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Einrichtung zum Betrieb einer Gruppe von absatzweise arbeitenden elektrQmotorischen
Antrieben Beim Antrieb. von Srhwungm,assenantrieben, beispielsweise Zuckerschleudern,
ist es bei Verwendung von Drehstrominduktionsmotoren bekannt, die betriebsmüßige
Regelung durch Frequenzumschaltung vorzunehmen, indem; .der Motor je nach der gewünschten
Betriebsdrehzahl wahlweise an Speisenetze verschiedener Frequenz angeschlossen wird.
Dieses Regelverfahren bietet neben einer einfachen Bedienungsweise den Vorteil einer
erheblichen Energieersparnis sowohl beim Hochfahren ,als auch beim elektrischen
Abbremsen des Antriebes.
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Die Erzeugung der verschiedenen Speisefrequenzen kann z. B. in .der
Weise erfolgen, daß als eine der Speisefrequenzen die jeweils zur Verfügung stehende
Netzfrequenz, - beispielsweise also eine Frequenz von 5o P/Siek. verwendet wird,
während die übrigen Speisefrequenzen durch je einen an das 5o-Perioden.-Netz angeschlossenen
Motorgenerator erzeugt werden. Infolge des absatzweisen Betriebes der Zuckerschleudern,
welche betriebsmäßig .sehr häufig von einer Frequenz auf leine andere umgeschaltet
und auch stillgesetzt werden; ist die von den Motorgeneratoren erzeugte Spannung
recht erheblichen Schwankungen unterworfen. Namentlich erfordert das Bremsen der
Motoren durch Umschaltung derselben auf kleinere Frequenz gewöhnlich recht große
Blindleistungen. An sich ist eine Spa nnungsgleichhaltluig im vorliegenden Falle
nicht so wichtig wie beispielsweise bei Licbtversorgungsanlagen, .doch sind die
Spannungsschwankungen häufig so groß (bis zu 5o% und darüber), .daß ein ordnungsgemäßer
Betrieb. :der Schleudern nicht ohne weiteres möglich ist.
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Es sind daher besondere Einrichtungen zur Überwachung der erzeugten
Spannung :erforderlich, welche im Sinne der gewünschten Spannungsregelung auf die
Err egang des Motorengenerators einwirken.
Um nun diese Spannungsüberwachungseinrichtungen,
wie Schnellregler u. dgl., die bei Zuckerschleuderantrieben und anderen sehr häufig
umzuschaltenden Schwungmassenantrieben wegen ihrer Empfindlichkeit unvorteilhaft
sind, vollkommen zu vermeiden, kann die von den Motorgeneratoren erzeugte Spannung
dadurch in für Schwungmassenantriebe vollauf ausreichender Größe gleichgehalten-werden,
daß die Steuereinrichtungen eines jeden Erzeugers (Motorgenerators) in Abhängigkeit
von der Anzahl der jeweils an denselben gleichzeitig ,angeschlossenen Antriebe im
Sirnie einer Spannungsgleichhaltung beeinllußt wird. Die Gleichhaltung der Generatorspainiung
erfolgt dann also nicht mehr durch umständliche Überwachung der jeweils erzeugten
Spannung, sondern einfach durch Berücksichtigung der Anzahl der jeweils angeschlossenen
Schwungmassenantriebe.
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Eine Einrichtung hierfür ist bereits bekannt und besteht darin, daß
Teile des Erregerwiderstandes des Generators beim Zuschalten eines Motors durch
Hilfskontakte des zugehörigen Motorschalters kurzgeschlossen und beim Ausschalten
wieder geöffnet werden. Ein Absinken der Drehzahl der Motoren beim Zu- oder Abschalten
eines Motors wird hierbei also durch die zwangsläufige Konstanthaltung der Generatorspanin
nig vermieden.
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Diese bekannte Einrichtung hat aber noch einen Nachteil. Die -Tatsache,
daß bei der bekannten Einrichtung jeder der Widerstandsteile einem ganz bestimmten
Antriebsmotor fest zugeordnet ist, bedingt, d,aß die in wechselnder Reihenfolge
,geschalteten Widerstandsteile untereinander gleich groß sein müssen. Hierdurch
wird aber bei dem stufenweisen Schalten der Widerstandsteile nicht die unterschiedliche
Abhängigkeit der Erregung des Generators von seiner Belastung berücksichtigt.
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Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die einzelnen
Widerstandsteile entsprechend der unterschiedlichen Abhängigkeit der Erregung des
Stromerzeugers von seiner Belastung verschieden groß sind und mit den einzelnen
Antrieben über einen Wahlschalter verbunden sind, der die einzelnen Widerstandsteile
nacheinander der Reihe nach jedesmal beim Zu- oder Abschalten eines der Antriebe
zu- bzw. abschaltet.
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An Hand eines in der Zeichnung .dargestellten Ausführungsbeispiels
soll die Erfindung noch mehr erläutert werden.
