DE721090C

DE721090C - Circuit for hoists driven by asynchronous motors

Info

Publication number: DE721090C
Application number: DEB180261D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Widmann
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1937-10-09
Filing date: 1937-10-09
Publication date: 1942-05-23

Description

Schaltung für mit Asynchronmotoren angetriebene Hubwerke . Der für Hubwerks'schaltungieri -am häufigsten verwendete Asynchronmotor weist bei vorgeschalteten Widerständen Reihenschlußverha.lten auf, so daß es nicht ohne - weiteres möglich ist; untersynchrone Drehzahlen bei kleinen Lasten :einzuhalten. -Man- hat bereits 'diesen Nachteil durchverschiedene Mittel zu beheben versucht; beispielsweise durch Verwendung seines gekuppelten Langsamläufermotors, ,der: aber nur auf einer Wahenstelhüng "eingeschaltet ist, oder_ durch: Kupplung mit einem Gleichstrommotor; dessen Anker kurzgeschlossen ist; oder ;aber: durch Kupplung mit einem gegengeschalteten Asynchrönmötor.Circuit for hoists driven by asynchronous motors. The for Hubwerks'schaltieri - the most frequently used asynchronous motor has upstream Resistors are connected in series, so that it is not easily possible is; Subsynchronous speeds with small loads: to be observed. -Man already has 'Attempts to remedy this disadvantage by various means; for example through Use of its coupled low-speed motor,, der: but only on a Wahenstelhüng "is switched on, or_ by: coupling with a DC motor; its armature is shorted; or; but: by coupling with an opposing asynchronous motor.

Der .große Nachteil dieser hekännten Anordnungen; besonders derjenigen mit gekuppeltem. Gleichstrom- .oder Asynchrömnotor, ist aber der, daß. die Bremsenergien als Verluste in die Widerstände gehen,- der .Senkvorgang also mit unverhältnismäßig großem Stromaufwand verbunden ist.The big disadvantage of this hitched arrangement; especially those with coupled. DC or asynchronous motor, but that is. the braking energies go into the resistances as losses - the lowering process is therefore disproportionate large electricity consumption is connected.

Zweck der Erfindung ist nunmehr; - diesen Nachteil auf eine andere Weise zu beheben, und diese wird erfindungsgemäß dadurch @erreicht, da.ß mit. dem Asynchrenhaüptmotor ein Derimotor gekuppelt wird, der dem Hauptmotor entgegengeschaltet ist - und der mit fekstehender Bürstenbrücke ,arbeitet, Dabei wird den verschiedenen Regelkurven des Asyn.-chronmotors nur :eine einzige Regelkurve des Derimotors zugeordnet, woraus sich dann die gleiche ,Anzahl Regelkurven. ergibt; die aber flacher liegen als bei reinem asynchronem Betrieb. Keine der neuen. Kurven erreicht dabei die asynchrone Drehzahl. des - Asynchronmotors. Infolge der flachen untersynchronen Drehzahlkurven ermöglicht die neue Schal:-tung, sowohl - im Hub- als auch im Senkgebiet leichte Lasten :züi heben und schwere, Lasten langsam zu senken. Eine Freifallstellüngtritt nicht auf. Dadurch eignet sich di@es:e neue Schaltung für Montage-, Gießerei- und Flugzeugkrane und ist auch im Stückgutbetrieb gut verwendbar.The purpose of the invention is now; - this disadvantage to another Way to fix, and this is achieved according to the invention by da.ß with. to the Asynchronous main motor, a derimotor is coupled, which is connected against the main motor is - and who works with a fixed brush bridge, doing the different Control curves of the asynchronous chronometer motor only: a single control curve of the derimotor assigned, which then results in the same number of control curves. results; but they are flatter than with pure asynchronous operation. None of the new ones. Curves reaches the asynchronous one Rotational speed. des - asynchronous motor. As a result of the flat, sub-synchronous speed curves enables the new form: -tung, both - in the lifting and in the lowering area light Loads: to lift and heavy, loads slowly lower. A free fall kick not on. This makes di @ es: e new circuit suitable for assembly, foundry and Aircraft cranes and can also be used well in general cargo operations.

