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Stromabhängige Anlaßsteuerung für Mehrmotorenantriebe In Förderanlagen
und ähnlichen Triebwerken, wie beispielsweise Papiermaschinenantrieben, Zeitungsdruckmaschinen,
Walzwerksantrieben usw., die eine Mehrzahl von elektrischen Antriebsmotoren aufweisen,
ist es häufig z. B. mit Rücksicht auf die Gewährleistung eines ungestörten Fertigungsvorganges
erforderlich, die Antriebsmotoren in einer bestimmten Reihenfolge anzulassen. Dabei
ist es gleichgültig, ob das Anlassen von Hand oder selbsttätig durchgeführt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ist, wenn die Steuerung der aufeinanderfolgenden Motoren
lediglich zeitabhängig erfolgt, verhältnismäßig einfach. So ist es z. B. möglich,
durch einen Hilfsmotor eine Steuerwalze anzutreiben, mit der nacheinander in einstellbaren
Zeitabständen die einzelnen Motoren entweder unmittelbar oder über Schütze eingeschaltet
werden. Bei einer ähnlichen Schaltung mit Zeitwalze hat man vorgeschlagen, die Spannungsspulen
der die Motorschalter steuernden Schütze einerseits über die Kontakte des Zeitwerks,
andererseits über einen Hilfskontakt des nächstfolgenden Schützes an das Netz zu
legen. Im ersten Fall erfolgt die Sicherung der Zeitfolge rein mechanisch, im zweiten
Fall teils mechanisch, teils elektrisch. Häufig reichen aber derartige Maßnahmen
nicht aus, es muß vielmehr allein schon mit Rücksicht auf die Netzbelastung verlangt
werden, daß das Anlassen des nächstfolgenden Motors erst dann einsetzt, wenn der
Anlaufstrom des vorhergehenden Motors abgeklungen ist. Es kommt also zur Zeitabhängigkeit
hinzu oder tritt überhaupt an deren Stelle eine Stromabhängigkeit des Anlaßvorganges.
Auch hierfür sind bereits Vorschläge gemacht worden, z. B. die Verwendung von Stromwächtern
oder Beschleunigungsrelais, die die Anlaßschütze in Abhängigkeit vom Anlaßstrom
steuern. Man hat auch schon das Anlassen des nächstfolgenden Motors eines Mehrmotorenantriebes
in Abhängigkeit vom Anlaufständerstrom des jeweils anlaufenden Motors gebracht.
Die stromabhängige Durchführung des Anlaßvorganges ist aber bei den
bekannten
Anordnungen deshalb schwierig zu erzielen, weil die einzelnen Motoren z. B. der
Förderanlage ganz unterschiedliche Leistungsaufnahme besitzen können und dann jedem
Motor ein besonderer, ihm angepaßter Stromwächter zuzuordnen ist. Die Schaltungen
werden dann aber verwickelt und weisen zahlreiche Fehlerquellen auf.
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Die Erfindung betrifft eine stromabhängige Anlaßsteuerung für Mehrmotorenantriebe
mit zwangsläufiger Schaltfolge und löst die gestellte Aufgabe auf einfache Weise.
Nach der Erfindung wird zur Sicherung der Schaltfolge nur ein einziger Stromwächter
vorgesehen, dessen Spule nacheinander in die Sekundärstromkreise von Stromwandlern
geschaltet wird, die primärseitig in den zu überwachenden Motorstromkreisen liegen.
Es wird also nach der Erfindung der einzige vorhandene Stromwächter nacheinander
den einzelnen zu überwachenden Motoren zugeordnet, so daß, solange diese Zuordnung
noch nicht erfolgt und der Anlaufstrom des gerade angelassenen Motors noch nicht
abgesunken ist, das Anlassen des und der nächsten Motoren unmöglich ist. Auf dem
durch die Erfindung vorgeschlagenen Wege gelingt es erstmals, eine stromabhängige
Anlaßsteuerung von Mehrmotorenantrieben durch nur einen einzigen Stromwächter überwachen
zu lassen. Dabei bedarf es keiner Verwickelung im Aufbau der Schaltung, denn in
derartigen Anlagen sind z. B. für die Speisung des thermischen Überstromschutzes
oder der Meßinstrumente sowieso Stromwandler vorhanden, die nach der Erfindung einer
zusätzlichen Aufgabenlösung zugeführt werden. Begünstigt wird dies noch durch die
Tatsache, daß die Stromwandler in solchen Anlagen meist auf eine einheitliche Sekundärstromstärke,
beispielsweise 5 Amp., übersetzen, so daß Meßgeräte oder Relais stets für den gleichen
Nennstrom ausgelegt werden können. Daher gelingt es zufolge der Erfindung auch,
den in den bisherigen stromabhängigen Anlaßsteuerungen störenden Umstand der verschiedenen
hohen Leistungsaufnahme der einzelnen Motoren völlig auszumerzen.