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Eine Reihe von Zuckerschleudern, von denen in der Zeichnung zur besseren
übersichtlichkeit nur die Schleudern i und 2 dargestellt sind, werden von je einem
Drehstrominduktionsmotor 3 und 4 angetrieben. Die Energieversorgung der Motoren
3 und 4. erfolgt wahlweise entweder durch ein Drehstromnetz 5 von 5o P/Sek. oder
durch ein Drehstromnetz 6 von biespielsweise 162/,3 P/Sek. Die Drehströmnetze 5
und 6 sowie die zu den Motoren führenden StromzufUi.hrungsleitungen 7 bis io sind
der Einfachheit halber einphasig dargestellt. Das Drehstromnetz 5 sei ein normales
Verteilungsnetz, wahrend die Energie des Netzes 6 durch den Motorgenerator r i,
12 erzeugt wird, welcher von denn Netz 5 gespeist wird. Die Erregermaschine des
Motorgenerators ist mit 13 bezeichnet.
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In den Stromzuführungen 7 bis io liegt je ein Schalter 14 bis 17,
von denen die Schalter 15 und 17 je einen Hilfskontakt haben. In dem Erregerstromkreis
des Motorgenerators liegen Widerstände iS bis 23. Außerdem ist noch ein Hilfswiderstand
30 vorgesehen, welcher in die gleiche Anzahl Teilwiderstände 31 bis 36 unterteilt
ist wie der Erregerwiderstand i S bis 23. Der Teilwiderstand 3 i ist derart mit
dem Motorschalter 15 verbunden, daß beim Schließen des Schalters r5 durch dessen
Hilfskontakt der Teilwiderstand 31 kurzgeschlossen -wird. Ebenso ist dafür gesorgt,
daß beim Schließen des Schalters 17 der Teilwiderstand 32 kurzgeschlossen wird.
Die Teilwiderstände 33 bis 36 sind für weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte
Antriebe bestimmt.
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Die Hilfswiderstände 31 bis 36 sind untereinander gleich groß und
liegen in Reilie mit einer Spannungsquelle 37 r.iud der Erregerwicklung des Wahlschalters
38. Der Kern des Wahlschalters trägt eine Xon.taktbrücke 39, welche beim
Anziehen des Wahlschalters die Kontaktschiene 4.o mit den Koiltakten 4.1 bis 46
nacheinander verbindet. Von der Kontaktschiene 40 und den Kontakten 4.1 bis 4 6
führen Leitungen zu den Anzapfungen der Erregerwiderstände 18 bis 23.
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Ist der Hilfswiderstand 3o voll in den Erregerstromkreis des Wahlschalters
eingeschaltet, so ist die Erregung des Wahlschalters so stark geschwächt, daß sich
sein Kern und somit die Kontaktbrücke 39 in der Tiefstellung befindet. Werden die
einzelnen Teile 31 bis 36 des Hilfswiderstandes in mehr oder minder großer Anzahl
kurzgeschlossen, so steigt auch die Anziehungskraft des Wahlschalters entsprechend,
und die Kontaktbrücke 39 wird mehr oder minder aufwärts verschoben. Ist der Hilfswiderstand
30 ganz kurzgeschlossen, so steigt die Kontaktbrücke 39 bis zu ihrer Höchststellung,
in welcher sie die Kontaktschiene ¢o mit dem Kontakt 46 verbindet, Die Wirkungsweise
der Anordnung ist folgende: Wird irgendeiner der Schleuderantriebsmotoren
durch
Schließen des zugehörigen Schalters 15 oder 17 an die Netzleitung 6 und somit an
den Motorgenerator 11, 12 angeschlossen, so wird durch: den Hilfskontakt
des Schalters 15 bzw. 17
irgendeiner, und zwar ein ganz beliebiger, der l:lilfsteilwiderstände
31 bis 36 kurzgeschlossen. Hierdurch steigt die Kontaktbrücke 39 des Wahlschalters
bis zum Kontakt 41 und schließt .über diesen den Erregerwiderstand 18 kurz. Im Erregerstromkreis
des Generators i@ liegen jetzt nur- noch die Widerst.ände i9 bis 23, welche so bemessen
sind, daß der zunächst allrein eingeschaltete Schleudermotor die richtige Spannung
erhält.
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Wird nunmehr noch ein zweiter Schleudermotor eingeschaltet, so wird
durch Kurzschließen eines beliebigen zweiten Hilfsteilwiderstandes 3 i bis 36 auch
der Erregerwiderstand i9 kurzgeschlossen. Der Gesamtwiderstand des Erregerstromkreises
des Motorgenerators ist hierdurch abermals verringert, so d.aß die vom Motorgeneratorerzeugte
Spannung dem erhöhten Energiebedarf an,-gepaßt ist.
