DE691935C - von Foerderantrieben - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Verbesserung des Leistungsfaktors von Förderantrieben

  Bei zündpunktgesteuerten Stromrichtern

  verschlechtert sich bekanntlich der Leistungs-

  faktor auf der Wechselstrornseite um so mehr,

  je größer die Verzögerung des Zündzeitpunk-

  tes, d. h. je kleiner der Aussteuerungsgrad

  des Stromrichters wird. Bei vielen über

  Stromrichter gespeisten Verbrauchern ändert

  sich der Strom etwa proportional der Span-

  nung des Stromrichters, so daß der Blind-

  stromverbrauch bei veränderlicher Aussteue-

  rung des Stromrichters keinen allzu großen

  Schwankungen unterworfen ist. Zur Kom-

  pensation des Blindstromes in solchen An-

  lagen wird es daher häufig genügen, auf der

  Wechselstromseite einen Verbraucher vorzu-

  sehen, -der einen etwa konstanten voreilenden

  Strom aufnimmt. Ganz anders liegen jedoch

  die Verhältnisse bei Förderanlagen. Da der

  Fahrwiderstand .des Förderkorbes nur ver-

  hältnismäßig geringen Schwankungen. unter-

  liegt, so ändert sich der Strom des Förder-

  korbes mit der Fahrgeschwindigkeit nur sehr

  wenig. Für solche Stromrichteranlagen,. die

  dieses Betriebsverhalten zeigen, ist bereits

  der Vorschlag gemacht worden, die Kapazität

  von auf der Wechselstromseite vorgesehenen

  Kondensatoren regelbar zu machen und mit

  wachsender Zündpunktverzögerung zu ver-

  größern..

  Man könnte diese Vergrößerung durch ent-

  sprechendes Umschalten einer in mehrere

  Elemente unterteilten Kondensatorbatterie be-

  wirken. Dies gestattet jedoch, wenn der Auf-

  wand an Schaltmitteln nicht so groß werden

  soll, nur eine verhältnismäßig grobe Regelung

  in wenigen Stufen, und außerdem muß man

  dabei die Nachteile in Kauf nehmen, die in

  bekannter Weise derartigen Umschalteinrich-

  tungen anhaften. Die vorliegende Erfindung

  überwindet die genannten Schwierigkeiten

  dadurch, daß die regelbaren Verbraucher vor-

  eilenden Stromes als. Kondensatoren mit

  einem Dielektrikum regelbarer Dielektrizitäts-

  konstante, insbesondere als Ölkondensatoren

  mit regelbarem Ölstand, ausgebildet sind. Die

  Erfindung ist zwar mit Vorteil für alle An-

  lagen anwendbar, bei denen, wie oben ge-

  schildert, der Verbraucherstrom annähernd

  unabhängig von der gleichgerichteten Span-

  nung ist. Sie ist aber von besonderer Bedeu-

  tung für Förderanlagen, da hier während der

  Beschleunigungsperioden der Strom beträcht-

  lich über den normalen Fahrstrom anwächst.

  Da aber während des Anfahrens die Span-

  nung des Stromrichters stark herabgesetzt

  ist, so bedeutet das, daß der hohe Strom ge-

  rade dann auftritt, wenn die Zündzeitpunkte

  des Stromrichters die größte Verzögerung

  aufweisen, wenn also der Leistungsfaktor am

  kleinsten ist. Ohne die Maßnahme der Erfin-

  dung würden also bei einer derartigen An-

  lage große zeitliche Schwankungen der Blind-,

  last und damit eine starke Beunruhigung de#I

  speisenden Wechselstromnetzes auftreten. Zur-,

  "praktischen Durchführung der Erfindunjj

  wird man zweckmäßig Kondensatoren mit

  fest angeordneten Belegungen verwenden. Bei

  flüssigen Dielektriken kann dann in Abhängig-

  keit von dem Aussteuerungsgrad der Flüssig-

  keitsspiegel gehoben und gesenkt werden,

  während bei gasförmigen Dielektriken der

  Gasdruck geändert werden kann. Sollte der

  Betrieb derart sein, daß eine befriedigende

  Kompensation des Blindstromes durch Rege-

  lung des voreilenden Stromes in Abhängigkeit

  von der Stellung des Steuerhebels allein nicht

  möglich ist, so kann man zusätzlich noch

  andere Regelungen, beispielsweise in Ab-

  hängigkeit von der Blindleistung selbst vor-

  sehen.

  Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbei-

  spiel der Erfindung. Der Anker des Gleich-

  strommotors i wird über den Stromrichter :2

  aus dem Drehstromnetz 3 gespeist. Die Rege-

  lung und ,das Anlassen des Gleichstrommotors

  erfolgt durch Zündpunktsteuerung des Gleich-

  richters 2. Die Steuerapparatur des Gleich-

  richters setzt sich im wesentlichen aus einer

  negativen Sperrspannungsquelle q., einer posi-

  tiven Zündspannungsquelle 5 und einem Kon-

  taktapparat, bestehend aus dem synchron

  umlaufenden Kontakt 8 und dem festen, will-

  kürlich mit Hilfe des Steuerhebels um einen

  bestimmten Winkel verdrehbaren Kontakt-

  system 9, zusammen: Die Gitterspannungs-

  quellen q. und 5 sind im vorliegenden Falle

  als Ventilanordnungen in Graetzscher Schal-

  tung ausgeführt, die durch die Transforma-

  toren 6 bzw. 7 aus dem Drehstromnetz 3 ge-

  speist werden.

  In dem gezeigten Ausführungsbeispiel die-

  nen nun zur Verbesserung des Leistungs-

  faktors an das Drehstromnetz 3 angeschlossene

  Kondensatoren i i, die hier als Kondensatoren

  mit veränderlicher Flüssigkeitsfüllung ausge-

  staltet sind. Zum Heben und Senken des

  Spiegels des flüssigen Dielektrikums in den

  Kondensatoren und damit zur Vergrößerung

  bzw. Verkleinerung der Kapazität dient eine

  in beiden Richtungen arbeitsfähige Pumpe i2,

  die das flüssige Dielektrikum zwischen den

  Kondensatorbehältern und einem Hilfsbehäl-

  ter 14 hin und her zu pumpen imstande ist.