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Das Schalten der Stromwächterspule nacheinander in die Sekundärstromkreise
der Stromwandler kann in verschiedener Weise bewerkstelligt werden. Man kann z.
B. hierfür eine Steuerwalze vorsehen, die von dem zuerst anzulassenden oder von
einem Hilfsmotor angetrieben wird. Sehr vorteilhaft ist es, die die Stromwächterspule
enthaltende Steuerleitung an zwei Sammelschienen anzuschließen, an die die Sekundärstromkreise
der Wandler, und zwar zweckmäßig durch Hilfskontakte an den Motorschaltgceräten
beim Einschalten des zugehörigen Motors an- und von denen sie beim Einschalten des
nächstfolgenden Motors abgeschaltet werden. Auch dies bedingt keinen verwickelten
Aufbau insbesondere der Schaltschütze, die nur wenige, in üblichen Grenzen liegende
Hilfskontakte aufzuweisen brauchen. Man gewinnt aber durch diesen Vorschlag nach
der Erfindung die Möglichkeit, die beiden Steuersammelschienen, die natürlich keine
starrenGebilde zu seinbrauchen, an die beliebigsten Stellen einer Förderanlage,
einer Maschinenhalle o. dgl. zu führen und an diese eine beliebige Zahl von Stromwandlern
zum Anlassen einer entsprechend großen Zahl von Motoren anzuschließen.
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In welcher Weise der Stromwächter auf den Anlaßvorgang einwirkt, um
die gewollte Schaltfolge zu gewährleisten, ist für die Erfindung belanglos. Man
kann z. B. den Stromwächterkontakt in die Speiseleitung des Hilfsmotors der bekannten
Steuerwalze legen, so daß diese stehenbleibt und nicht weiterschalten kann, solange
der Anlaufvorgang des vorhergehenden Motors noch nicht beendet ist. Man kann z.
B. bei Anlaßschützensteuerungen die einzelnen Anlaßschütze abwechselnd an zwei oder
mehrere Steuersammelschienen legen, die. abwechselnd von einem Zeitwerk an Spannung
gelegt werden, und kann den Lauf dieses Zeitwerkes vom Stromwächter steuern oder
die Speiseleitung der Steuersammelschienen erst durch den abfallenden Stromwächter
an Spannung legen lassen. In solchen und ähnlichen Fällen handelt es sich um teils
zeit-, teils stromabhängige Anlaßsteuerungen. Man kann aber auch den Stromwächterkontakt
derart in den Spulensstromkreis eines Hilfsschützes legen, daß dieses in Abhängigkeit
vom Ansprechen oder Abfallen oder Ansprechen und Abfallen des Stromwächters Steuerimpulse
erteilt und dadurch fortschaltend die Motorschalter in die Einschaltstellung bringt;
in diesem Fall liegt eine rein stromabhängige Anlaßsteuerung vor. Auch selbst bei
handbedienten Motorschaltern, z. B. von Hand einzulegenden Motorschutzschaltern,
läßt sich die Erfindung anwenden.
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Eine sehr zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlaßsteuerung
besteht darin, daß die den Stromwächterkontakt enthaltende Ansprechleitung zwischen
eine Haupt- und eine Hilfsphase des Steuerstromkreises geschaltet wird, an die nacheinander
die Schaltgeräte der nachfolgend anzulassenden Motoren beim Einschalten des vorhergehenden
Motors durch Hilfskontakte vorbereitend angeschlossen werden. Man erreicht auf diese
Weise ohne umständliche Hilfsmittel, nämlich unter Anwendung üblicher Schütze mit
wenigen Kontakten eine zusätzliche Sicherheit dagegen, daß einer der Motoren außerhalb
der vorgesehenen Reihenfolge zum Anlassen gebracht wird. Dies gilt besonders für
diejenigen Fälle, bei denen das Anlassen durch handbediente Schalter erfolgt. Hierzu
empfiehlt die Erfindung weiter, die Ansprechleitung des Stromwächters nacheinander
an die Stromkreise der Nullspannungsspulen handbedienter Motorschutzschalter anzuschließen,
wobei beim Einlegen eines jeden Motorschutzschalters die zugehörige Nullspannungsspule
vom Ansprechkreis abgetrennt und an eine Selbsthalteleitung angeschlossen wird.
