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Elektrischer Krempelsatz-Mehrmotorenantrieb in Gleichlaufscha-ltung
mit ständer- und läuferseitig gekuppelten Asynchronmotoren Die Erfindung betrifft
einen elektrischen Krernpelsatz-Mehrmotorenantrieb mit Ständer- und läuferseitig
elektrisch gekuppelten Asynchronmotoren, der für Krempelsätze und andere ähnlich
arbeitende Arbeitsmaschinen geeignet ist. Bei den bekannten Antrieben dieser Art
benutzte man bisher eine besondere Steuer- und Regelwalze, mit der die Antriebe
stufenweise ein- bzw. wieder ausgeschaltet wurden.
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Die bisherige Ausführung mit einer Schaltwalze hat sich bei richtiger
Bedienung soweit bewährt. Wenn sich das Bedienungspersonal jedoch nicht an die Vorschriften
hält und zu langsam ein- bzw. zu schnell abschaltet, treten erhebliche betriebliche
Nachteile auf. Die Schaltwalze mußte im Maschinensaal so aufgestellt werden, daß
der Bedienende sämtliche Krempel übersehen und deren An- und Auslauf überwachen
konnte. Der Anlaufvorgang erstreckt sich infolge der großen Schwungmassen der Krempeln
über etwa 2o Sekunden Dauer. Der Bedienende mußte also während dieser Zeit an seinem
Platz an der Anlaßwalze bleiben, während des Anlassens den Anlaufvorgang überwachen
und mit dem Fortschreiten der Beschleunigung der Krempeln die Anlaßwalze allmählich
weiterschalten. Noch größere Anforderungen stellte das Stillsetzen an die Aufmerksamkeit
der Bedienung. Der Auslaufvorgang vollzieht sich in etwa 3o bis 40 Sekunden. Während
dieser Zeit mußte die Bedienung ebenfalls an der Steuerwalze bleiben und das Zurruhekommen
der Krempeln abwarten. Erst nach erreichtem Stillstand konnte die letzte Schaltung
das Drehen der Schaltwalze in die Nullstellung ausgeführt werden, mit welcher die
Motoren vollständig vom Netz getrennt wurden. Ein vorzeitiges Abschalten der Motoren
hatte zur Folge, daß die Motoren beim Auslauf außer Gleichlauf geraten. Die dann
auftretenden Umdrehungsunterschiede zwischen den einzelnen Krempeln bewirkten ein
Stauchen, Verziehen oder sogar Zerreißen des Krempelfiießes und damit ein fehlerhaftes
Garnerzeugnis.
Es ist verständlich, daß diese lange Auslaufzeit,
während der die Bedienung an der Steuerwalze ausharren mußte, bei Pausen und Betriebsschluß
besonders große, _ zum Nachteil des Erzeugnisses nicht immer erfüllte Anforderungen
an die Geduld und Gewissenhaftigkeit des Bedienenden stellte.
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Nach dein Verfahren der Erfindung werden diese Nachteile vermieden.
Die Schaltvorgänge für das Anlassen und Stillsetzen vollziehen sich selbsttätig,
wobei von der Bedienung beim Einschalten lediglich der Druckknopf mit dem Kommando
»ein;< und beim Ausschalten lediglich der Druckknopf mit dein Kommando »aus«
zu betätigen ist. Das Besondere der Erfindung bestellt .darin, daß nur ein gemeinsames
Ständerschütz sowie ein gemeinsames Läuferschütz für sämtliche Motoren verwendet
werden, und daß der -%vährend des Betriebes erforderliche'Gleichlaufwiderstand ohne
Veränderung zugleich als Anlaßwiderstand dient. Ständerschütz und Läuferschütz stehen
in zwangsläufiger Abhängigkeit voneinander, wobei beim Anlassen und Niederdrucken
des Einschaltdruckknopfes zunächst das Ständerschütz und darauf mit einer einstellbaren
Zeitverzögerung das Läuferschütz einfällt. Beim Stillsetzer fällt erst das Läuferschütz,
worauf durch ein Zeitrelais oder ein von der Läuferspannung abhängiges Wärmerelais
das Ständerschütz abgeschaltet wird.
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Es ist zwar schon eine Schutzschaltung für Krempelsatzantriebebekannt,
bei der der verlangte gleichmäßige Auslauf des ganzen Krempelsatzes bei Überlastung
eines der Motoren sichergestellt ist. Dabei ist beim Stillsetzer der Maschinen berücksichtigt,
daß beim Ansprechen eines der L`berstrornschalter die Motoren zunächst in eine Schaltung
für synchronen Auslauf gelegt und erst nach Stillsetzung vom Netz abgeschaltet werden.
