DE742442C

DE742442C - Device for achieving short braking distances with reversing drives controlled in Leonard circuit

Info

Publication number: DE742442C
Application number: DEB199007D
Authority: DE
Inventors: Arthur Orth
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1942-07-25
Filing date: 1942-07-25
Publication date: 1943-12-03

Description

Einrichtung zur Erzielung kurzer Bremswege bei in Leonardschaltung gesteuerten Umkehrantrieben Bei vielen elektrischen Antrieben, deren Motoren in Leonardschaltung betrieben werden und bei verschiedenen Betriebsdrehzahlen arbeiten sollen, kommt ' es darauf an, die je- weils neue Betriebsdrehzahl möglichst sicher, leicht und genau einstellen zu können und sie ohne Änderung auch bei Belastungsschwankungen sowie nach einer erfolgten Umsteuerung des Motors selbst bei starker Übererregung des Generators beizubehalten.Device for achieving short braking distances with reversing drives controlled in Leonard circuit With many electric drives whose motors are operated in Leonard circuit and are to work at different operating speeds, it is important to be able to set the new operating speed as safely, easily and precisely as possible and to maintain them without any change even in the event of load fluctuations and after a reversal of the motor, even if the generator is severely overexcited.

Bei bekannten Schalteinrichtungen dieser Art wird die genaue Einhaltung der Motordrehzahl durch eine vom Arbeitsmotor angetriebene, im Nebenschluß erregte Hilfsmaschine erreicht, die eine Feldwicklung des Leonardgenerators oder . - seiner Erregermaschine im Sinne. einer Gegenerregung des Leonardgenerators speist. Das Wesentliche dieser Schalteinrichtung besteht darin,. daß die Hilfsmaschine, deren Selbsterregung erst unmittelbar vor Erreichen .der gewünschten Betriebsdrehzahl-des Arbeitsmotors eintritt, in Reihe mit der aus einer Fremdstromquelle erregten Hauptfeldwicklung des Leonardgenerators oder mit der aus einer Fremdstrornquelle erregten Feldwicklung seiner Erregermaschine liegt. Diese Schalteinrichtung gibt also die Möglichkeit, die gewünschte Betriebsdrehzahl sicher und genau einzustellen.In known switching devices of this type, the exact compliance the engine speed by a driven by the work engine, excited in the shunt Auxiliary machine that has a field winding of the Leonard generator or. - his Exciter machine in the sense. a counter-excitation of the Leonard generator feeds. That The essence of this switching device is. that the auxiliary machine whose Self-excitation only immediately before the desired operating speed is reached Working motor enters, in series with the main field winding excited from an external power source of the Leonard generator or with the field winding excited from an external current source his exciter lies. This switching device therefore gives the possibility to set the desired operating speed safely and precisely.

Andererseits ergeben sich jedoch bei dieser Einrichtung große Schwierigkeiten, wenn, wie bei vielen Werkzeugmaschinen, z. B. Hobelmaschinen, mit großen Geschwindigkeitsunterschieden zwischen Schnitt und Rücklauf gearbeitet wird. Die sich hierbei ergebenden Nachteile bestehen darin, daß verhältnismäßig lange Bremswege in Kauf genommen werden müssen. Die Motordrehzahlen und damit auch die Bremswege wachsen bei Abweichungen vom Geschwindigkeitsverhältnis i : i zwischen Schnitt und Rücklauf immer mehr an, wobei sie in der Praxis vom Geschwindigkeitsverhältnis i : 2 ab bereits: als unzulässig empfunden werden, da der für den Arbeitsprozeß erforderliche Hub durch die langen Bremswege unzulässig verkleinert wird.On the other hand, however, there are great difficulties with this device if, as with many machine tools, e.g. B. planing machines, with large differences in speed is being worked between cut and return. The resulting disadvantages consist in the fact that relatively long braking distances have to be accepted. The engine speeds and thus also the braking distances increase in the event of deviations from the speed ratio i: i between cut and return more and more, whereby in practice it depends on the speed ratio i: 2 from already: to be perceived as inadmissible since for the Work process required stroke reduced inadmissibly due to the long braking distances will.

Die Erfindung beschäftigt sich nun mit der Aufgabe, diese Schwierigkeiten bei in Leonardschaltung gesteuerten Umkehrantrieben zu beseitigen, die mit einer vom Arbeitsmotor angetriebenen, im N ebenschluß erregten Hilfsmaschine ausgerüstet sind, und eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Bremswege beim Umsteuern auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden können.The invention is now concerned with the task of these difficulties to eliminate in the case of reversing drives controlled in Leonard circuit that with a Equipped with auxiliary machine driven by the work motor and excited in the bypass are, and to create a device with the help of which the braking distances when reversing can be reduced to a minimum.

Die Erfindung geht bei Lösung dieser Aufgabe von folgender Erkenntnis aus: Wird der Generator nach dem Umsteuern von einer Drehrichtung in die andere beim Abbremsen des Motors von der vollen Geschwindigkeit nur so stark erregt, lvie dies eine anschließend zu erreichende kleinere Geschwindigkeit erfordert, dann ist die Bretnswirkung entsprechend der herabgesetzten Erregung geringer, als wenn der Motor nach dem Abbremsen wiederum auf eine sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden soll.In solving this problem, the invention is based on the following knowledge off: If the generator is switched from one direction of rotation to the other after reversing when braking the motor from full speed only excited so much, lvie this then requires a lower speed to be achieved subsequently the bretn effect corresponding to the reduced excitement is less than when the Motor accelerates again to a very high speed after braking shall be.