Eine solche Schaltung hat u. a. den wenigstens mitunter sehr erwünschten Vorteil,
daß bei einem z. B. zufolge Überlastung bewirkten Ausfall des einen Motors in der
Reihe auch die nachfolgenden Motoren zum Abschalten gebracht werden, so daß, weil
beispielsweise bei Förderanlagen
die Förderrichtung entgegengesetzt
zur Anlaßreihenfolge der Motoren verläuft, der Anfang der Förderung stillgesetzt,
der Endteil der Förderung aber weiter durchgeführt wird.
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Die Zeichnung läßt beispielsweise Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens
erkennen. Abb. i zeigt die grundsätzliche Schaltung schematisch, wobei e: offen
gelassen ist, in welcher Weise die das Einschalten der Motoren bewirkenden Geräte
ausgebildet sind und gesteuert werden. Abb. 2 läßt einen Schaltplan bei Verwendung
handbedienter Motorschutzschalter erkennen. In beiden A1r bildungen gehören die
mit römischen Ziffern bezeichneten Motorstromkreise zu den mit gleichen, jedoch
arabischen Ziffern bezeichneten Schaltgeräten.
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Bei dem in Abb. i dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Förderantrieb
mit drei Motoren angenommen, deren Speiseleitungen mit I, I1, 111
bezeichnet
sind; die Anzahl der anzulassenden '_vIotoren ist jedoch, wie in Abb. i angedeutet,
unbeschränkt. Die Motoren sind in der Reihenfolge 1, 1I, III . . . anzulassen. jeder
Motor besitzt ein Schaltgerät i, 2 bzw. 3, dessen Ausbildung für die Erfindung unwesentlich
und das daher nur schematisch dargestellt ist. Empfehlens,.i#ert sind Schützensteuerungen,
die nicht dargestellten Schützenspulen können durch eine '.Meister- oder Nockenwalze
gesteuert werden, sehr vorteilhaft ist eine Anlaßeinrichtung nach der Patentschrift
73:I551, bei der die Schützenspulen abwechselnd an zwei Steuersammelschienen angeschlossen
werden, die wechselweise an Spannung gelegt werden, wozu ein Zeitwerk dienen kann.
jedes Schaltgerät i, 2, 3 besitzt einen Hauptkontakt 16 zum Schließen und Öffnen
des zugehörigen Motorstromkreises I, 1I bzw. 111, ferner einen Hilfsschließkontakt
14 und mit Ausnahme des Schaltgerätes i des zuerst anzulassenden Motors einen weiteren
Hilfsschleifkontakt 15. An die beiden Steuersammelschienen 5. 6 ist mittels der
beiden Leitungen 9, io die Spule 7 des Stromwächters 8 angeschlossen, dessen Öffnungskontakt
17 in einer Steuerleitung 18 liegt, vermittels deren (las Ansprechen der
Einschaltschütze in irgendeiner Weise bewirkt wird. So kann z. B. bei Anwendung
der Einrichtung nach der Patentschrift 734 551 die Speiseleitung des Zeitwerkes
an die Leitung 18 angeschlossen sein, so (laß das Zeitwert: stillgesetzt wird, solange
der Stromwächter 8 angezogen hat. An die Sammelschienen 5, 6 sind ferner, und zwar
für jeden der Motorstromkreise I, 11, III in gleicher Weise die Leitungen
11, 12 angeschlossen, in der außer den Hilfskontakten 14, 1,5 ein Meßinstrument
A und die Sekundärspule eines Stromwandlers 13 liegen, der primärseitig in den Motorstromkreis
I bzw. I1 bzw. III geschaltet ist. Eine Hilfsleitung i9 gestattet, den Sekundärwandlerkreis
in sich über das Meßinstrument A zu schließen.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Einschalten des ersten Motors
wird durch das Schaltgerät i nicht nur der Hauptkontakt 16, sondern auch der Hilfskontakt
14 und dadurch der Sekundärstromkreis des zugehörigen Wandlers 13 geschlossen.