Die hauptsächlichsten Vorteile dieser neuen Anordnung sind gegenüber den bisherigen folgende: Die beim Senken vom Dierimotorerzeugte Energie wird in das Netz zurückgeschickt, während sie bei den bekannten Einrichtungen mittels Gleichstrom- bzw. Asynchronhilfsmotors Widerständen zugeführt wird. Im Stromkreis des Derimotors liegt kein Regelorgan; dadurch ist eine ,gute Steuerfähigkeit bedingt. Der Regel- und Belastungswiderstand für den Hilfsmotor fällt weg. Da, die Drehmomente eines Derimotors sehr lioch sind, so kann dieser klein gebaut stein. Leichte Anpassung in verschiedenen Betriebsarten ergibt sich durch Wahl :einer geeignetenf Bürstenbrückeneinstellung.The main advantages of this new arrangement are over the following: The energy generated by the Dierimotor when lowering is in sent back the network, while in the known facilities by means of direct current or asynchronous auxiliary motor is supplied to resistors. In the circuit of the Deri motor there is no regulating body; this requires good controllability. The rule- and load resistance for the auxiliary motor is eliminated. There, the torques of one Derimotors are very perforated, so this small stone can be built. Easy adjustment in different operating modes results from the selection: a suitable brush bridge setting.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigt Fig. i das Grundschaltbild der Hubwerksschaltung, während- in h'ig. z - die Drehzahl-Drehmo@ment-Kennlinien dargestellt sind.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, namely Fig. i shows the basic circuit diagram of the hoist circuit, while in h'ig. z - the Speed-torque characteristics are shown.

In Fig. i bedeutet i den Asyn.chronmotor und 2 den entgegengeschalteten Derimotor, der reit dem ersteren gekuppelt ist. Die mit 3 bezeichnete Umkehrsteuerwalze ist über einen Anlaßwiderstand q. mit dem Anker des Dnehstrommotors i verbunden und auch an den Ständer des D-erimotors 2 angeschlossen. 5 ist eineinphasiger Dämpfungswiderstand, während 6 das die Motoren speisende Drehstromnetz ist. - .In Fig. I i means the Asyn.chronmotor and 2 the opposite Derimotor coupled to the former. The reversing control roller labeled 3 is via a starting resistor q. connected to the armature of the DC motor i and also connected to the stator of the D-erimotor 2. 5 is a single-phase damping resistor, while 6 is the three-phase network feeding the motors. -.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist an Hand der Kurven der Fig.2 leicht verständlich. Das Drehmoment M ist als Abszisse -und, die Drehzahl n als Ordinate in Prozenten der 'Nennwerte aufgetragen. - ------- Die -gestrichelten- Kurven i bis 5' stellen die#rehzahl=Drehöm#ent-Kennhnieneines unbeeinflußten Asynchronmotors dar. - Man sieht;- daß sie alle dem Synchronismus zustreben, so daß nur bei größeren Lasten öder sehr ,großen 'Vorschaltwiderständen untersynthrone Drehzahlen erreicht werden. Eine Last von 20 ö/o der Nennlast würde z. B. :auf - der ersten Stufe nicht unter seiner Geschwindigkeit von 8 ö der Nenngeschyvindigkeit zu heben sein. '% .The mode of operation of this circuit is easy to understand with the aid of the curves in FIG. The torque M is plotted as the abscissa and, the speed n as the ordinate as a percentage of the 'nominal values. - ------- The dashed curves i to 5 'represent the # speed = rotation speed # ent-Kennhnieneines uninfluenced asynchronous motor. - You can see - that they all strive towards synchronism, so that only with larger loads dull very, large 'series resistances can be achieved at synthetic speeds. A load of 20 ö / o of the nominal load would e.g. B.: on - on the first stage, it cannot be lifted below its speed of 8 ö the nominal speed. '%.