Ausgehend von dieser Erkenntnis werden nach der Erfindung :Mittel vorgesehen, welche die Erregung des Leonardgenerators unmittelbar nach dem Umsteuern seiner Feldwicklung zur Umkehrung der Drehrichtung bis zum Stillstand des Arbeitsmotors unabhängig von der eingestellten neuen Betriebsdrehzahl drehrichtungsabhängig so verstärken, als ob in der Gegenrichtung auf die Höchstgeschwindigkeit umgesteuert werden sollte. Dies gilt allerdings nur bis zum Stillstand des Arbeitsmotors, wonach sich dieser wiederum in der Gegenrichtung nur auf die am Regler eingestellteGeschwindigkeitbeschleunigt. Für die Durchführung der Erfindung kann beispielsweise eine mit der Welle des Arbeitsmetors gekuppelter Umschalter verwendet werden, der zusammen mit dem Umschalter für die Umkehr der Drehrichtung ein Schütz so lange anziehen läßt, wie die der Schaltstellung des Umschalters entsprechende Drehrichtung von der Drehrichtung des Arbeitsinotors abweicht, wobei das Schütz während dieser Drehrichtungsdifferenz die volle Erregerspannung an die Feldwicklung des Leonardgenerators legt. Vorteilhafter wird jedoch ein vom Ankerkreis der Hilfsmaschine gespeistes Schütz verwendet, das bis zum Stillstand des Arbeitsmotors in entsprechender Weise die volle Erregerspannung an die Feldwicklung des Leona,rdgenerators legt. Damit dieses Schütz bei der. Beschleunigung des Arbeitsmotors in der Gegenrichtung nicht ebenfalls anspricht, wird im Stromkreis der Schützspule ein elektrisches Sperrventil vorgesehen, das das Schütz nur so lange an Spannung hält, wie die Drehrichtung des Hilfsgenerators mit der Schaltstellung des Umschalters übereinstimmt. Das Sperrventil hat also die Aufgabe, das Schütz in dem Augenblick abfallen zu lassen, in dem der Arbeitsmotor zum Stillstand kommt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Bremswege von der normalen Arbeitsgeschwindigkeit bis zum Stillstand des Arbeitsmotors auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Dies ist vor allem in den Fällen von Bedeutung, wo, wie bei Werkzeugmaschinen, z. B. Hobelmaschinen, der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Rücklauf- und Schnittgeschwindigkeit ein Verhältnis von 3 : i und mehr annimmt. In diesen Fällen würden nämlich die Bremswege, wie bereits erwähnt, ohne Zuhilfenahme der erfindungsgemäßen Einrichtung unzulässige Werte annehmen, die den für den Arbeitsbetrieb verfügbaren Hub übermäßig herabsetzen würden.Based on this knowledge, according to the invention: means provided which the excitation of the Leonard generator immediately after reversing its field winding to reverse the direction of rotation until the work motor comes to a standstill regardless of the set new operating speed, depending on the direction of rotation amplify as if reversed to the top speed in the opposite direction should be. However, this only applies until the work engine comes to a standstill, after which this in turn only accelerates in the opposite direction to the speed set on the controller. For the implementation of the invention, for example, one with the shaft of the work meter Coupled changeover switch can be used, which together with the changeover switch for the Reversing the direction of rotation allows a contactor to pull in as long as the switch position of the changeover switch corresponding direction of rotation from the direction of rotation of the working motor deviates, whereby the contactor uses the full excitation voltage during this difference in direction of rotation to the field winding of the Leonard generator. However, a dated is more advantageous Armature circuit of the auxiliary machine uses a powered contactor that stops of the working motor in a corresponding manner the full excitation voltage to the field winding of the Leona, rdgenerator sets. So that this contactor at the. Acceleration of the work engine does not respond in the opposite direction, is in the circuit of the contactor coil an electrical shut-off valve is provided that the contactor is only connected to voltage for so long holds how the direction of rotation of the auxiliary generator with the switch position of the switch matches. The shut-off valve has the task of controlling the contactor at the moment to drop, in which the working motor comes to a standstill. In this way it is achieved that the braking distances from normal working speed to Standstill of the work engine can be reduced to a minimum. This is before especially in those cases where, as with machine tools, e.g. B. planing machines, the speed difference between the return speed and the cutting speed Assumes a ratio of 3: i and more. In these cases the braking distances as already mentioned, impermissible without the aid of the device according to the invention Assume values that excessively reduce the stroke available for work would.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei ist mit i der Leonardgenerator und mit z der Leonardmotor bez, ichnet. Mit letzterem, dessen Feld 9 von dein _`etz io aus fremderregt wird, ist eine schwach gesättigte Hilfsmaschine 3 gekuppelt, die in Reihe mit der l?rrc-gerwicklung i i des Leonardgenerators i liegt, und deren Spannung im Betriebszustand des Leonardantriebs der Erregerspannung des Leonardgenerators entgegenwirkt. Sobald die Erregerwicklung i i des mit gleichbleibender Drehzahl angetriebenen Leonardgenerators i Spannung erhält, beginnt der fremderregte Motor :2 zu laufen und würde bei kurzgeschlossenem Hilfsmotor 3 die der Spannung der Maschine i und seinem Feld i i entsprechende Höchstdrehzahl erreichen. Da nun aber im Stromkreis der Erregerwicklung i i die Hilfsmaschine 3 liegt, wird infolge der einsetzenden Gegenerregung die Spannung des Generators i kleiner; und zwar derart, daß der Motor die an dem als Drehzahlregler wirkenden Einstellwiderstand eingestellte Drehzahl annimmt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. Here i denotes the Leonard generator and z denotes the Leonard motor. With the latter, whose field 9 is excited from outside by your _`etz io, is weak saturated auxiliary machine 3 coupled in series with the l? rrc-gerwicklung i i of the Leonard generator i, and its voltage in the operating state of the Leonard drive counteracts the excitation voltage of the Leonard generator. As soon as the excitation winding i i of the Leonard generator driven at constant speed i voltage receives, the separately excited motor starts: 2 to run and would be short-circuited Auxiliary motor 3 the maximum speed corresponding to the voltage of the machine i and its field i i reach. But since the auxiliary machine 3 is, the voltage of the generator i smaller; in such a way that the motor acts on the as a speed controller Setting resistor assumes the set speed.

