-
Einrichtung zur Vermeidung von Stromstößen bei Gleichlaufsteuerungen
für Elektromotoren, die über Umkehrstromrichter gespeist werden Es sind bereits
Anordnungen bekanntgeworden, bei denen Gleichlaufsteuerungen mit Hilfe von Umkehrstrornrichtern
arbeiten. Derartige Anordnungen finden Verwendung in Walzwerken, bei denen zwei
Motoren sowohl in Drehzahl wie Drehrichtung häufig geändert werden sollen, Drehzahl
und Drehrichtung beider Klotoren aber stets gleichbleiben sollen. Die Anpassung
der Drehzahl und der Drehrichtung des zweiten Motors soll vollkommen selbsttätig
an diejenige des ersten, als Führermaschine arbeitenden Motors geschehen, wobei
nur dieser, Motor von Hand aus gesteuert wird. In der Abb_ i ist eine derartige
bekannte Anordnung dargestellt, in der .111 und 1.l2 die beiden gleichlaufenden
Motoren bedeuten. Der zweite Motor 11. erhält vom Drehstromnetz RST über den Transformator
T mit den Sekundärwicklungen T1 und T2 und über die Gefäße G1 und G2 unter
Zwißchenschaltung von Kathodendrosseln KD, und KD2 den zum Antrieb notwendigen Gleichstrom.
Mit den Motoren All und 11_, sind zwei Vergleichsmaschinen DG, und
DG. fest gekuppelt. Die Maschinen DGl un.d DG.,
sind der Bauart nach Asynchronmotoren mit Schleifringen. Sie «erden aus dem Drehstromnetz
gespeist. Ihre Läuferspannungen werden einem als Differenzgetriebe arbeitenden Steuermotor
D 1I zugeführt, und zwar wird hierbei die Läuferspannung von DGl dem Ständer
und die Läuferspannung von DG= dem Läufer des Steuermotors D.14' zugeführt. Wenn
beide Maschinen 111, und i11.. genau dieselbe Drehzahl besitzen, dann sind die dem
Ständer und Läufer des Steuermotors D-1I zugeführten Frequenzen einander gleich,
und der Steuermotor D34' befindet sich im Stillstand. Mit der Welle des Steuermotors
D 1T sind die der Gitter-=teuerung des Urnkehrstromr ichters dienenden phasendrehenden
Vorrichtungen, beispielsweise zwei Drehregler DRl und DR2, gekuppelt. Eilt einer
der beiden :Motoren 111, oder -112 gegenüber dem anderen vor, so ändert sich die
Phase der Läuferspannung der zugehörigen Drehstrommaschine DGl bzw. DG., und damit
die relative Lage von Läufer und Ständerfeld im Steuermotor Dill.
Dieser dreht
sich dann so. lange, bis die Phasenlage wieder zur Deckung gekommen ist. Dabei werden
die beiden Drehregler ebenfalls mit verstellt. Die Verstellung dieser Drehregler
aber hat eine Beeinflussung der Stromrichter in dem Sinne zur Folge,
;'aß
die beiden Motoren 11, und M. wieder synchron laufen, gleichgültig, ob zu
diesem Zweck dein Motor 1I1 bzw. 1I: über die Stromrichter Energie zugecülirt wird
oder ob der 'Motor abgebremst werden muß. Die' :ich hierbei ergebende Betriebsweise
der. Umformungsanlage als Gleichrichter (Beschleunigung des 'Motors) oder als Wechselrichter
(Abbremsen des Motors) wird allein durch die Verdrehung des Drehreglers herbeigeführt,
ohne daß irgendwelche sonstigen Schaltungen vorgenommen werden müssen. Eine- derartige
Gleichlaufeinrichtung genügt also nur dann, wenn die Geschwindigkeitsänderungen
des Führermotors JIl nicht zu schnell sind. Überschreiten diese Änderungen einen
bestimmten Wert, so können infolge der augenblicklich und trägheifslos wirkenden
Gittersteuerung unerwünscht hohe Stromstöße Min MotorAI., auftreten.
-
Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch verhindert, daß der als
Differenzgetriebe arbeitende Steuermotor DJ-1 die Drehregler DRl und DR_ nicht unmittelbar,
sonderli unter Zwischenschaltung eines Servomotors 3'l1 antreibt, für dessen Steuerung
eine mit einer Rutschkupplung verbundene Kontakteinrichtung vorgesehen ist, die
mit einstellbarer @"erzögerung und mit einer Nachlaufvorrichtung arbeitet. Der Servomotor
wirkt bereits durch seine Induktivität und seine mechanische Trägheit dämpfend auf
die Regelgeschwindigkeit der Drehregler DRl und DR.=. B.ei einer plötzlichen Änderung
der Drehgeschwindigkeit des Motors :bIl wird also die Steuerung des Motors :1T2
über den L mkehrserornrichter später einsetzen, d.11. zu einer Zeit, in der die
Änderung der I)rehgescliwindigkeit des Motors 11h entsprechend geringer geworden
ist, so daß keine großen Stromspitzen mehr auftreten können. Um b:iin Regelvorgang
eine Pendelung zu vermeiden, wird noch eine Rückführungsvorrichtung zwischen den
Steuermotor DJl und den Servomotor ,S 11 eingeschaltet.
