DE741043C

DE741043C - Rolling mill roller table with individual electric motor drive

Info

Publication number: DE741043C
Application number: DED71627D
Authority: DE
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1935-12-01
Filing date: 1935-12-01
Publication date: 1943-11-03

Description

Walzwerksrollgang mit elektromotorischem Einzelantrieb Walzwerksrollgängewerden fast ausnahmslos für eine bestimmte gleichbleibende Drehzahl gebaut. Abgesehen von reinen Förderrollgängen, die längere Zeit in einer Richtung durchlaufen,. werden die Walzwerksrollgänge in kurzen Zeitabständen stillgesetzt bz-w. auf entgegengesetzte Drehrichtung umgesteuert, um das aus den Walzen austretende Walzgut abzubremsen und sofort den Walzen wieder zuzuführen. Es kommt hierbei darauf an, die Enddrehzahl möglichst rasch zu erreichen, damit das Walzgut den Walzen rasch zugeführt wird, also eine hohe Spielzahl möglich ist.Rolling mill roller table with electric motor-driven individual drive Rolling mill roller table will be almost without exception built for a certain constant speed. Apart from pure conveyor roller tables that run in one direction for a long time. will the rolling mill roller tables shut down at short intervals or on opposite Direction of rotation reversed in order to brake the rolling stock emerging from the rollers and immediately feed it back to the rollers. It depends on the final speed to be reached as quickly as possible so that the rolling stock is fed to the rollers quickly, so a high number of games is possible.

Bei Walzwerksrollgängen mit elektromotorischen Einzelantrieb jeder Rolle, die meist mit dem einfachsten -Motor, .dem Induktionsmotor mit Kurzschlußläufer ausgerüstet werden, konnte den vorstehenden Betriebsbedingungen nicht immer genügt werden. Insbesondere dann, wenn schweres Walzgut auf nur einer oder wenigen Rollen aufliegt, so claß die Beschleunigungsarbeit mir von einer oder wenigen Rollen verrichtet werden muß, kann bei hoher Spielzahl die Erwärmung der Motoren unerträgliche Ausmaße annehmen. Es kann auch vorkommen, daß die Motoren das erforderliche Drehmoment nicht aufbringen, also durch das Walzgut festgebremst werden. Bei Rollgängen mit Gemeinschaftsantrieb der Rollen kann dieser. Nachteil nicht auftreten. Hier konzentriert sich die Antriebskraft selbsttätig auf diejenigen Rollen, welche den höchsten Energieaufwand aufbringen müssen. Wenn man bei Einzelmotorenantrieb der Rollen die Motoren so bemessen würde, daß sie .für alle vorkommenden Fälle ausreichen, so wäre das eine höchst unwirtschaftliche Maßnahme.In the case of rolling mill roller tables with individual electromotive drive, each Role, mostly with the simplest motor, the induction motor with squirrel cage could not always meet the above operating conditions will. Especially when heavy rolling stock is on only one or a few rolls is on top, the acceleration work is done by one or a few roles must be, the heating of the motors can be unbearable at high number of cycles accept. It can also happen that the motors do not have the required torque apply, so be braked by the rolling stock. For roller tables with shared drive the roles can be this. Disadvantage does not occur. This is where the driving force is concentrated automatically on those roles that use the highest energy expenditure have to. If one were to dimension the motors with single motor drive of the rollers, that they are sufficient for all cases that occur, that would be extremely uneconomical Measure.

