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Vorrichtung zur Messung geringer Drehzahlunterschiede Papiermaschinenmehrmotorenantriebe
werden immer mittels mechanischer oder elektrischer Differentialgetriebe in relativem
Gleichlauf gehalten, so daß die geringsten Drehzahlabweichungen sofort ausgeglichen
werden. Eine Einstellung von Drehzalllunterschieden ist dabei mit reinen Gleichlaufeinrichtungen
nicht möglich; diese Aufgabe erfüllen die jeweils zusätzlich vorgesehenen Zugspannungsregelvorrichtungen
(Doppelkonusgetriebe u. dgl.), die als einstellbare Übersetztungsgetriebe zumischen
dem betreffenden Teilmotor und seinem Differentialgetriehe oder zwischen dem Differentialgetriebe
und dem Leitmotor angeordnet sind. Zur Zugspannungsüberwachung und Einstellung muß
die Drehzahldifferenz aufeinanderfolgender Teilnotoien gemessen werden. Zinn Messen
det Einzeldrehzahlen der Teilmotoren kann in bekannter Weise entweder eine Tachometermaschine
dienen oder ein der Drehzahl frequenztreuer Wechselstrom. Bei Gleichstromteilmotoren
kann ein solcher Wechselstrom beispielsweise von zwei zu Schleifringen geführten
Wicklungsanzapfungen abgenommen werden. Die Frequenz desselben bildet dann ein Maß
der Drehzahl.
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Es ist bekannt, daß man Wechselströme mit geringen Frequenzunterschieden
auf ein Meßinstrument, beispielsweise ein Ferrarisinstrument oder ein Kreuzspulinstrument,
wirken lassen kann, dessen Ausschläge unter bestimmten Bedingungen als ein Maß des
Frequenz- beziehungsweise Drehazhlunterschiedes angesehen werden können. Zum Vergleichen
der Drehzahlen parallel zu schaltender Generatoren sind ferner Smnmenvoltmeter bekannt,
deren Zeiger bei geringen Frequenz-bzw. Drehzahlunterschieden der Generatoren zwischen
dem Summen- und Differenzausschlag den sich ausbildenden Schwebungen entsprechend
pendeln, so daß man durch Messung der Zeitdauer einer oder mehrerer aufeinanderfolgender
Schwebungen den vorhandenen Drehzahlunterschied berechnen kann.
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Es ist üblich, solche Messungen mittels einer von Hand betätigten
Stoppuhr vorzunehmen.
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Dieses Verfahren ist jedoch zeitraubend, umständlich und ungenau und
würde zur Einstellung einer bestimmten Drehzahldifferenz von Teilmotoren einer Papiermaschine
ein oft zu wiederholendes Probieren erfordern, das unweigerlich mit Fehlregel ungen
und innerhalb des laufenden Fabrikationsprozesses untragbaren Produktionsfehlern
verbunden wäre.
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Zur betriebsmäßigen Einregelung eines bestimmten Drehzahlunterschiedes
zweier Teilmotoren wird jeweils eine rasche, möglichst direkt ablesbare Messung
kleinster Drehzahlunterschiede verlangt.
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Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß zur Messung der geringen.
die Zugspannung der Papierbahn bestimmenden Drehzahlunterschiede der Motoren, weiche
einzeln zu ihren Drehzahlen frequenztreue Wechselspannungen liefern, eine elektrische
Stoppuhr
mittels mehrerer elektromagnetischer Relais bei einem
bestimmten absoluten Schwebungswert der in Reihe geschalteten Wechselspannungen
eingeschaltet und nach Verlauf einer Schwebunfg beim rreichen des selben Absolutwertes
der folgenden Schwebung wieder abgeschaltet wird, so daß die Schwebungsdauer und
damit auch der Drehzahlunterschied beider Motoren an der Stoppuhr ablesbar sind.
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III Fig. 1 ist zunächst der Verlauf des Absolutwertes einer Schwebungskurve
bei zwei in Reihe geschalteten Wechselspannungen mit geringem Frequenzunterschied
dargestellt wobei die Summenwechselspannungen bzw. deren Hüllkurven ohne Rücksicht
-tuf ihre Vorzeichen eingezeichnet sind.
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Die Ansprechempfindlichkeit der Relais ist durch die mit a bezeichnete
Linie dargestellt.
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Im Punkt 1 wird die Apparatur eingeschaltet, die Messung beginnt
im Punkt II und wird im Punkt IV beendet. Die Messungsdauer entspricht also genau
der einer Schwebung.
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In der Fig. 2 ist als Ausführungsheispiel cine Drehzahldifferenzmeßeinrichtung
nach der Erfindung dargestellt. Die Einrichtung besteht aus fünf Relasis A, B, C,
D, N, einer elektrischen Stoppuhr und einem Druckknopfschalter @. Die Relais A,
B, C und D liegen über Abhängigkeitskontakte an den Klemmen u und v eines Wechselstromnetzes.
Das Relais N liegt über einen einstellbaren Widerstand W an der Summenswechselspannung.
deren Schwebungsdauer gemessen werden soll.
