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Regeleinrichtung für die Antriebsmotoren einer kontinuierlichen Walzenstraße
Die Erfindung bezieht sich aixf kontinuierliche Walzenstraßen, bei denen die einzelnen
Walzgerüste von je einem besonderen GleichstrommotoT angetrieben werden und bei
denen diese Motoren über steuerbare Gleichrichter, vorzugsweise gittergesteuerte
Quecksilberdampfgleichrichter, an ein Drehstromnetz angeschlossen sind. Erfindungsgemäß
werden die die Motoren speisenden Gleichrichter mit einer Regeleinrichtung ausgerüstet,
die in Abhängigkeit von der Anodenspannung der Gleichrichter bzw. von der den Anoden
von der Sekundärseite des Gleicbrichtertransformators zugeführten Wechselspannung
steht. Diese Regeleinrichtung sorgt 'dafür, daß, die von den Gleichrichtern abgegebene
Gleichspannung von den Schwankungen der die Gleichrichter speisenden Anodenspannung
unabhängig ist. Die Anodenspannung der Gleichrichter, d. h. die Wechselspannung,
welche auf der Sekundärseite der Gleichriohtertransformatoren abgenommen wird, kann
zu dem Zweck beispielsweise mit einer Spannungsnormalen verglichen werden in der
Weise, daß. die Anodenspannung über einen Hilfsgleichrichter gleichgerichtet und
in Gegenschaltung mit :einer konstanten Hilfsgleichspannung in den Gitterkreis der
Gleichrichter geschaltet wird. Sobald die Anodenspannung der Gleichrichter aus irgendeinem
Grunde von einem vorher festgesetzten Wert nach oben oder unten abweicht, wird die
Gittersteuerung der Gleichrichter derart geändert, daß diese Abweichung der Anodenspannung
sich auf die Gleichspannung der Gleichrichter nicht auswirken kann. Der Erfolg dieser.
erfindungsgemäßen Regelung ist somit der, daß- die über Gleichrichter gespeisten
Motoren der einzelnen Gerüste der kontinuierlichen Walzenstraßen so arbeiten, als
sei die dem Netz entnommene Spannung unabhängig von den Betriebsverhältnissen der
Walzenstraße und sonstiger vom Netz gespeister Verbraucher stets konstant.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Spannungsabfälle, welche in
den Gleichrichtertransformatoren
der einzelnen Walzgerüste und
in dem die ganze Anlage speisenden Wechselstromnetz auftreten, auf den Betrieb der
Antriebsmotoren keinen Einfluß haben können. Die Spannungsabfälle in den Transformatoren
der Gleichrichter hängen dabei von der Belastung der von diesen Gleichrichtern gespeisten
Motoren ab, während die Spannungsabfälle in dem speisenden Wechselstromnetz insbesondere
nicht nur von der Belastung eines Einzelmotors, sondern auch von der Belastung der
übrigen zur Walzenstraße gehörigen Motoren abhängig sind. Gerade der Einfluß dieses
letztgenannten Spannungsabfalls im speisenden Wechselstromnetz ist für den Betrieb
einer über Gleichrichter gespeisten kontinuierlichen Walzenstraße von besonderer
Bedeutung. Wenn beispielsweise das Walzgut in die ersten Walzgerüste eintritt, so
wird das speisende Wechselstromnetz durch die@diesen Gerüsten zugeordneten Gleichrichter
belastet und die Spannung sämtlicher Gleichrichter bereits merklich herabgesetzt.