Auch liegen in Reihe mit dem Kontakt der stromabhängigen .Elemente willkürlich zu
betätigende Druckknopfschalter (Haltedruckknöpfe). Wenn auch durch diese Druckknöpfe
die Möglichkeit eines selbsttätigen Stillsetzers der Maschinen gegeben ist, so ist
immerhin noch vorgesehen, daß das betriebsmäßige Stillsetzer durch Zurückdrehen
der Schaltwalze in die Anfangsstellung genau nach dein bisherigen Verfahren der
Walzensteuerung vorgenommen wird. `'Wird der Antrieb jedoch durch Druckknopfbetätigung
stillgesetzt, so muß nach beendetem Auslauf die Schaltwalze nachträglich in die
Nullstellung zurückgedreht werden, uni die Anordnung wieder anlaßbereit zu haben.
Es ist also in diesem Fall noch ein weiterer Handgriff erforderlich. Ferner erfolgt
hier das Anlassen ausschließlich durch die Steuerwalze. Es sind also bei diesem
Verfahren immer noch die oben geschilderten Nachteile der Steueruilg solcher Maschinensätze
durch Schaltwalze voll und ganz vorhanden.
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Nach der Erfindung wird jedoch keine Schaltwalze, sondern nur je ein
gemeinsames Schütz für die Schaltungen im Ständer und im Läuferkreis benutzt, die
ferngesteuert werden und im Gegensatz zu der bekannten Ausführung nicht nur gelegentlich
beim Stillsetzer, sondern immer betriebsmäßig, und zwar sowohl beim Anlassen als
auch beim Stillsetzen in zwangsläufiger Reihenfolge gesteuert werden. Bei der Druckknopfsteuerung
nach der Erfindung sind Schaltart und Schaltmittel auf die einfachste Form gebracht,
wobei die einzelnen 'L\Ierl,#male, also sowohl die Verwendung des Wärmerelais als
auch der einphasige Anschluß der Motoren, an sich bekannt sind, und die Erfindung
in deren Vereinigung zur Erreichung der- besonderen technischen Vorteile besteht.
Insbesondere ist auch gegenüber diesem bekannten Antrieb kein besonderer Anlaßwiderstand
mehr vorhanden, da nach der Erfindung der Gleichlaufwiderstand zugleich zum Anlassen
verwendet wird. An-und Auslauf vollziehen sich selbsttätig und immer richtig, wobei
völlige Unabhängigkeit von mangelnder Sachkenntnis und Zuverlässigkeit der Bedienung
erreicht ist. Außerdem wird an Bedienungszeit gespart, da zur Auslösung der Schaltvorgänge
lediglich kurzzeitig ein Druckknopf betätigt wird, und die Bedienung während des
lang andauernden Anlauf- und =@uslaufvorganges frei ist und anderen Arbeiten nachgehen
kann.
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Die Erfindung sei an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Bei der Schaltung nach der Fig. i dient zum Ein- und Ausschalten der
Ständer r, z und 3 eines Dreil:rempelsatzantriebes das geineinsame dreiphasige Ständerschütz
.I, während die Läufer 11,'1a und 13, die ebenso wie die Ständer elektrisch miteinander
gekuppelt sind, durch ein gemeinsames Läuferschütz 5 gesteuert werden. Dieses Schütz
schließt und öffnet den Sternpunkt des gemeinsamen Anlaß- bzw. Betriebswiderstandes
1d. im Läuferkreis.
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Zum Ein- und Ausschalten dienen die Druckknöpfe 6 und 7, die über
eine Wippe 8 miteinander verbunden sind. Der Einschaltdruclcl;nopf 6 schließt die
Kontakte 9 und schaltet damit das Ständerschütz d. unmittelbar ein. Beim Drücken
des Knopfes 6 schließt auch der Ausschaltdruckknopf 7 seine Kontakte io und bereitet
damit das Einschalten des Läuferschützes 5 vor. Die Einschaltung dieses Schützes
5 geschieht aber erst durch Kontakte 24 am Ständerschütz .I, die in an sich bekannter
Weise verzögert schalten.
Diese Verzögerung hat den Zweck, durch
zunächst alleiniges Einschalten der Ständer die Motorläufer in räumlich gleiche
Phasenlage zu stellen, falls sie durch irgendwelche Umstände aus dieser Stellung
herausgebracht sein sollten. Durch das Ansprechen des Läuferschützes 5 läuft dann
der Maschinensatz im Gleichlauf bis auf eine Drehzahl hoch, die durch die Größe
des gemeinsamen Läufer= widerstandes 14 gegeben ist.
