasse vom Stillstand bis auf die Fülldrehzahl erforderliche
Arbeit wird jedoch ein großer Teil der Motorenergie aufgebraucht, so daß die Schleudertrommel
bei richtiger Bemessung des Widerstandswertes III ihre gleichbleibende Drehzahl
auch während des Füllens beibehält. Wird nach Beendigung des Füllvorganges die Füllrinne
5 wieder hochgeklappt, so «-erden hierbei die Kontakte des Kippschalters 7 kurzzeitig
geschlossen, wodurch das Schütz io zum Anspringen gebracht wird, das sich über seinen
Hilfskontakt selbst in der angehobenen Stellung hält. Das Schütz io schließt beim
Anspringen seine Kontakte und verringert hierdurch den im Läuferkreis des Schleudermotors
befindlichen Schlupfwiderstand auf den Wert IV. Dieser Wert hat in dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. i die gleiche Größe wie der Wert 1, kann jedoch je nach Bedarf auch größer
oder kleiner sein. Durch diese Verringerung des Schlupfwiderstandes wird erreicht,
daß die nun gefüllte Schleudertrommel (vom Punkt d nach Fig. 2 aus) mit großer Geschwindigkeit
auf die volle Schleuderdrehzahl hochläuft, worauf im Zeitpunkte der gesamte Antrieb
durch Öffnen des Schalters 3 vom Netz abgeschaltet und die Schleudertrommel stillgesetzt
wird. Das Öffnen des Schalters 3 kann entweder von Hand oder selbsttätig erfolgen,
beispielsweise ebenfalls in Abhängigkeit von der absinkenden Läuferspannung des
Schleudermotors. Auch die beim Stillsetzen der Schleuder (im Zeitabschnitt e bis
f) zu betätigenden elektrischen oder mechanischen Bremseinrichtungen können von
der Läuferspannung des Schleudermotors gesteuert werden.
-
Die in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i dargestellte Steuerung
läßt sich in verschiedener Weise abwandeln. So kann beispielsweise das Anspringen
des Schützes 9 statt in Abhängigkeit von der Läuferspannung des Schleudermotors
in Abhängigkeit von der Zeit gesteuert werden, da die Schleudertrommel beim Anlaufen
bis zur Fülldrehzahl noch leer ist, somit die zu beschleunigenden Massen und die
Hochlaufzeit der Schleuder bis zur Fülldrehzahl in der Regel gleich sind. Das Einschalten
des für den Hochlauf der Schleudertrommel nach dem Füllen bestimmten Widerstandswertes
Ih kann durch einen Druckknopf von Hand gesteuert werden. Ferner kann der nach Fig.
2 im Punkt d eingeschaltete, für das Hochfahren bis auf die volle Schleuderdrehzahl
bestimmte Widerstandswert bereits im Punkt c durch den Schalter 6 eingeschaltet
werden. Zwar wird dann die Trommeldrehzahl während des Füllens nicht mehr konstant
bleiben, sondern etwas ansteigen, doch ist dies in manchen Fällen, namentlich bei
tiefliegenden Fülldrehzahlen, durchaus zulässig. Schließlich bietet auch die Schaltanordnung
der Schütze sowie deren Steuerung mancherlei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten.