DE741909C - Steuerschaltung zur Regelung von Gleichstrommotoren bei Leonardantrieben - Google Patents

Description

• Steuerschaltung zur Regelung von Gleichstrommotoren bei Leonardantrieben Bei gewissen Herstellungsverfahren ist es wünschenswert, daß die hierbei verwendeten Antriebsmotoren im wesentlichen den gleichen Regelbereich haben. Bei Walzenstraßen zum Walzen von Stabeisen wurde z. B. festgestellt, daß oft ein Bruch des Stabeisens infolge übermäßig starker innerer Spannungen während des Einfädelus, der Beschleunigung oder Verzögerung eintritt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die gewünschte Geschwindigkeft der einzelnen Walzmotoren untereinander bisher nicht aufrechterhalten werden konnte, insbesondere dann nicht, wenn man von der Einfädelgeschwindigkeit zu der normalen Betriebsgeschwindigkeit übergeht.
• Ein Gleichstrommotor, der stufenlos regelbar ist oder eine 2 %ige Regelmöglichkeit bei normaler Betriebsgeschwindigkeit des Walzwerken hat, kann einen Regelbereich von 2o bis 40% bei der Einfädelgeschwindigkeit des Walzwerkes aufweisen. Diese Veränderung des Regelbereiches in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit ist darauf zurückzuführen, daß der Ankerspannungsabfall innerhalb des ganzen Geschwindigkeitsbereiches für einen gegebenen Ankerstrom im wesentlichen gleich ist. So wird z. B. der Spannungsabfall im Anker bei niederen Ankerspannungen, die für niedrige Geschwindigkeiten erforderlich sind, um ein Vielfaches höher sein als bei höheren Ankerspannungen.
• Des weiteren wird die Geschwindigkeitserregung des Motors ungünstig durch die Entmagnetisierungs- oder Feldschwächungswirkung. des in den Windungen des Ankers fließenden Stromes beeinflußt, die durch die

  Bürsten während der Kommutierung kurzge-

  schlossen werden. Diese Feldschwächung än-

  dert sich mit der Motorgeschwindigkeit; aus-

  genommen bei Belastung und bei niedrigen

  Geschwindigkeiten, bei denen die Feldschwä-

  chung fast vernachlässigt werden kann. Die

  Feldschwächung ii-irkt dem Ankerspannungs-

  abfall entgegen, weil sie das Bestreben hat,

  die Motor @7cscl)windigkeit zu erhöhen.

  Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuer-

  schaltung zur Regelung von Gleichstrommoto-

  ren bei Leonardantrieben, bei welcher der

  Arbeitsmotor eine besondere voll einem zu-

  sätzlichen Generator gespeiste Feldwicklung

  hat. Erfiildungsgemäh wird der zusätzliche

  Generator von dem Arbeitsmotor angetrieben

  und in Abhängigkeit vom Strom des Arbeits-

  motors erregt, so dalä die besondere Feld-

  wicklung des Arbeitsmotors dessen Feldver-

  stärkung zur Aufhebung der durch die Kom-

  mutierung verursachten Feldschwächung be-

  wirkt. Auf diese Weise werden also die

  Schwierigkeiten beseitigt, die sich durch die

  feldschwächende Wirkung des Stromes er-

  geben, der in den durch die Bürsten während

  der Kommutierung kurzgeschlossenen Win-

  dungen fließt.

  Es ist zur Regelung von Gleichstrommoto-

  ren bei Leonardantrieben bekannt, dem Ar-

  beitsmotor eine besondere von einem Zu-

  satzgellerator jespeiste Feldwicklung zuzuord-

  nen. Zum Antrieb dieses Zusatzgenerators

  ist bei den bekannten Anlagen ein besonderer

  Antriebsmotor erforderlich. Das ist beim

  Gegenstand der Erfindung nicht nötig, da

  hier der Zusatzgenerator vom Antriebsmotor

  selbst angetrieben wird. Den bekanntere An-

  ordnungen liegt auch nicht die Aufgabe zti-

  -rtlnde, die feldschwächende Wirkung wäh-

  rend der Kominutie rung zu beseitigen.

  Ferner ist es bei Leonardantrieben schon

  bekannt, mit dem Arbeitsmotor einen Zusatz-

  generator in Reihe zti schalten, dessen Span-

  null- zum Ausgleich des Spannungsabfalles

  im Arbeitsmotor dient. Geinälä der weiteren

  Ausgestaltung der Erfindung kann mal) einen

  solchen zweiten Zusatzgenerator auch bei der

  neuere Anordnung verwenden und dabei die

  Feldwicklungen der beiden- Zusatzgeneratoren

  parallel zur Weildepolwicklung des Arbeits-

  motors schalten. Bei einer solchen Anord-

  nung sind darin alle eingangs erwähnten, die

  Uotorgeschtvindigkeit nachteilig 1)eeinilusseil-

  den Kräfte aufgehoben, so daß eii)e im "i-esent-

  lichen gleichbleibende Geschwindigkeitsrege-

  lung oder irgendeine veränderliche Geschwin-

  digkeitsregelung innerhalb des gewünschten

  Geschwindigkeitsbereiches des Klotors er-

  reicht wird.