Die im Betrieb befindlichen ersten Walzgerüste werden sofort in ihrer Drehzahl entsprechend
abfallen, während die folgenden Walzgerüste zunächst noch leer weiterlaufen. Das
hat zur Folge, daß diese Walzgerüste nicht 'in der Lage sind, die richtige Drehzahl
einzuhalten, so daß Zerrungen in dem Walzgut auftreten und dadurch Produktionsverluste
und Walzenschäden bedingt werden können. Eine mit der erfindungsgemäßen Regelung
ausgerüstete Walzenstraße hat diesen Nachteil nicht. Der Spannungsabfall des die
Gleichrichter speisenden Wechselstromnetzes kann sich auf die einzelnen Gleichrichter
nicht mehr schädlich auswirken, weil jeder der Gleichrichter zwangsläufig so gesteuert
wird, daß die von ihm abgegebene Gleichspannung von den Schwankungen der anodenseitig
zugeführten Wechselspannung unabhängig ist. Gegenüber anderen das gleiche Ziel verfolgenden
Regeleinrichtungen hat die Erfindung dabei den Vorteil, daß Pendelungen, die bei
der Regelung auftreten können, weitgehend vermieden sind. Es liegt dies daran, daß
als Ausgangsspannungen für den Regelvorgang die Anodenspannungen der einzelnen Gleichrichter
benutzt werden, die weitgehend unabhängig von dem Steuerzustand des Gleichrichters
sind und eine Rückivirliung der gesteuerten Spannung auf die Steuereinrichtung somit
vermieden ist.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung das Schaltungsschema
einer kontinuierlichen Walzenstraße dargestellt, bei der die Gleichstrommotoren
i der einzelnen Walzgerüste über gittergesteuerte Quecksilberdampfgleichrichter
a an ein Drehstromnetz 3 angeschlossen sind. Für einen der Motoren ist die selbsttätig
von der Anodenspannung abhängige Regelung dargestellt. Die Anodenspannung wird über
einen Transformator ¢ einem Hilfsgleichrichter 5 zugeführt, dessen Gleichspannung
mit der Spannung einer Hilfsdynamo 6 verglichen wird. Diese Dynamo wird durch einen
SynchroninOtOr 7 mit konstanter. Drehzahl angetrieben. Die Differenz der beiden
Gleichspannungen 5 und 6 dient zur Erregung von vormagnetisierten Drosselspulen
8, welche in die Verbindungsleitung zwischen dem Drehstromnetz 3 und der Gittersteuereinrichtung
9 des Gleichrichters a eingeschaltet sind. Die Drosselspulen 8 können noch mit einer
konstanten Vorerregung ausgerüstet sein, die von einer weiteren Hilfsdynamo i o
geliefert wird.
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An Stelle der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung zur Regelung
der Gleichrichter z in Abhängigkeit von den Schwankungen der Anodenspannung können
naturgemäß auch andere Regelanordnungen verwendet werden: Es kommt nur darauf an,
daß die Differenz zwischen der Anodenspannung und einer konstanten Hilfsspannung
üi der Weise auf die Steuerung der Gleichrichter einwirkt, daß der Einfluß der Anodenspannungsschwankungen
auf die von dem Gleichrichter a abgegebene Spannung beseitigt wird. Mit Vorteil
wird dabei das Hilfsmittel der Gleichrichtung der Anodenspannung verwendet, um auf
diese Weise die Anodenspannung mit einer konstanten Hilfsgleichspannung vergleichen
zu können. Es ist aus Symmetriegründen vorteilhaft, für diese Gleichrichtung die
gleiche Phasenzahl zu verwenden wie für den zugehörigen Arbeitsbleichrichter. Die
gleichgerichtete Hilfsspannung ist meist die kleinere Differenzspannung. In diesem
Falle ist es zweckmäßig, einen Belastungswiderstand an die Hilfsspannung anzuschließen.
Die Form, in der die Differenz dieser beiden Gleichspannungen im Steuerkreis der
Gleichrichter z wirksam wird, ist für die Erfindung an sich unwesentlich.
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Die Erfindung ist zwar für den Betrieb von kontinuierlichen Wasserstraßen
von besonderer Bedeutung, sie kann jedoch auch bei anderen Antriebsanordnungen verwendet
werden, bei denen es darauf ankommt, den Einfluß der Spannungsabfälle des den Gleichrichter
speisenden Transformators und des speisenden Wechselstromnetzes zu beseitigen. An
jeden Gleichrichter können einzelne oder auch Gruppen von mehreren Gleichstrommotoren
,angeschlossen sein.
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Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, den in der Zeichnung mit
6, 7, i o bezeichneten Maschinensatz mit großen Schwungmassen auszuführen oder auch
mit einem besonderen Schwungrad auszurüsten. Es wird
dann verhindert,
daß die von diesem Maschinensatz gelieferte Gleichspannung sich schnell .ändert,
falls aus irgendwelchen Gründen die den Motor 7 speisende Wechselspannung ausfällt.
Diese Anordnung ist auch dann zweckmäßig, wenn. das den Motor 7 speisende Wechselstromnetz
zu Frequ.enzschwankungen neigt. Im letzteren Falle wird man vorteilhaft nicht einen
Synchronmotor, sondern einen Asynchronmotor zum Antrieb der beiden Gleichstromgeneratoren
6 und io verwenden, dämit bei Frequenzschwankungen des den Motor speisenden Wechselstromnetzes
die Möglichkeit gegeben ist, die Drehzahl des Maschinensatzes über eine möglichst
großeZeitspanne hinaus konstant zu halten. .