Für die Induktionsmotoren mit Kurzschlußläufer gilt das Gesetz, daß beim Anlaufen die Hälfte der auf den Läufer übertragenen Arbeit dazu dient, die Massen zu beschleunigen, während die andere Hälfte in der Läuferwicklung als Wärme verlorengeht. Die in dem Läufer entwickelte Wärme ist dem Schwungmoment und dem Quadrat der synchronen Drehzahl proportional. Die Bremswärme beträgt das Dreifache der Anlaufwärme. Dieses Gesetz gilt in erweiterter Form für alle Elektromotoren, auch für Gleichstrommotoren und für Schleifringläufermotoren. Bei diesen Motoren tritt die Wärme hauptsächlich in den Widerständen auf. Bei Leonardumformern tritt dieser Verlust beim Beschleunigen und Abbremsen nicht auf. ;\lan könnte theoretisch auch Drehstrommotoren so steuern, daß man ihnen veränderliche Frequenzen zuführt. Hierdurch würden, ähnlich wie bei den durch Leonardumformer gespeisten Gleichstrommotoren, Beschleunigungs-und Bremsverluste im Läufer der Kurzschlußmotoren vermieden. Dieser Weg ist aber sehr kostspielig. Es würde sich ferner auch der Nachteil ergeben, daß .beim Ausfallen des Frequenzumformers der ganze Rollgang stillliegt.For induction motors with squirrel-cage rotors, the law that when starting up, half of the work transferred to the runner is used for the Accelerate masses, while the other half in the rotor winding as heat get lost. The heat developed in the runner is due to the moment of inertia and the Square of the synchronous speed proportional. The braking heat is three times as much the start-up heat. This law applies in an extended form to all electric motors, also for DC motors and slip ring motors. With these engines the heat occurs mainly in the resistors. Occurs at Leonardumformern this loss when accelerating and braking does not occur. ; \ lan could theoretically also three-phase motors like that control that you give them variable frequencies feeds. This would be fed, similar to the Leonard converters DC motors, acceleration and braking losses in the rotor of the short circuit motors avoided. However, this route is very costly. It would also have the disadvantage show that .if the frequency converter fails, the entire roller table comes to a standstill.

Die Erfindung besteht in der Erkenntnis, daß unter sonst gleichen Betriebsverhältnissen dieWärmeentwicklung bei Verwendung von Induktionsmotoren mit Kurzschlußläufer für den elektromotorischen Einzelantrieb von Walzwerkrollgängen erheblich günstiger gestaltet werden kann, wenn der Hochlauf der mit großem Anzugsmoment ausgestatteten Motoren auf die Enddrehzahl mittels Umschaltung auf zwei Polzahlen von niedrigerer auf die höhere Drehzahl bewirkt und .die Polumschaltung von einem höchststromabhängigen Relais überwacht wird, während beim Bremsen unter Mitwirkung des Relais die Motoren zunächst generatorisch arbeitend abgebremst und nach. Abklingen des Abbremsstromes mittels Gegenstrombremsung stillgesetzt bzw. reversiert werden.The invention consists in the knowledge that under otherwise the same The heat development when using induction motors Squirrel-cage rotor for the individual electromotive drive of rolling mill roller tables Can be made much cheaper if the start-up with a large tightening torque equipped motors to the final speed by switching to two pole numbers causes from lower to higher speed and .the pole changing from one The highest current-dependent relay is monitored, while with the assistance of braking of the relay, the motors are initially braked and then working as a generator. Fade away of the braking current can be stopped or reversed by means of counter-current braking.