-
An sich ist die Verwendung von Servomotoren und vor i diesen betätigten,
unter Einwirkung der Trägheit stellenden Steuerorganen zur Vornahme von Steuerwirkungen
auch bei Gleichlaufsteuerungen für Elektroinotoren bereits bekannt. Es ist ferner
eine Vorrichtung bekannt, bei der die Aufgabe gestellt und gelöst ist, die Betriebssicherheit
einer mit Elektronenröhren ausgerüsteten Regeleinrichtung eines Mehrmotorenantriebes
durch Entlastung dieser Elektronenröhren von einem dauernden Anodenstrom zu erhöhen.
Die Elektronenröhren wirken dabei als reine Relais in der Regeleinrichtung. Durch
die Anordnung einer Teil- -und einer Haupterregung wird die Regelung sogar im Gegensatz
zu der Aufgabe dieser Erfindung beschleunigt. Elemente, wie' Servomotor, Rutschkupplung
und Kontakteinrichtung oder r.,:ten gleichwertige Elemente. die für die Lti-chführung
der Erfindung wesentlich sind. ,?a bei der bekannten '"orrichtung nicht vorgesehen.
-
In der Abt). ist eine Anlage gemäß der Erfindung -dargestellt. Die
Drehregler DRl und DR, werden nunmehr nicht unmittelbar vom Steuermotor D.1-1 ängetrieben,
sondern von dem Servomotor S.II unter Zwischenschaltung der Kontaktvorrichtung K.
Die Kontaktvorrichtung besteht in der schematischen Darstellung aus dem Hebel Hl
mit den beiden Kontakten a und b sowie dem Gegenhebel H., mit den Gegenkontakten
a1, b1 bzw. a=, b_. Der I-lebel Hl ist fest mit der Welle des Steuermotor:
D I-1 verbunden, m=ährend der Gegenli°hel H= lose auf ihr beweglich ist.
11., ist noch elastisch unter Vermittlung der Feder F, der Verbindung H und der
Rutschkupplung RK mit der Welle der beiden Drehregler verbunden. Die Kontakte ra
und b
des Hebels Hl sind mit den Zuleitungen zum Servomotor, die Kontakte
a1, b1 bzw. u_, b. niit einer den Servomotor S1I speisenden Gleichstroinhilfsspannung
verbunden, Die Abstände der Kontakte a, b von den Kontakt @n u1. 1)l und a2, b=
können während der l:@uhelag@ durch eine nicht dargestellte Vorrichtung beliebig
eingestellt werden, so daß die Ansprechverzögerung und die Größe des Nachlaufes
den entsprechenden Betriebsbedingungen angepaßt werden kann. Bewegt :ich der Steuermotor
DJ.I bei einer Verschie@tenheit der Drehzahlen von 1h und J1.= beispielsweise nach
links, so legen sich die Kontakte a. b an die Kontakte a', b1, und der Hebel Hl
nimmt bei einer Weiterdrehung des Steuermotors den Hebel H= so lange mit, bis wie-ler
Drehzahlgleichheit zwischen 1I1 und .'l; besteht. Durch die Kontaktgabe von a und
b mit a1 und b1 wird der Servoinotor.S'JI so lange an Spannung gelegt, bis die Drehregler
im Sinne der Gleichhaltung der Geschwindigkeit von JIl und 11.2 verstellt sind.
Die Kontakte a und a1 bzw. b und b1 öffnen sieb erst dann wieder,
wenn einerseits die Geschwindigkeiten von J11 und JI2 und anderers°its die Winkelstellungen
des Steuerinotors D 1I und der Drehregler einander gleich sind und damit die Spannung
der Feder F beseitigt ist. Solange nämlich die zuletzt erwähnten Winkelstellungen
ungleich sind, wird der Gegenhebel H.= mittels der Feder F gegen den Hebel Hl gedrückt.
Es entspricht also jeder Stellung des Steuerinotors D 11 und damit jeder gegenseitigen
Vektorlage der Maschinen i111 und 3I@ eine ganz bestimmte Drehreglerstellung genau
so
wie in dem bekannten Fall der Abb. i. Die Verbindung H zwischen
den Drehreglern und .den Steuermotoren D M stellt die notwendige Rückführung
dar, um ein Pendeln beim Regelvorgang zu verhindern. Die Zwischenschaltung des Servomotors
SliI begrenzt die Verstellgeschwindigkeit der Drehregler derart, daß unzulässige
Stromstöße am -Motor 11. 2 bei seiner Beschleunigung bzw. Verzögerung nicht auftreten
können.