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Verfahren zur Regelung von Mehrmotorenantrieben Für den Antrieb von
Papiermaschinen u. d@gl. werden bekanntlich Mehrmoterenantriebe verwendet, bei denen.
jede einzelne Teilmaschine ein besonderes Antriebsaggregat erhält. Eine Papiermaschine
setzt sich aus vielen Teilmaschinen, mitunter bis zu dreißig und mehr, zusammen,
so daß dann. ebenso viele Einzelantriebe vorhanden sein müssen, deren Geschwindigkeiten
in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen und mit der größten Genauigkeit
aufrechterhalten werden müssen. Zur Aufrechterhaltung dieser Geschwindigkeitsverhältnisse
werden bekanntlich bei Mehrmotorenantrieben mechanische oder elektrische Differentiale
verwendet. Bei der Anwendung solcher Antriebe für Papiermaschinen müssen aber die
Antriebe je nach der zu erzeugenden Papiersorte in weiten Grenzen regelbar sein.
Für die Teilmaschinen werden meistens Gleichstromnebenschlußmotoren benutzt, die
an einen gemeinsamen Le@anarddyrvamo oder an einen Zu- und Gegenschaltapparat angeschlossen
werden. Durch die Einstellung
der den 'Motoren zugeführten Ankerspannung
werden die verschiedenen Grundgeschwindigkeiten bestimmt. Die Relativgeschwindigkeiten
zwischen den einzelnen Antriebsgruppen werden durch Feldänderungen der Teilmotoren
ereicht.
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Bei großen Regelbereichen, bei denen sich also bei den untersten Geschwindigkeiten
verhältnismäßig kleine Ankerspannungen ergeben, treten aber gewisse Schwierigkeiten
für dieReg.lung auf. indem sich der Ohmsche Spannungsabfall der 'Motoren störend
bemerkbar macht. wobei die Stabilität der Regelung ungünstig b-°einflußt wird.
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Diese großen Regelbereiche können bekanntlich auf verschiedene
Weise verwirklicht werden. Beispielsweise wird der gesamte Regelbereich dadurch
unterteilt, daß die stets zur Anwendung kommenden Getriebe zwischen -Motor und anzutreibender
Welle als Getriebe mit zwei umschaltbaren Übersetzungen, also ähnlich wie beim Automobil,
ausgebildet werden. Beträgt beispielsweise der Gesarutregelbereich i : i j und das
Verhältnis der zwei Getriebeübersetzungen 1:3. so brauchen die 'Motoren
dann nur noch im Verhältnis i :3 durch Änderung der zugeführten Anlc-erspann:ang
geregelt zu werden, wobei sich noch annehmbare Verhältnisse für die Regelung ergeben.
Anordnungen mit - umschaltbarem Getriebe besitzen jedoch den -Nachteil, daß beim
Übergang von einer Geschwindigkeitsstufe zur anderen die Papiermaschine stillgesetzt
werden muß. Infolgedessen kann der ganze Regelbereich der 'Maschine nicht ohne Unterbrechung
durchfahren werden.
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Eine andere bekannte Art der Geschwindiglieitsreg-lung eines Papiermaschinenantriebs
besteht darin, daß in Reihe mit jedem Teilmotor eine Zusatztnaschine gleichbleibender
Drehzahl geschaltet wird, die den Zweck hat, den ßhmschen Spannungsabfall des Motors
zu kompensieren. Die Regeleinrichtung zur Aufrechterhaltung des relativen Gleichlaufs
beeinflußt in solchen Fällen nicht das Feld des Motors, sondern die Erregung der
Zusatzmaschine. Die Schaltung wird so getroffen, daß diese beispielsweise eine Zu-
oder Gegenspannung von @ bis iooio, bezogen auf die maximale Ankerspannung der Teilmotoren.
liefert. und dies giniigt, um den Ohmsch,en Spannungsabfall des 'Motors vollkommen
zu kompensieren und die 'Motordrehzahl nachzuregulieren.
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Dadurch, daß bei Atlordnungen der zuletzt erwähnten Art jedem Teilmotor
eine Zusatzmaschine zugeordnet wird, wird aber die Anlage in elektrischer Hinsicht
ziemlich verwickelt und vor allem die Betriebssicherheit der Anlage beeinträchtigt.
Die Zusatzmaschinen sowie ihre Antriebsmotoren müssen nämlich genau wie die Teilmotoren
dauernd in Betrieb sein und erfordern eine entsprechende Wartung und Unterhaltung,
die sich hauptsächlich auf die Kollektoren und Lager dieser Zusatzmaschinen bezieht.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Regelung von
lleltrmotorenantrieben, insbesondere für Papiermaschinen mit großem -Regelbereich,
bei «-elchen in Reihe mit dem Anker jedem Teilmotor eine Zusatzmaschine zugeordnet
ist, aber diese letzteren nicht wie bis anhin dauernd in Betrieb gehalten werden
müssen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß für die Drehzahlregelung
bei kleinen Arbeitsgeschwindigheiten die Zusatzmaschinen eingeschaltet sind, wobei
eine Änderun,- der Drehzahl sowohl durch eine Änderung des Erregerfeldes der Teilmotoren
wie auch durch eine Änderung der von den Zusatzmaschinen gelieferten Spannung bewirkt
wird. während bei den höheren Arbeitsgeschwindigkeiten die Zusatzmaschinen stillgesetzt
sird und die Drehzahlregelung lediglich durch eine Feldänderung der Teilmotoren
erfolgt.
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An Hard der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. und zwar
ze:--t die Figur in schematischer Weise eine Anordnung für die Drehzahlregelung
eines 1Iellrnlotorenatltriebs für Papiermaschinen.