Aus der Beziehung, daß die im Läufer entwickelte Wärme proportional dem Schwungmoment und dem Ouadrat der synchronen Drehzahl ist, ergibt sich bei Anwendung einer Polumschaltung im Verhältnis i : z bis zum Erreichen der unteren sv nchronen Drehzahl nur 1/4 der .Erwärmung des Läufers, die auftreten würde, wenn der Motor nur für die Enddrehzahl ausgelegt ist. Diegleiche Wärmemenge geht in den Läufer beim Hochfahren von der unteren synchronen Drehzahl auf die Enddrehzahl. Die Wärmeentwicklung beim Anlassen bis zur Enddrehzahl ist also bei Anwendung der Polumschaltung nur halb so groß wie bei einem Motor, der nur für die Enddrehzahl ausgelegt ist. Man nähert sich hier einer Steuerungsweise wie bei Drehstrommotoren, denen eine veränderliche Frequenz zugeführt wird. Im gleichen Verhältnis wird die ganz besonders große Bremswärme herabgesetzt. Hinzu kommt noch, daß nach der Erfindung teilweise generatorisch abgebremst wird und dadurch die Wärmeentwicklung gegenüber .der Gegenstronibreinsung wesentlich geringer ausfällt. Entsprechend der geringeren Erwärmung wird auch die Energieentnahme aus dem Netz kleiner.From the relation that the heat developed in the runner is proportional is the moment of inertia and the square of the synchronous speed, results from application a pole change in the ratio i: z until the lower synchronous is reached Speed only 1/4 of the warming of the rotor that would occur if the motor were to run is only designed for the final speed. The same amount of heat goes into the runner when starting from the lower synchronous speed to the final speed. The heat development when starting up to the end speed is only possible when using pole changing half the size of a motor that is only designed for maximum speed. Man approaches here a control method as with three-phase motors, to which a variable one Frequency is fed. The particularly large braking heat is in the same ratio degraded. In addition, according to the invention, braking is partially generated using a generator and thereby the heat development compared to the counter-current purification is essential is lower. The consumption of energy also corresponds to the lower level of warming from the net smaller.

Wichtig ist, wenn die Vorteile der Polumschaltung voll ausgenutzt werden sollen, daß die einzelnen Drehzahlstufen nicht überschaltet werden. Das geschieht am besten durch eine stromabhängige Steuerung finit Hilfe des obenerwähnten höchststromabhängigen Relais, durch welches die Umschaltvorgänge überwacht werden.It is important when the advantages of pole changing are fully exploited should be so that the individual speed levels are not overridden. This happens best by a current-dependent control finitely with the help of the above-mentioned highest current-dependent Relay, through which the switching processes are monitored.

Man ist auch in der Lage, dem 'Motor auf der unteren Drehzahlstufe ein hohes Anzugsmoment zu geben. Bei Anwendung der Polumschaltung im Verhältnis von i : 2 kann das Anzugsmoment auf der ersten Drehzahlstufe verdoppelt werden. Bei festgebremstem Motor wird trotzdem die Wärmeentwicklung im Läufer nicht größer. Bei diesem hohen Anzugsmoment wird aber der Motor nicht so leicht stehenbleiben, die Rolle wird sich vielmehr drehen. Auf der zweiten Drehzahlstufe kann dann der Motor für ein wesentlich kleineres Moment ausgelegt werden.One is also able to run the 'engine on the lower speed level to give a high tightening torque. When using pole changing in proportion from i: 2, the tightening torque can be doubled at the first speed level. When the motor is locked, the heat development in the rotor does not increase. At this high torque, however, the engine will not stop so easily, rather, the role will turn. At the second speed level, the Motor can be designed for a much smaller torque.

Die Polumschaltung von Drehstrommotoren ist an sich bekannt. Es ist auch schonerkannt worden, daß es vorteilhaft ist, beim Anlassen polumschaltbarer Drehstrommotoren auf die höchste Drehzahlstufe über die niedrigeren Drehzahlstufen zu schälten. Auch die Möglichkeit der teilweisen generatorischen Bremsung bei polumschaltbaren 'Totoren ist an sich bekannt.The pole changing of three-phase motors is known per se. It is It has also already been recognized that it is advantageous to use pole-changing gear when starting Three-phase motors to the highest speed level via the lower speed levels to peel. Also the possibility of partial regenerative braking with pole-changing 'Totoren is known per se.

