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Einrichtung zur selbsttätigen Verhinderung von Strompendelungen oder
Restströmen beim Stillsetzen von Leonard-Antrieben Beim plötzlichen Stillsetzen
von Leonard-Antrieben, z. B. von Fördermaschinen, aus dem vollen Lauf durch Auslösung
der mechanischen Sicherheitsbremse können erhebliche Ausgleichströme zwischen der
Steuerdynamo des Leonard-Umformers und dem unter der Bremse auslaufenden Motor auftreten.
Hierdurch entstehen unter Umständen schädliche Zusatzbremskräfte, die erfahrungsgemäß
bei Treibscheibenmaschinen ein Seilwandern oder Seilrutsch verursachen und damit
die auf dem Förderkorb befindlichen Mannschaften wie auch die Maschine selbst gefährden
können. Die Ursache dieser Ausgleichströme ist auf den verschiedenartigen Verlauf
der EMKe von Dynamo und Motor während des Bremsverlaufs zurückzuführen. Der Ausgleichstrom
kann sowohl positiv als auch negativ sein, je nachdem, ob im Augenblick die EMK
der Dynamo oder die des Motors überwiegt. Dabei kann nach den Erfahrungen während
des mehrere Sekunden andauernden Bremsverlaufs bis zum Stillstand der Maschine auch
ein mehrfacher .Stromwechsel (Pendelungen) auftreten. Diese Verhältnisse sind in
Abb. i der Zeichnung in einem Schaubild dargestellt,
in dem die
EMKe von Motor und Steuerdynamo sowie der durch die Abweichungen der EMKe hervorgerufene
Ausgleichstrom in Abhängigkeit von der Bremsdauer dargestellt sind. Hierbei bedeutet
die Kennlinie i die EMK des :Motors und die Kennlinie 2 die EMK der Steuerdynamo
des Leonard-L-mformers. Durch die Jschraffierte Fläche ist die Fehlerabweichung
der beiden E'-\1Ise gegeben welche die mit 3 bezeichnete Kennlinie des Ausgleichstroines
hervorruft. Im übrigen sind diese Verhältnisse stark von dem jeweiligen Lastzustand
und der gerade herrschenden Geschwindigkeit bzw. vom Erregungszustand der -Maschinen
abhängig, der im Augenblick herrscht, trenn die Anlage durch die mechanisch vvirkende
Sicherheitsbremse stillgesetzt «-ird.
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Uni die Entstehung dieser Stronipendelungen beim Stillsetzen und die
sich daraus ergebenden Schwierigkeiten und Gefahren zti verhindern, müssen Vorkehrungen
getroffen werden, um eine möglichst gute Übereinstimmung zwischen der Generatorspannung
und der EtMK des unter der Bremse auslaufenden -Motors sicherzustellen. Die Entregung
der Steuerdynamo muß demnach sowohl jeweils der Zeitdauer des Bremsvorgangs angepaßt
,werden als auch dem zeitlichen "erlauf der EMK des erregt auslaufenden Motors entsprechen.
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Es sind nun bereits verschiedene Maßnahmen und Einrichtungen bekanntgeworden,
um diese Verhältnisse zu beherrschen. d. h. die erforderliche Übereinstimmung des
EMK-Verlaufs von -Motor und Dynamo sicherzustellen. Dies erfolgt beispielsweise
in bekannter Weise durch leistungsabhängige Verzögerung des Bewegungsablaufes des
besonders vorgesehenen Entregungswiderstandes (des sog. Notschalters) oder durch
Abgleichung der magnetischen Zeitkonstanten des -Motors und der Dynamo mittels BW
iderständeii ini Feldkreis. Alle diese bekannten Einrichttmgen sind jedoch nur sehr
unvollkommen und begrenzt wirksam. Sie sind immer auf einen bestimmten Betriebsfall
abgestimmt und wirken datier nicht in gleicher Weise bei allen Betriebszuständen.
Ferner werden mit größer werdenden Leistungen und Erregerströmen des -Motors schwere
Sonderschalter wie Schütze oder -Walzenschalter erforderlich. Diese Elemente sind
wegen der Gefahrenquellen in Erregerkreisen nicht gern gesellen und sollen daher
besser vermieden Gerden.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit der Aufgabe, diese
Schwierigkeiten zu beseitigen und eine Einrichtung zu schaffen, die beim Stillsetzen
des Motors aus jedem Betriebszustand heraus gleichermaßen arbeitet, d.li. die erforderliche
Übereinstimmung des EMK-Verlaufs von Motor und D_vriamo in allen Fällen sicherstellt.