  An den Kondensatoren ist ein Gerät 17 ange-

  bracht, welches seine Stellung entsprechend

  dem jeweiligen Stand des Flüssigkeitsspiegels

  im Inneren der Kondensatoren verändert. Die-

  Stellung des beweglichen Teiles dieses Ge-

  rätes hängt mittelbar durch eine Nachlauf-

  steuerung von der Stellung des Steuerhebels

  i o, der für die Zündpunktverzögerung des

  Gleichrichters und damit für die dem Motor-

  anker zugeführte Spannung maßgebend ist,

  Diese Nachlaufsteuerung ist in dem vor-

  `:li@getiden Ausführungsbeispiel in an sich be-

  k,arinter Weise so ausgeführt, daß sowohl mit

  dem Steuerhebel io als auch mit dem seiner

  Stellung nach von diesem Steuerhebel ab-

  hängigen beweglichen Teil des Gerätes 17 der

  Schleifkontakt je eines regelbaren Wider-

  standes 15 bzw. 16 gekuppelt ist. Die regel-

  baren Widerstände 15 und 16 sind in Reihe

  in den Stromkreis der Spule 18 eines Waage-

  balkenrelais 2o geschaltet. Der magnetischen

  Wirkung der Spule 18 wirkt die konstant er-

  regte Relaisspule i9 entgegen. Das Waage-

  balkenrelais 2o ist also nur so lange im Gleich-

  gewicht, wie der Strom in der Spule 18 einen

  bestimmten Wert nicht über- oder unter-

  schreitet. Wird nun beispielsweise der

  Steuerhebel io so verstellt, daß der an dem

  Regelwiderstand 15 abgegriffene Widerstands-

  wert erhöht wird, so steigt der Strom in der

  Relaisspule 18, das Waagebalkenrelais 2o

  schließt seinen rechten Kontakt und erregt

  damit den Hüpfer 21. Dieser schließt seine

  Kontakte und schaltet damit den zum An-

  trieb der Dielektrikumpumpe 12 dienenden

  Motor 13 ein. Die Drehrichtung des Motors

  muß dabei so gewählt sein, daß der Flüssig-

  keitsspiegel in den Kondensatoren steigt, wenn

  durch die Bewegung des Steuerhebels io, die

  den Vorgang auslöst, die Zündzeitpunkte des

  Stromrichters verzögert wurden. Solange der

  Motor 13 läuft, solange also der Spiegel des

  Dielektrikums in den Kondensatoren geändert

  wird, verändert.sich.,auch die Stellung des be-

  weglichen Organs des Gerätes 17 und damit

  der an dem Widerstand 16 abgegriffene

  Widerstandswert. Die Veränderung dieses

  Widerstandswertes muß in dem vorliegenden

  Fall im Sinne der Erniedrigung erfolgen.

  Sobald die Summe der an den Reglern 15 und

  16 abgegriffenen Widerstände wieder den ur-

  sprünglichen Betrag erreicht hat, geht das

  Waagebalkenrelais 2o in seine Mittelstellung

  zurück, der Hüpfer 21 fällt ab, und der Motor

  13 kommt zum Stillstand. Der umgekehrte

  Vorgang spielt sich ab, wenn durch eine Ver-

  stellung des Steuerhebels i o der an dem Reg-

  ler 15 abgegriffene Widerstandswert erhöht

  wird. Das Waagebalkenrelais 2o schließt dann

  seinen linken Kontakt 'und erregt dabei den

  Hüpfer 22, der seinerseits den Motor 13 in

  der entgegengesetzten Drehrichtung ein-

  schaltet.

  Die Anwendung der Erfindung ist nicht

  beschränkt auf die in dem gezeigten Ausfüh-

  rungsbeispiel angewendete Kontaktapparat-

  steuerung des Stromrichters, sondern kann in

  gleicher Weise, auch bei den sogenannten ru-

  henden Steuerungen angewendet werden. Es

  kommt nur darauf an, daß die Regelung der-

  Verbraucher voreilenden Stromes zwangs-

  läufig mit der Regelung des Aussteuerungs-

  grades des Stromrichters gekuppelt ist. Wenn

  die Erfindung- auch von besonderer Bedeutung

  für solche Anlagen ist, in denen Motoren über

  Stromrichter 'aus einem Drehstromnetz ge-

  speist werden, so läßt sich doch auch in

  andersgearteten Stromrichteranlagen unter

  Umständen eine erhebliche Betriebsverbesse-

  rung durch sie erreichen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Verbesserung des Leistungsfaktors von Förderantrieben und Anlagen mit ähnlichem Betriebsverhalten, bei' denen die Motoren über zündpunkt- gesteuerte Stromrichter an ein Wechsel- stromnetz angeschlossen sind und bei denen auf der Wechselstromseite Ver- braucher voreilenden Stromes angeschaltet sind, die zusammen mit der Zündpunktver- stellung des Stromrichters derart geregelt werden, daß ihre Blindstromaufnahme mit wachsender Zündzeitpunktverzögerung vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbaren Verbraucher voreilen- den Stromes als Kondensatoren mit einem Dielektrikum regelbarer Dielektrizitäts- konstante, z. B. als Ölkondensatoren. mit regelbarem Ölstand, ausgebildet :sind. z. Einrichtung nach Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, daß ein Gerät zur Messung des Ölstandes in dem Konden- sator mit dem Regelorgan für die Ein- stellung der Zündzeitpunktverzögerung durch eine Nachlaufsteuerung verbunden ist, wobei als Verstellmotor für das ge- steuerte Organ der Antriebsmotor für eine Pumpe zum Ein- und Auspumpen des Öles dient.