Die Polumschaltung ist jedoch bisher nur als Mittel zur Drehzahlregelung, d.li. als Mittel, verschiedene Drehzahlen im Betrieb fahren zu können, angewendet worden. In diesem Zusammenbange sind auch bereits polumschaltbare Induktionsmotoren mit Kurzschlußläufer für den Einzelmotorenantrieb der Rollen von Rollgängen in der Literatur erwähnt worden. Es ist aber bisher nicht erkannt worden, daß bei Rollgängen, die stets eine gleichbleibende Drehzahl erreichen sollen, die Polumschaltung unter Anwendung der oben beschriebenen Steuerungsweise geeignet ist, wesentlich günstigere Verhältnisse hinsichtlich der Erwärmung der Motoren und der Beherrschung schwieriger Betriebsbedingungen zu schaffen. Das hat zur Folge. daß der Anwendungsbereich des Einzelmotorenantriebes der Rollen von Walzwerksrollgängen ganz erheblich erweitert werden kann.However, the pole changing has so far only been used as a means of speed control, d.li. used as a means of being able to run different speeds in operation been. In this context there are also pole-changing induction motors with squirrel cage for the single motor drive of the rollers of roller tables in the Literature has been mentioned. However, it has not yet been recognized that with roller tables, which should always achieve a constant speed, the pole changing under Application of the control method described above is suitable, much cheaper Conditions with regard to the heating of the engines and the control more difficult To create operating conditions. That has the consequence. that the scope of the Single motor drive of the rollers of rolling mill roller tables has been considerably expanded can be.

In der beiliegenden Abbildung sind die Verhältnisse für die Wärmeentwicklung Im Läufer eines iooo tourigen 'Motors beim Beschleunigen dargestellt durch das Dreieck A B C. In the attached illustration, the conditions for the heat development in the runner of a 10000 rpm motor during acceleration are represented by the triangle AB C.

Im Punkt A ist die Drehzahl o. im Punkte C sei die Drehzahl iooo, im Punkte D die Drehzahl 5oo. Wenn dieser Motor als einfacher Kurzschlußmotor eingeschaltet wird. so -entwickelt er bis zu 5oo Touren im Läufer, eine Wärme, welche dein Viereck <I B F 1> entspricht. Von 5oo bis iooo Touren entwickelt er die Wärine entsprechend dein Dreieck D E C. Wird dieser 'Motor nun polumschaltbar iui Verhältnis i : 2 gemacht, so entwickelt er auf der ersten Stufe eine U-ärine. welche dem Dreieck Ä G D entspricht, und Z oill 5oo bis iooo Touren eine Wärme, welche dem Dreieck D E C entspricht. Die Wäilneentwicklung im Läufer dieses Motors ist also nur halb so groß. zunächst generatorisch arbeitend a1 bremst und nach Abklingen des 3bbre stromes mittels Gegenstrombremsung s gesetzt bzw. reversiert werden.At point A the speed is o. At point C the speed is iooo, at point D the speed is 5oo. When this motor is switched on as a simple short-circuit motor. so it develops up to 500 tours in the runner, a warmth that corresponds to your square <I BF 1>. From 500 to 100,000 tours it develops the heat according to your triangle DE C. If this motor is now made pole-changing with a ratio of i: 2, it develops a U-arine at the first stage. which corresponds to the triangle Ä GD, and Z oill 5oo to iooo tours a heat corresponding to the triangle DEC. The heat development in the rotor of this motor is therefore only half as great. initially working as a generator, a1 brakes and after the 3bbre current has subsided, it is set or reversed by means of countercurrent braking.

Claims

PATENT CLAIM: Rolling mill roller table with electromotive individual drive of each roller by induction motor with squirrel cage rotor, which quickly reaches a constant final speed, characterized in that the acceleration of the motors equipped with high torque to the final speed by switching to two pole numbers from the lower to the higher speed causes and the pole switching is monitored by a maximum current-dependent relay, while during braking with the assistance of the relay, the motors to delimit the registration counterpart from the state of the art, the following publications have been considered in the Er development process: Elektrotechnische Zeitschrift (ETZ) (19, issue 41, p. ioo8 and ioo9; "Electric power transmission" I. Ky band output igi2, p; 9; "Zentralblatt for Zuckerindust (1927), S.938 and 939;." Sachsenwerk messages "(T929) He S. 2o! ff. and pp. 36 and 37; German patent specification ...... No. 538 6 American patent specification - 19345