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Die Schleifringspannungen der zu vergleichenden Motoren M1 und M2
sind über Spannungswandler Tj und T. in Reihe geschaltet. Ihre Absolutwerte sind
praktisch gelich groß, weil beide Motoren von demselben Gleichstromnetz gespeist
sind. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wird die Taste t gedrückt,
so spricht das Relais'1 an und schließt seinen Selbsthaltekontakt a1. Gleichzeitig
wird sein zweiter Isontakt a2 geschlossen und dann das Relais N erregt. Der Umschaltkontakt
n2 dieses Relais erregt über den Umschaltkontakt c2 das Relais B. Dieses hält sich
über seinen Isontakt bl und bereitet über seinen zweiten Isontakt b. das Relais
und die Uhr U vor. Ist jetzt der Zeitpunkt II erreicht, dann fällt. \ ab. und es
erregt der Ruhekontakt n1 über b2 und d2 das Relais C und die Uhr. Das Relais hält
sich über seinen Kontakt c1 und speist die hr weiter. Sein dritter Kontakt c3 bereitet
das Relais D vor. In dem Zeitpunkt III erregt der Arbeitskontakt n2 das Relais D
über den Arbeitskontakt c3. Dieses hält sich über seinen Kontakt d1 und bereitet
mit seinem dritten Kontakt d3 die Abschaltung vor. Sinkt jetzt die Differenzspannung
wieder bis zur Ansprechempfindlichkeit des Relais N herab, d. h. beim Zeitpunkt
IV, so fällt N wieder ab, und es erregt sein Ruhekontakt n1 über b2 und d3 die Gegenwicklung
des ersten Relaisil, so daß damit alles ahfällt und die Anfangsstellung wieder erreicht
ist Die Gesamteinrichtung steht dann fiir eine neue Meßperiode bereit.
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Soll die festgestellte Drehzahldifferenz registriert werden, so kann
selbsrtverständlich die im ausführungsbeispiel von der Ihr U gemessene Zeit auch
mittels eines reg-istriereilden Meßinstrumentes festgestellt wer-leii.
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Man kann auch. statt das Relais in ;tn die in Reihe geschalteten Spannungsnandler
der Schleifringspannungen der Motoren anzuschließen. dieses Relais an mit den zu
üherwachenden Motoren mechanisch gekuppelte Wechselstrommaschinen (Tachometermaschinen
anschließen, deren Wechsel spannungen in Reihe geschaltet sind.
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Um das zustandekommen einer Schwebung zu erläutern, werde ein Meßinstrument,
z. ein Voltmeter, an eine solche Summenspannung angeschlossen, dann entspricht eine
Vollschwingung des Instrumentenzeigers einem Vorlaufen des einen Wechselstromereugers
gegen den andern um einen Winkel von elektrisch. werden also beispielsweise 1 iei
einem Papiermaschinenantrieb vierpolige Gleichstrommotoren verwendet dann herrscht
an ihren Schleifringen bzw. ihren Spannungswandlern bei einer Drehzahl von 1500
Umdrehungen eine Frequenz von 50 Perioden Sek.
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Bei genauem Gleichlauf der Motoren ergibt sich dann eine konstante
Differenzwechsclspanilung, deren Größe nur von der jeweiligen relative Lage (Winkellage)
der Läufer abhängig ist. Sind beide Läufer in gleicher Phasenlage, so ist die Differenzspannung
Null. Läuft der eine Motor statt mit 1500 Umdrchungen mit 1470 Umdrehungen, so ergibt
sich an seinem Läufer eine Frequenz von 49 Perioden. Hierdurch entsteht an dem Instrument
eine Schwebungswechselspannung, deren Frequenz gleich der Differenz der Motorfrequenzen,
also eine Periode ist. Wird als Meßinstrument ein registrieren der Spannnngsmesser
verwendet, dann ist es ohne weiteres möglich, die Drehazhldifferenz aus der Zeitangabe
für eine Schwebung zu errechnen. Bei Anwendung eines Zeigerinstrumentes muß die
Dauer eines oder mehrerer Ausschläge beobachtet werden, un die Drchzahldifferenz
errechnen zu können. Die Verwendung von Spannungsmessern bildet nicht den Gegenstand
der Erfindung. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Zeitdauer einer Schwebung
und damit die Drehzahldifferenz, die bei Papiermaschinenantriehen ja nur Bruchteile
einer Periode erreicht,
direkt durch eine elektrische Stoppuhr angezeigt.
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Man kann zur Messung geringer Drehzahl unterschiede von Gleichstrommotoren,
bei welchen mindestens eine Wicklungsstelle zu einem Läuferschleifring geführt ist,
auch die unmittelbar zwischen dem Schleifring des einen Motors und dem des anderen
Motors auftretenden wechselnden Potentialdifferenzen im Sinne der Erfindung zur
An- und Abschaltung einer Stoppuhr mittels mehrerer elektromagnetischer Relais verwenden.
Haben die Motoren mehrere Schleifringe, dann genügt es, irgendeinen Schleifring
des einen Motors und irgendeinen Schleifring des zweiten Motors als' Anschlüsse
für die zur Messung zu verwendende wechselnde Potentialdifferenz der betreffenden
Wicklungsstellen zu wählen.