' Wird aber jetzt erfindungsgemäß ein Derimotor däzugeschaltet, 'der an beliebiger Stelle mit dem Hubwerk .gekippelt wird und dessen Bürstenbrücke feststeht und -die strichpunktierte 'Drehmorneiltkürve nach Größe und: Richtung zur Folge hat, so ergeben sich durch Subtraktion die fünf ausgezogenen Riegelkur- . ven: I bis V; die ohne weiteres die- Einhaltung kleiner und beliebiger untersynchroner Drehzahlen ,auch bei kleinsten Lasten zulassen. So kann eine Last von 20% auf Stufe I mit einer Geschwindigkeit von io% gehoben werden. Auf Stufe II würde die Geschwindigkeit 3 5 %, auf Stüfe III 58 % betragen und auf Stufe V den Wert von 95% der Nenngeschwindigkeit ;annehmen.'But if a derimotor is now switched on according to the invention,' the is tilted at any point with the hoist and its brush bridge is fixed and -the dot-dashed torque curve according to size and: direction to the sequence has, then by subtracting the five drawn out bar cure results. ven: I. to V; the easy compliance with small and arbitrary sub-synchronous Allow speeds, even with the smallest loads. So can a load of 20% on level I can be lifted at a speed of io%. Level II would be the speed 3 5%, on level III 58% and on level V the value of 95% of the nominal speed ;accept.

Die Regelkurven I bis V für Senken verlaufen in gleich flacher Weise wie beim Heben, so daß es möglich ist, leichte und schwere Leasten mit kleinen untersynchronen Drehzahlen zu senken, wie aus dem unteren Teil der Fig.2ersichtlich ist.The control curves I to V for sinks run in the same flat manner as with lifting, so that it is possible to have light and heavy Leasten with small sub-synchronous To lower speeds, as can be seen from the lower part of Fig.2.

je nach Wahl der Drehmomentkurve des Derimotors, d. h. je nach Wahl seiner Bürstenstellung, ist @es möglich, beliebige Regelkurven zu erhalten. Die gewünschte Einstellungerfolgt dabei in einfachster Weise durch Veränderung der Bürstenlage vor der Jnbetriebnahme, und- die Bürsten bleiben während des Betriebes fest. Die Tatsache, daß der Derimotor.2 im Stillstand bei voller Bürstenauslage das Fünffache bis Achtfache seines Nennmomentes entwickeln kann, läßt die Wahl einer kleinen Type zu, so daß seine Nennleistung etwa die Größenordnung von 30% derjenigen, des Hauptmotors i ,annimmt. Da der Derimotor 2 gegen- sein Moment angetrieben wird, liefert @er die hierfür vom Hauptmotor i aufzuwendende Energie nach Deckung der Eigenverluste wieder ins Netz 6 zurück. Zwecks Vermeidung einer Selbsterregung bei generatorischem Arbeiten ist der einphasige Dämpfungswiderstand 5 'vorgeschaltet. Besondere Schaltgeräte sind hierfür nicht ierforderlich, da seine Einschaltung über lein Segment der Steuerwalze 3 erfolgt. Die Ständerwicklüng des D,erimotors 2 wird zweckmäßig mit zwei Anzapfungspaaren versehen, um Bein einfaches Verlegen der magnetischen Achse für- die Senkschaltung bei -unverändert feststehender Bürstenbrücke zu gerhalten.depending on the choice of the torque curve of the Deri motor, d. H. depending on your choice its brush position, it is possible to obtain any control curves. the The desired setting is made in the simplest way by changing the brush position before commissioning, and - the brushes remain in place during operation. the The fact that the Derimotor.2 is five times as high when the brushes are at a standstill can develop up to eight times its nominal torque, allows the choice of a small type too, so that its rated power is about the order of 30% that of the main engine i, suppose. Since the deri motor 2 is driven counter to its torque, @er delivers the energy to be expended for this by the main motor i after covering its own losses back to network 6. In order to avoid self-excitation in the event of a generator The single-phase damping resistor 5 'is connected upstream. Special switching devices are not required for this, as it is switched on via a segment of the control drum 3 takes place. The stator winding of the D, erimotors 2 is expediently with two pairs of taps provided to allow easy relocation of the magnetic axis for the lowering circuit to be maintained with unchanged fixed brush bridge.