  Die Erfindung bezweckt weiter, eine Steuer-

  anordnung für Gleichstrommotoren zu schaf-

  fen, durch die eitle gewünschte Motorregelung

  selbsttätig herbeigeführt wird und die ein-

  fach, zuverlässig und billig herzusteIleil, ein-

  zubauen und instand zu halten ist.

  In der Zeichnung ist eine lIor@@rsteu@r-

  anordnung gemäß der 1?rfindting schematisch

  dargestellt.

  12 bedeutet einen Gleichstrommotor, des-

  -seil Geschwindigkeit geregelt werden soll.

  Der 'Motor kann voll irgendeiner Stromquelle.

  'z. B. von dem Regelgenerator i o, gespeist wer-

  den. Durch einen Zusatzgenerator 14 wird

  dem 'Motor 12 eine dem Ankerstrom verblilt-

  nisgleiche Zusatzspannung zugeführt., um dc»

  Ankerspannungsabfall aufzuheben.

  Ein durch den Motor i abgetriebener

  Steuer-enerator i ti gleicht die Entrn2tgnetisic-

  rungswirkung der kurzgeschlossenen Windun-

  gen der- Ankerwicklung. während des Kommu-

  tierungsvorganges aus. Hierzu dient die der

  1Iotorgeschwindigkeit und Belastung verlllilt-

  nisgleiclie Hilfserregung des Motors 12.

  Der Generator to kann durch. einer' Motor

  18 oder in anderer Art über eine Welle 20

  angetrieben %i-erdeil. Die Feldwicklung 22 des

  Generators to ist mit den Stromzuführung5-

  leituiigen.,1, B über einen Regelwiderstand 24

  verbunden. Die Leitungen 2C5 und 25 verbin-

  den den mit dem Anker des Zusatzgenerators

  i a in Reihe geschalteter' Motor 12 mit dein

  Stronlerzeuger to. Die Feldwickltnlg 30 (leg

  Motors t2 ist finit den Leitunben--1, B Tiber

  einen Regelwiderstand 32 verbunden.

  Der Zusatzgenerator 1.1 kann durch den An-

  triebsmotor 18 des Generators t o dauernd an-

  getrieben werden und hat eine Feidu-icklung

  3.1, die in Reihe mit dein Rege!«-iderstaild ;c-)

  liegt und in Abhängigkeit vom Ankerstrom

  des 1Iotors t a erregt wird. Der Stromkreis

  verläuft von dein einen Pol der- Wendepol-'

  Wicklung 3 #; des Motors 12 über die Leitt11rg

  .'o, den Regelwiderstand 36, die Leiiuil- 4-,

  die Feldwicklung 3.1 und die Leitung 4.1 zum

  anderen Pol der Wendepolwicklung ;N. Selbst-

  verständlich kann der Zusatzgenerator i l auch

  durch einen besonderen Motor oder irgend-

  eine andere Kraftmaschine bleichbleibend an-

  getrieben werden.

  Dci- Steuergenerator 16 wird durch die

  Welle .L(a des Motors 12 angetriel)cli. I:r hat

  die Feldwicklung .15, die in Reihe finit dellt

  ',egulii-iderstand 5o liegt und ebenfalls in Ab--

  Ii;irigigkeit vom Ankerstrom des -#Iotora i 2 er-

  re`;t wird. Der Stromkreis verläuft von dem

  einen Pol der Wendepolu-icklung 3S über die

  Leitung 52, die Feldwicklung .18, die Leitt111g

  56, den Regelwiderstand 5o und die Leitung

  5.1 zum anderen Pol der Wicklung 35.