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Der beispielsweise von einem Dreipllasellmotor2 angetriebene L°onardd_vramo
i speist die Sammelschiene 3, an die die einzelnett Teilmotoren .4 der Papiermaschine
angeschlossen sind. Zwischen jeder'' Anker der lIotoren .M und der einen Sammelschiene
3 ist je eine Zusatzmaschine 3 geschaltet. Die Einstellung der gewünschten @rbeiageschwindigkeit
der Papiermaschine wird durch eine entsprechende Einstel:ung der Leonardspannung
mittels des Feldreglers 6 bewirkt. Die Zusatzmaschinen 5 werden durch einen gemeinsamen
oder mehrere Einzelmotoren angetrieben.
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Zur Aufrechterhaltung der relativen Geschwindigkeiten zwischen den
einzelnen Teilmotoren d. sind die Regler ; vorgesehen, die mehr oder weniger Widerstand
im Erregerkreis des Motors d. einschalten and somit seine Drehzahl beeinflussen.
Jeder Regler; wird in bekannter Weise durch ein elektrisches Differential 8 gesteuert,
welches über Zahnräder g den Kontaktsektor io und somit den dazugehörigen Widerstand
verstellt.
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Jede Zusatzmaschine ; ist mit zwei Erregerwicklungen i i und 12 ausgerüstet,
wobei die eine Wicklung i i konstant erregt ist, während die t%'icklun- 12 in Reihe
mit der Feldwicklung 13 des Teilmotors 4 geschaltet ist. Diese zwei Erregerwicklungen
r i, 12 sind so bemessen, daß bei einem mittleren Erregerstrom
in
den Wicklungen 12 und 13 die Amperewindungen von, den Wicklungen i i und 12 gleich
sind. Diese letzteren sind gegeneinandergeschaltet, so daß bei Gleichheit._-der
Amperewindungen die Zusatzmaschinen 5 spannungslos sind. Spricht nun ein Regler
7 an und: vermindert den Erregerstrom, so wird die Gleichheit der Ampenewin.dungen
gestört, die Wicklung i i überwiegt, und die Zusatzmaschine 5 liefert dann eine
Spannung, die sich zu der vom Leonardgenerator i gelieferten addiert. Durch die
erhöhte Spannung, die dem Anker des Teilmotors q. zugeführt wird, sowie durch ,die
Feldschwächung in der Erregerwicklung 13 wird die Drehzahl des TeilmOtOrs q. erhöht.
Wirkt jedoch der Regler 7 im umgekehrten Sinne, um die Drehzahl des Teilmotors q.
zu vermindern, so. wird der Erregerstrom in. den Wicklungen 12, 13 verstärkt. Es
überwiegt dann der Einfluß der Wicklung 12 über die Wicklung i i, und die Zusatzmaschine
5 liefert dann eine Spannung, die der vom Leonardgenerator gelieferten entgegengerichtet
ist, so daß die dem Motor ¢ zugeführte Ankerspannung kleiner ist als die Leonardspannung.
Durch die kombinierte Wirkung der verminderten Ankerspannung und die Feldverstärkung
in der Wicklung wird daher die Drehzahl des Teilmotors q. erniedrigt.
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Es wird also für die Regelung der Drehzahl der Teilmotoren sowohl
das Motorfeld als auch die Spannung der in Reihe geschalteten Zusatzmaschine geändert,
wobei die. Spannung nicht nur im Werte sondern auch der Richtung nach geändert wird.
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Die bisher beschriebene Drehzahlregelung bezieht sich lediglich auf
den unteren Arbeitsbereich der Maschine, wo die Ankerspannungen der Teilmotoren
verhältnismäßig klein sind. Soll aber die Maschine mit einer höheren Arbeitsgeschwindigkeit
arbeiten., d. h. im oberen Arbeitsbereich laufen, so wird gemäß der Erfindung durch
den Schalter 15 der Stromkreis der Erregerwicklung i i unterbrochen und die Feldwicklung
12 kurzgeschlossen, und hierauf mittels des Schalters 14 der Anker der Zusatzmaschine
5 kurzgeschlossen und gleichzeitig der Antriebsmotor für .letztere stillgelegt.
Dies wird bei allen Zusatzmaschinen 5 gemacht, und zwar entweder durch einen oder
mehrere handbetätigte Schalter oder mittels elektromagnetisch gesteuerter Apparate.
Im oberen Arbeitsbereich werden daher die Teilmotoren q. mittels des zugehörigen.
Reglers 7 lediglich durch Feldänderung in relativem Gleichlauf gehalten.
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Die Betätigung der erforderlichen Schalter beim Übergang vom unteren
zum oberen Arbeitsbereich und umgekehrt kann in Abhängigkeit von der Spannung des
L£onard= dynamos i, der j a ein Maß für die Arbeitsgeschwindigkeit der Papiermaschine
darstellt, erfolgen. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Stellung des Feldreglers
6, durch den die Lconardspannung eingestellt wird, für diesen Zweck zu benutzen.
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Das Regelverfahren nach der Erfindung ist besonders vorteilhaft in
solchen Fällen, wo. die Papiermaschine vorwiegend mit einer höheren. Arbeitsgesch.-Nvindigkeit
laufen soll, weil dann die Zusatzmaschinen entsprechend selten in Betrieb sind,
und die Teile derselben, die einer Abnutzung unterworfen sind, stark geschont werden
können. Ferner ist noch zu berücksichtigen., daß die Zusatzmaschinen den Wirkungsgrad
des: ganzen Antriebs. naturgemäß etwas heruntersetzen, so daß es auch bezüglich
einer Verminderung der Energiekosten sehr erwünscht i-st, die Zusatzmaschinen nicht
unnötigerweise in Betrieb zu halten.