Während beim Heben das Lastmoment und das Moment des Derimotors . in gleichem Sinne wirken und vom Moment des Asynchronmotors zu überwinden sind', wirken infolge der einfachen Umkehrschaltung des Asynchronmotors beim Senken sein Moment und das der Last im Senksinne und demjenigen des Derimotors entgegen. Sie überwiegen jedoch, so daß auch beim Senken der Derimotor .gegen sein Moment durchgezogen wird und ger auch hier als Generator arbeitet. Diese Schaltung ergibt somit einen sehrwirtschaftlichen Betrieb.While lifting the load torque and the torque of the Deri motor. act in the same way and are to be overcome by the moment of the asynchronous motor ', act as a result of the simple reverse switching of the asynchronous motor when lowering Moment and that of the load in the lowering direction and that of the Derimotor. she predominate, however, so that the Derimotor pulled through against its moment even when lowering is and is also working here as a generator. This circuit thus results in a very economical operation.

Um beim Heben der Last auf dien höheren Regelstufen einen rascheren Drehzahlanstieg zu ermöglichen, -kann die Wirkung des Derimotors durch Vorschaltwiderstände .etwas abgeschwächt werden. Dagegien kann man beim Senken des leeren Hakens dien Derimotor abschalten, so daß; wie aus Fig. 2 :ersichtlich,, nur der Asynchronmotor in Senkkraftstellung den Antrieb übernimmt. Um ein großes Bremsmoment für schwere Lasten aufzubringen, können nötigenfalls die Ständeranzapfiulgen des Derimotors -einte unsymmetrische Anordnung gegenüber der neutralen Zone erhalten, so, daß sich beim Senken zwangsläufig eine größere. Bürstenauslage als. beim Heben ergibt. 'In order to enable a more rapid increase in speed when the load is raised to the higher control levels, the effect of the Deri motor can be weakened somewhat by means of series resistors. On the other hand, when lowering the empty hook, the derimotor can be switched off so that; As can be seen from FIG. 2 , only the asynchronous motor takes over the drive in the lowering force position. In order to apply a large braking torque for heavy loads, the Stestandanzapfiulgen of the Derimotors -einte asymmetrical arrangement with respect to the neutral zone, so that when lowering inevitably a larger one. Brush delivery as. when lifting results. '

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit for driven by asynchronous motors Hoists to achieve flat control curves, characterized in that with the Asynchronous main motor is coupled to a Deri motor with a much smaller performance and is connected in the opposite direction; - who works with a fixed brush bridge. .

2. Circuit according to claim i, characterized in that the circuit of the derimotor with a stationary Brush bridge in a manner known per se with the help of stator taps -the control roller of the main engine follows, so that; it- both at. Lift like with Lowering as a result of the field publishers, there is only one torque curve each, that of that of the main engine 'is opposite.

3. Circuit according to claim i, characterized in that that - the Derimotor when lifting the loads on the higher. Control stages resistors upstream. q .. Circuit according to claim i, characterized in that when lowering the empty hook, the Dierimotor is switched off and only the asynchronous motor takes over operation in the lowering force position. 5. Circuit according to claim i and z, characterized in that by asymmetrical arrangement of the stator taps of the Derimotor compared to the neutral zone when lowering necessarily a larger one Brush display results than when lifting.