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Zum Ausschalten wird der Knopf 7 gedrückt. Dadurch fällt das Läuferschütz
5 sofort ab, und durch das Öffnen des Sternpunktes des gemeinsamen Widerstandes
14 laufen die Motoren, die ständerseitig an Spannung bleiben, in bekannter Weise
im Gleichlauf aus. Durch die mechanische Verbindung des Druckknopfes 6 mit dem Druckknopf
7 wird auch der Kontakt 9 geöffnet. Das Ausschalten des gemeinsamen Ständerschützes
4 ist aber damit nur vorbereitet, da es sich zunächst noch über die Umgehungsleitung
i9 selbst hält. Erst nachdem die Maschinen zum Stillstand gekommen sind, wird das
Schütz 4 abgeschaltet. Das kann beispielsweise durch einen von Hand gesteuerten
Unterbrechungskontakt im Selbsthaltestromkreis des Schützes 4 geschehen; man kann
das Abfallen des Schützes aber besser selbsttätig herbeiführen. Hierfür gibt die
Zeichnung ein Ausführungsbeispiel. Zwischen zwei Leitungen des Läuferkreises ist
ein von der Läuferspannung abhängiges Wärmerelais 15 gelegt, dem beispielsweise
ein Widerstand 16 vorgeschaltet ist. Über die Kontakte 17 des Relais ist der Erregerkreis
des gemeinsamen Ständerschützes 4 geführt. Diese Anordnung macht von der Erscheinung
Gebrauch, daß mit abnehinender Drehzahl die Läuferspannung wächst und damit auch
der das Wärmerelais durchfließende Strom, so daß nach einer gewissen einstellbaren
Zeit dieses Relais anspricht. An die Stelle dieses Relais kann auch beispielsweise
ein beim Ausschalten in Gang gesetztes Zeitrelais treten, das beim Drücken des Knopfes
7 oder beim Abfallen des Schützes 5 eingeschaltet wird.
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Beim Ausführungsbeispiel der Fig. i war für das Ein- wie auch für
das Abschalten die dreiphasige Ständerspeisung angenommen. Nach der Erfindung besteht
jedoch ohne grundsätzliche Änderung auch die Möglichkeit, das Vorsynchronisieren
wie auch den Auslaufvorgang bei einphasigem Primäranschluß der Motoren vollziehen
zu lassen.
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Hierfür gibt die Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel. Zweckmäßig wird hierbei
eine der drei Ständerzuleitungen über das Läuferschütz geführt, so daß bei offenem
Läuferschütz die Motoren einphasig und bei geschlossenem Läuferkreis, also beim
Anlaufvorgang und während des Betriebes, die Motorei dreiphasig am Netz liegen.
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Bein Ansprechen des Schützes 4 werden die Ständer 1, a und 3 nur einphasig
an das Netz gelegt. Die dabei auftretende Magnetiierung genügt zu einer Einstellung
der Läufer in räumlich gleiche Phasenlage. Erst gleichzeitig mit dem Schließen des
Läuferkreises über den Gleichlaufwiderstand 14 wird dann die dreiphasige Ständerschaltung
hergestellt.
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Der Auslaufvorgang wird durch das Abfallen des Läuferschützes eingeleitet.
Der gemeinsame Läuferkreis wird geöffnet und zugleich die einphasige Primärspeisung
der Motoren hergestellt. Die einphasige Erregung erzeug-, eine hohe Schleifringspannung
und hat demnach eine große synchronisierende Kraft zwischen den Motoren zur Folge.
Diese Schaltung ermöglicht also, den Gleichlaufwiderstand kleiner zu wählen bzw.
die Motoren während des Betriebes zur Ersparung von Verlusten asynchron laufen zu
lassen und sie mit Einleitung des Auslaufvorganges wieder zu synchronisieren, um
sie in Gleichlauf in den Stillstand überzuführen. Das Synchronisieren asynchron
laufender, sich in Betrieb befindlicher Motoren wird bei Vorhandensein großer Schwungmassen,
wie es bei Krempeln zutrifft, sehr erleichtert, wenn die Verbindung zwischen Motoren
und Arbeitsmaschinen nicht starr, sondern elastisch bzw. nachgiebig gestaltet wird,
wozu zweckmäßig Gummikeilriemen, Rutschkupplungen oder ähnliche Mittel verwendet
werden können.
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An die Stelle der gezeichneten Druckknopfsteuerung können auch andere
Steuermittel treten.. So kann beipielsweise das Läuferschütz anstatt über den Druckknopf
7 auch mit einem Hilfsrelais geschaltet werden. Auch ist es möglich, die Schalteinrichtungen
an verschiedenen Stellen des Maschinensatzes in an sich bekannter Weise zu wiederholen,
so daß das Ein- und Ausschalten bzw. nur das Ausschalten von mehreren Stellen des
Maschinensatzes aus möglich ist.