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Wie sich aus vorstehender Erläuterung der Wirkungsweise ergibt, ist
das Kurzschließen des Erregerwiderstandes 18 vollkommen unabhängig davon, welcher
der Hilfsteilwiderst.ä nde 3 i bis 36 kurzgeschlossen bzw. welcher der Schleuderantriebe
eingeschaltet wurde. Ebenso werden auch die Erregerwiderstände I g, 20, 21 usw.
genau der Reihe nach kurzgeschlossen. Werden die Schleuderantriebe in beliebiger
Reihenfolge wieder abgeschaltet bzw. von der Sammelschiene 6 auf die Sammelschiene
5 umgeschaltet, so werden die kurzgeschlossenen Erregerwiderstände 18 bis 23 genau
in fallender Reihenfolge wieder freigegeben.
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Da somit die Erregerwiderstände 18 bis 23 stets in -einer ganz bestimmten
Reihenfolge zu- -bzw. abgeschaltet werden, besteht die Möglichkeit, die einzelnen
Widers.täride erfindungsgemäß in der Größe ihres Widerstandswertes entsprechend
der @ unterschiedlichen Abhängigkeit der Erregung .des Generators von seiner Belastung
gegeneinander abzustufen. Es braucht also beim Zuschalten der einzelnen Elektromotoren
nicht jedesmal ein gleich ,großer Widerstandswert kurzgeschlossen zu werden, sondern
',es kann je nach dem magnetischen Sättigungsgrad, bei welchem der Generator gerade
arbeitet, jedesmal ein anderer Widerstandswert kurzgeschlossen werden., Hierdurch
ist eine - erheblich bessere . Spannungsregelung möglich als 1111t der erwähnten
bekannten Einrichtung, bei welcher die einzelnen Teile des Erregerwiderstandes untereinander
alle gleich groß sind.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel'
beschränkt, -sondern kann noch in mannigfacher Weise abgewandelt werden. So können
beispielsweise die Widerstände 18 bis 23 anstatt im Erregerstromkreis des Motorgenerators
auch im Erregerstromkreis der Erregermaschine 13 liegenund hierbei entsprechend.
kleiner gewählt werden. Statt der Reihenanordnung der Widerstände 18 bis 23 kann
auch eine Parallelschaltung verwendet werden, wobei die Widerstände allerdings beim
Einschalten der Schwung; massen.antriebe nicht kurzgeschlossen werden, sondern ihr
vorher bestehender Kurzschluß aufgehoben wird.
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In der vorstehenden Beschreibung der Erfindung war vorausgesetzt worden,
'daß die verschiedenen elektrischen Antriebsmotoren untereinander gleiche oder doch
annähernd gleiche Leistung haben. Doch auch für Motoren sehr unterschiedlicher Leistung
kann die Einrichtung nach der Erfindung mit Vorteil verwendet werden, doch bedarf
es in einem solchen Falle noch einer Weiterbildung der Erfindung.
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An sich könnte man daran denken, die einzelnen Erregerwiderstände
18 bis 23 entsprechend der unterschiedlichen Leistung der Motoren verschieden groß
zu wählen. Diese Lösung ist aber nur bei der erwähnten bekannten Einrichtung möglich,
bei welcher jedem der Antriebsmotoren ein ganz bestimmter Erregerwiderstand zugeordnet
ist, nicht dagegen bei der Einrichtung nach der Erfindung, da hier die Erregerwiderstände
erfindungsgemäß unabhängig von der Schaltreihenfolge der Motoren stets in der gleichen
Reihenfolge beschaltet werden und bereits unter Berücksichtigung der Erreg;ercharakteristik
des Generators abgestuft sind. Erfindtuigsgemäß werden jedoch die Leistungsunterschiede
der d,einzehien Antriebsmotoren dadurch berücksichtigt, d.aß beim Ein- oder Ausschalten
eines jeden Antriebes außer einem der .über den Wahlschalter gesteuerten Erregerwiderstände
18 bis 23 noch zusätzlich ein kleiner Ausgleichserregerwiderstand ein- bzw.
ausgeschaltet wird, der den Einfluß des Größenunterschiedes der einzelnen Antriebe
ausgleicht. Gegebenenfalls können auch beim Zuschalten- eines größeren Motors zwei
oder mehrere Widerstände gleichzeitig kurzgeschlossen werden.
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Das Schalten ' dieser Ausgleichserregerwiderstände kann unmittelbar
durch einen -weiteren Hilfskontakt der Motorschalter i5, 17 erfolgen; an
dem Wahlschalter 38 braucht hierzu nichts geändert zu werden.
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Die vorstehend für Drehstrommotoren beschriebene Einrichtung nach
der Erfindung kann sinngemäß auch bei Gleichrichterstromniotoren Anwendtmg finden,
bei welchen an
Stelle der verschiedenen Frequenzen verschiedene
Speisespannungen des Ankerstromkreises verwendet werden. Auch hier können gemäß
der Erfindung die Steuereinrichtungen eines jeden Stromerzeugers .entsprechend .der
Anzahl der jeweils an denselben angeschlossenen Schwungmass-enantriebe irn Sinne
einer Spannungsgleichhaltung beeinflußt werden. Statt der Motorgeneratoren können
ferner sowohl bei Gleichstrom- als auch: Drehstromantrieben andere Umformer, z.
B. Ein.ankerformer, Kaskadenformer, steuerbare Stromrichter usw. verwendet werden.