Die Umschaltung der Drehrichtung, d. h. im Falle der Hobelmaschine die Umschaltung von Schnitt- in Rücklaufrichtung und umgekehrt, erfolgt durch Umkehr des Stromes in der Feldwicklung i i des Generators i, wobei die Stromrichtung in der Feldwicklung i i des Generators i, wobei die Stromrichtung in der Feldwicklung der Hilfsmaschine 3 beibehalten werden muß. Um den für die entsprechende Umpolung der Feldwicklung der Hilfsmaschine 3 erforderlichen Schalter zu entbehren, ist im Stromkreis der Nebenschlußerregerwicklung der Hilfsmaschine in bekannter Weise ein Trockengleichrichter q. vorgesehen, mit dessen Hilfe die Richtung des Feldes der Hilfsmaschine trotz Umpolung der Feld- Wicklung i i @ beibehalten wird. Erfindungsgemäß liegt imAnkerkreis der Hilfsmaschine 3 die Erregerspule eines Schützes 8, das nach erfolgter Umsteuerung der Drehrichtung bis zum Stillstand des Arbeitsmotors die volle Erregerspannung des Netzes io an die Feldwicklung ii des Generators i legt, bei Stillstand des Arbeitsmotors dagegen wieder abfällt. Um das Abfallen des Schützes 8 im Augenblick des Stillstandes desAr!beitsmotors zu erreichen, d. h. zu vermeiden, daß das Schütz 8 auch während des Beschleunigen, des Arbeitsmotors in der Gegenrichtung ebenfalls anspricht, ist im Strom`lcreis der Schützspule 8 ein Sperrventil 7 vorgesehen, welches das Schütz nur so lange an Spannung hält, wie die Drehrichtung der Hilfsmaschine 3 mit der Schaltstellung des Umschalters 6 übereinstimmt. Die beiden Zweige des Sperrventils 7, die den Strom im Stromkreis des Schützes 8 jeweils in einer Richtung sperren, werden bei Umkehr der Drehrichtung mittels eines Schalters gesteuert, der unmittelbar mit dem Umschalter 6 für die Umkehr der Drehrichtung gekuppelt ist.Switching the direction of rotation, d. H. in the case of the planer the changeover from cutting to return direction and vice versa takes place by reversing of the current in the field winding i i of the generator i, the current direction in the field winding i i of the generator i, the current direction in the field winding the auxiliary machine 3 must be maintained. To the for the corresponding polarity reversal to dispense with the field winding of the auxiliary machine 3 required switch is in Circuit of the shunt excitation winding of the auxiliary machine in a known manner Dry rectifier q. provided, with the help of which the direction of the field of Auxiliary machine despite polarity reversal of the field Maintain winding i i @ will. According to the invention, the excitation coil of a is located in the armature circuit of the auxiliary machine 3 Contactor 8, which after reversing the direction of rotation until the standstill of the Working motor the full excitation voltage of the network io to the field winding ii of the Generator i sets, but drops again when the working engine is at a standstill. To that To achieve drop-out of contactor 8 at the moment the armature motor comes to a standstill, d. H. to avoid that the contactor 8 even during acceleration, the work motor also responds in the opposite direction, is in the current circuit of the contactor coil 8 a shut-off valve 7 is provided, which only keeps the contactor energized as long as like the direction of rotation of the auxiliary machine 3 with the switch position of the switch 6 matches. The two branches of the shut-off valve 7 that carry the current in the circuit of the contactor 8 lock each in one direction, when the direction of rotation is reversed controlled by means of a switch that is directly connected to the switch 6 for the Reversal of the direction of rotation is coupled.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung wird in folgendem an Hand der Zeichnung näher erläutert: Bei der gezeichneten Stellung des Umschalters 6 wird der Arbeitsmotor 2 mit der am Einstellwiderstand 5 eingestellten schnellen Rücklaufdrehzahl betrieben. Diese wird durch die von dem Netz io über den Einstellwiderstand 5 abgenommene Erregerspannung, vermindert um die Gegenerregung der Hilfsmaschine 3, sicher eingestellt. Sobald der Anschlag für die Umkehr der Drehrichtung ausgelöst ist, wird der Schalter 6 in seine andere Schaltstellung gebracht, und damit die Feldrichtung i x des Leonardgenerators umgepolt. Da jedoch der Arbeitsmotor2 und damit auch die mit diesem g