  Der Motor 12 hat ferner eine 1-Iilfsfeld%i-ick-

  lung 58, die in Reihe mit einem Regelwider-

  stand ()o geschaltet ist und durch den Steuer-

  generator 16 über einen Stromkreis erregt wird, der von dem einen Pol des Steuergenerators 16 über die Leitung 62, den Regelwiderstand 6o, die Leitung 6q., die Feldwicklung 58 und die Leitung 68 zum anderen Pol des Steuergenerators 16 führt.
• Bei der Steueranordnung gemäß der Erfindung kann die Geschwindigkeit des Motors 12 durch Einstellen des Generatorfeldregelwiderstandes 24 beliebig verändert werden. Der Geschwindigkeitsbereich des Motors 12 und weitere Geschwindigkeitsänderungen desselben können durch Verändern des Feldregelwiderstandes 32 erzielt werden.
• Da der Spannungsabfall in Anker des Motors 12 dem Ankerstrom verhältnisgleich ist, muß der Zusatzgenerator 1 ¢ gerade die Spannung liefern, durch die der Spannungsabfall ausgeglichen wird. Der Regelwiderstand 36 kann so eingestellt werden, daß die Feldwicklung 3¢ so erregt wird, daß die Ausgangsspannung des Zusatzgenerators 14 dein Spannungsabfall im Anker des Motors i z bei allen Belastungen gleich ist.
• Die Feldschwächung, die auf das Kurzschließen der Ankerspulen während der Kommutierung zurückzuführen ist, ist der Geschwindigkeit des Motors und der Motorbelastung oder dem Ankerstrom verhältnisgleich. Da der Steuergenerator 16 durch den Motor 12 angetrieben wird und eine Erregung hat, die dem Ankerstrom des Motors 12 verhältnisgleich ist, wird er eine Ausgangsspannung abgeben, die der Geschwindigkeit und der Belastung des Motors i--) verhältnisgleich ist. Durch richtiges 'Einstellen der Regelwiderstände 5o und 6o kann diese Ausgangsspannung derart gewählt werden, daß die Feldwicklung 58 des Motors 12 so erregt wird, daß eine Feldstärkung des Motors 12 eintritt, die ebenso groß ist wie die auftretende Feldschwächung.
• Wie aus dem Vorhergehenden hervorgeht, werden der Zusatzgenerator 1 ¢ und der Steuergenerator 16 den Spannungsabfall und die Feldschwächung innerhalb des gesamten Regelbereiches aufheben.
• Die neue Motorsteueranordnung ist besonders für Walzwerke geeignet, bei denen die Anordnung bei jedem der Walzenmotoren und Trommelmotoren angewandt -werden kann, um die gewünschten Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen den Motoren bei den Einfädel- und Walzgeschwindigkeiten und die gewünschte Regelung der Motoren aufrechtzuerhalten, damit unzulässige Beanspruchungen im Walzgut während des Einfädelns und der Beschleunigung verhindert `werden. Zweckmäßig werden in diesem Fall alle durch den Generator i o zu speisenden Motoren parallel geschaltet. Jeder der Motoren wird miteinem durch ihn angetriebenen Steuergenerator 16 und mit einem Zusatzgenerator 1 4. versehen, wobei die verschiedenen Zusatzgeneratoren durch die gemeinsame Welle 2o oder eine andere Kraftriiaschine angetrieben werden. Die vorbeschriebenen Regelwiderstände sind hierbei für jeden der Steuergeneratoren, Zusatzgeneratoren und Motoren vorzusehen.
• Obwohl eine Anordnung beschrieben worden ist, die für eine im wesentlichen gleichbleibende stufenlose Regelung bestimmt ist, kann selbstverständlich auch eine andere Art der Regelung durch richtiges Einstellen der verschiedenen Vorrichtungen der Anordnung erzielt werden. Wenn z. B. eine stufenlose Regelung bei normaler Walzgeschwindigkeit und ioo/o Abfall oder eine bestimmte Prozentsatzregelung anders als die stufenlose Regelung innerhalb des gesamten Geschwindigkeitsbereiches gewünscht wird, so kann die Anordnung mittels der Regelwiderstände 36, 5o und @6o eingestellt werden, um die dann erforderlichen Zusatzgenerator- und Steuergeneratorausgleichsspannungen zu erzeugen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRL'CHE: i. Steuerschaltung zur Regelung von Gleichstrommotoren bei Leonardantrieben, bei welcher der Arbeitsmotor eine besondere von einem zusätzlichen Generator gespeiste Feldwicklung hat, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Generator von dem Arbeitsmotor angetrieben und in Abhängigkeit vom Strom des Arbeitsmotors erregt wird, so ,daß die besondere Feldwicklung des Arbeitsmotors dessen Feldverstärkung zur Aufhebung der durch die Kommutierung verursachten Feldschwächung bewirkt.
2. 2. Steuerschaltung, bei der außer dem vom Arbeitsmotor angetriebenen Zusatzgenerator noch ein zweiter in Reihe zum Arbeitsmotor liegender Zusatzgenerator vorhanden ist, der in an sich bekannter Weise den inneren Spannungsabfall des Arbeitsmotors ausgleicht, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklungen der beiden Zusatzgeneratoren parallel zur Wendepolwicklung des Arbeitsmotors geschaltet sind.