Nach der Ertiii-Flung wird dies dadt=irch erreicht, daß während des Stillsetzens
des :Motors abhängig vom Strom im Leonard-iyreis die Erregung der Steuerdvilanlo
über einen durch einen Schnellregler bzw. durch ein Richtungsrelais gesteuerten
,Widerstand unmittelbar oder mittelbar über die Erregermaschine derart beeinflußt
wird, daß der Ausgleichstroin im Leonard-Kreis auf -Null geregelt wird. Damit wird
erreicht, dalr in der Praxis höc1istelis vorübergehend unbedeutende und ungefährliche
Stromwerte auftreten können. Nach der Erfindung wird die auf diese Weise gesteuerte
Erregung abhängig voll der Richtung und Größe des Fehlerstromes bzw. Ausgleichstromes
positiv oder negativ gerichtet derart, daß letzterer miterdrückt wird. oder mit
anderen Worten: Die Einrichtung gleicht die Abweichung der EMK der Steuerdynamo
von jener des erregt auslaufenden Fördermotors aus.
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in Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das
im folgenden näher beschrieben wird.
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In Abb.2 bedeutet a die Steuerdvilanio und b den Motor des LeonardAntriebs.
Der Leonard-Generator a arbeitet in bekannter Weise ohne Zuhilfenahme von Schaltern
zur Stromunterbrechung unmittelbar auf den Motor b. Das Feld c des Motors 1) wird
von einer eigenen Erregermaschine gespeist. die in der Abbildung der Einfachheit
halber weggelassen ist. Dagegen wird der Leonard-Generator a mittelbar von einer
Erregermaschine e erregt, deren eine Erregerwicklung f in bekannter Weise mittels
eines Steuerwiderstandes g zwischen Null und einem maximalen Wert in positiver oder
negativer Richtung geregelt wird. Der Steuerwiderstand g ist an das letz
Ir geschaltet. Im Steuerkreis der Wicklung fliegt ferner der Eiitregungs«-iderstand
oder -Notschalter 3a, der beim Stillsetzen des Motors, z. E. im Falle der Gefahr.
betätigt wird.
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Mach der Erfindung ist ein als Richtungsrelais arbeitender Schnellregler
;;c vorgesehen, der die Aufgabe hat, beim Stillsetzen des -Motors b durch die Sicherheitsbremse
bzw. durch Betätigung des Notschalters n den auftretenden Ausgleichstrom selbsttätig
auf Null zu regeln. Das Drehsystem ei des Schnellreglers ist einerseits über den
Hilfsschalter all das Netz la angeschlossen. andererseits wird es vorn Ausgleichstroin
1izw. voll `litints aus beeinflußt. Der Regu',-,viderstand r des Schnellreglers
in liegt über den Hilfsschalter., ebenfalls all der vorhandenen Stromquelle, d.
h. dem -Netz li., das beim Ansprechen des Schnellreglers eine besondere Ililfserreger-
Wicklung
i der Erregermaschine e speist. Abhängig von der Richtung des Ausgleichstromes im
Leonard-Kreis schlägt der Schnellregler m aus der Mittellage in der einen oder anderen
Richtung aus und beeinflußt damit die Hilfsfeldwicklung i und somit auch das Feld
des Leonard-Generators a derart, daß der Ausgleichstrom unterdrückt bzw. auf Null
geregelt wird.
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Die Hilfsschalter k1 und k2 sind miteinander gekuppelt. Sie sind während
des Normalbetriebes offen und verhindern damit das Ansprechen der Einrichtung. Diese
ist also während des Normalbetriebes außer Wirkung. Erst nach dem Einleiten des
Entregungsvorgangs durch den Notschalter n wird durch diesen der Hilfsschalter k1,
k2 geschlossen und die Ausgleichregelung in Tätigkeit gesetzt.
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Abweichend von dem in Abb. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann
die Hilfserregerwicklung i anstatt auf der Erregermaschine e auch auf der Steuerdynamo
a selbst angebracht werden. Weiterhin kann auch die Hilfserregerwicklung i ganz
weggelassen werden und die eigentliche Erregerwicklung f über einen vom Notschalter
n gesteuerten Umschalter gespeist werden. Der genannte Umschalter verbindet dann
im Normalbetrieb die Erregerwicklung f mit dem Steuerwiderstand g und schaltet sie
nach Betätigung des Notschalters n auf den Schnellregler m um.
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An Stelle des Schnellreglers m kann auch ein Richtungsrelais verwendet
werden, das einen einstellbaren, durch einen Widerstand in seiner Größe begrenzten
Erregerimpuls in positiver oder negativer Richtung in den Erregerkreis einschaltet.
Schließlich kann die Einrichtung auch jedesmal dann zum Eingreifen gebracht werden,
wenn der Steuerwiderstand g in die Nullstellung kommt bzw. wenn zusätzlich die mechanische
Bremse angezogen wird. ln diesen Fällen verhindert dann die Einrichtung, daß trotz
der Nullstellung des Steuerwiderstandes unerwünschte Ströme und Drehmomente am Motor
bestehenbleiben, die durch irgendwelche Selbsterregungsvorgänge hervorgerufen werden.