ekuppelte Hilfsmaschine 3 infolge der vorhandenen Umlaufenergie noch einige Zeit in derselben Drehrichtung weiterlaufen, wird durch die gleichzeitige Umschaltung der Zweige des Sperrventils 7 dem Erregerstromkreis des Schützes 8 die Spannung der Hilfsmaschine 3 zugeführt. Dies bewirkt, daß das Schütz 8 anzieht und damit unter Umgehung des Einstellwiderstandes 5 die volle Erregerspannung an die Feldwicklung ii des Leonardgenerators i gelegt wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Bremswirkung so erhöht wird, daß der Arbeitsmotor nach einem verhältnismäßig kurzen Bremsweg zum Stillstand kommt. In dem Augenblick wird aber auch die Spannung im Erregerstromkreis des Schützes zu Null, so daß dieses wieder abfällt. Damit kommt aber für den Generator i nur noch die normale Betriebserregerspannung zur Wirkung, so daß dieser wiederum nur auf die am Einstellwiderstand eingestellte, im allgemeinen langsamere Schnittgeschwindigkeit beschleunigt wird. Diese Vorgänge wiederholen sich in entsprechender Weise bei jedem Wechsel der Drehrichtung des Arbeitsmotors.The mode of operation of the device according to the invention is shown below Explained in more detail with reference to the drawing: With the position of the switch as shown 6, the working motor 2 is set at the speed set on the setting resistor 5 Reverse speed operated. This is determined by the from the network io via the setting resistor 5 Reduced excitation voltage, reduced by the counter-excitation of the auxiliary machine 3, safely set. As soon as the stop for reversing the direction of rotation is triggered is, the switch 6 is brought into its other switch position, and thus the Polarity reversal of the field direction i x of the Leonard generator. However, since the work motor 2 and thus also the auxiliary machine 3 coupled with this due to the existing circulating energy will continue to run in the same direction of rotation for some time, thanks to the simultaneous Switching the branches of the shut-off valve 7 the excitation circuit of the contactor 8 the Voltage of the auxiliary machine 3 is supplied. This causes the contactor 8 to pick up and thus bypassing the setting resistor 5, the full excitation voltage to the Field winding ii of the Leonard generator i is placed. In this way it is achieved that the braking effect is increased so that the work engine after a relatively short braking distance comes to a standstill. But in that moment there is also tension in the excitation circuit of the contactor to zero, so that it drops out again. With that comes but for the generator i only the normal operating excitation voltage is effective, so that this in turn only to the one set on the setting resistor, in general slower cutting speed is accelerated. Repeat these operations in a corresponding manner each time the direction of rotation of the working motor changes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for achieving short braking distances reversing drives controlled in Leonard circuit, with one of the working motor powered auxiliary machine, excited in the N shunt, are equipped and with various Operational speeds should work, especially for machine tools, e.g. B. planing machines with a slower cutting speed and a higher return speed, characterized by means which remove the excitation of the Leonard generator from switching its field winding up to the standstill of the work motor regardless of the set Increase the operating speed depending on the direction of rotation as if in the opposite direction should be reversed to the top speed.

2. Device according to claim i, characterized in that the working engine after the reversal a standstill is only accelerated to the speed set on the controller.

3. Device according to claim i and 2, characterized by one of the armature circuit Auxiliary machine-fed contactor (8), which after reversing the, Leonard generator the full excitation voltage to the field winding until the work motor comes to a standstill of the Leonard generator. q .. Device according to claim i to 3, characterized by an electrical in the circuit of the excitation coil of the contactor (8) Blocking valve (7), which keeps the contactor (8) energized only as long as the direction of rotation the auxiliary machine (3) corresponds to the position of the switch (6).