Der Sekundärstromkreis verläuft aus der Sammelschiene 5 über die Leitung 9, Spule
7, Leitung io, Sammelschiene 6, Leitung i i, geschlossenen Hilfskontakt 14, Schleifkontakt
15, durch das Meßinstrument A, die Sekundärspule des Wandlers 13, Leitung 12 zur
Sammelschiene 5. Der in diesem Stromkreis durch den hohen Anlaufstrom im Motorstromkreis
i induzierte Strom bringt den Stromwächter 8 zum Ansprechen, so daß der Kontakt
17 in der Steuerleitung 18 geöffnet wird. Das als Beispiel angenommene Zeitwerk
der Einrichtung nach der Patentschrift 734 551 wird stillgesetzt, so daß die nachfolgenden
Motoren nicht zum Anlauf gebracht werden können. Erst wenn der Anlaufstrom im Stromkreis
I abgeklungen ist, fällt der Stromwächter 8 ab, es schließt sich am Kontakt 17 die
Steuerleitung 18, das Zeitwerk beginnt weiterzulaufen und bringt das Schaltgerät
2 zum Ansprechen. Das hat nicht nur zur Folge, daß der Motorstromkreis 1I geschlossen
wird, sondern auch der Schleifkontakt 15 des Schaltgerätes 2 zur Anlage an den Gegenkontakt
2o kommt. Dadurch ist der Stromwächter 8 aus dem zum bereits angelassenen Motor
I gehörenden Stromkreis herausgenommen und durch Schließen des Hilfskontaktes 14
des Schaltgerätes 2 in den Wandlerkreis des jetzt anzulassenden Motors II geschaltet;
außerdem ist der Wandlerkreis des ersten Motors über die Leitung i9 in sich geschlossen
worden. Nunmehr läuft der Motor 1I an, es spielen sich dabei die gleichen Vorgänge
ab wie zuvor beim Anlauf des ersten Motors. In gleicher Weise erfolgt nach Beendigung
des Anlaufs des zweiten Motors das Anlassen der nachfolgenden Motoren. Der einzige
vorhandene Stromwächter 8 wird jeweils bei Beginn eines Anlaßvorganges in den Wandlerkreis
des gerade anzulassenden Motors geschaltet, nach beendetem Anlauf dieses Motors
aus dessen Wandlerkreis heraus- und in den nächstfolgenden Wandlerkreis eingeschaltet.
Ein vorzeitiges Anlassen nachfolgender-Motoren. ist ausgeschlossen. Die hierzu erforderlichen
Hilfsmittel sind einfach, es bedarf weniger Hilfskontakte 1,4, 15 an den Schaltgeräten,
und es ist gleichgültig, in welcher Weise die Betätigung der Schaltgeräte 1, 2,
3 durchgeführt wird. Die Anlaßeinrichtung nach der Erfindung ist demnach vielseitig
anwendbar, umsomehr, als die Sammelschienen 5, 6 das Anschließen einer unbegrenzten
Anzahl von nacheinander anzulassenden Motoren gestatten. Die Wandler 13 sind sämtlich
so ausgelegt, daß sie unabhängig von der Leistungsaufnahme der Motoren sekundärseitig
auf eine einheitliche Stromstärke von beispielsweise 5 Amp. übersetzen, so daß der
Vorschlag nach der Erfindung auch selbst dann anwendbar ist, wenn die zu dem gleichen
Antrieb gehörenden Motoren unterschiedliche Leistungen aufweisen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 handelt es sich gleichfalls
um einen Antrieb mit drei Motoren, deren Anzahl aber wiederum unbeschränkt ist,
die in der Reihenfolge 1, 1I, 111
anzulassen sind; beim Ausführungsbeispiel
liegen die Motoren an dem dreiphasigen Netz N. Ihr Einschalten erfolgt durch Schaltgeräte
1, 2, 3, die als handbediente Motorschutzschalter 21 mit Nullspannungsspule 22 ausgebildet
sind. In jedem der Motorstromkreise I, II, III liegt wiederum je ein Stromwandler
13, in dessen Sekundärstromkreis 11, 12 ein Meßinstrument A vorgesehen ist. Der
an jedem, außer dem ersten, Schaltgerät 2, 3 untergebrachte Schleifkontakt 15 gestattet,
den Sekundärkreis über die Leitung i9 in sich zu schließen. Ferner sind in den Sekundärkreisen
an den Schaltgeräten die Hilfskontakte 14 vorgesehen. Die Spule 7 des einzigen vorhandenen
Stromwächters 8 liegt über die Leitungen 9, io an den Steuersammelschienen 5, 6.
Der Unterbrechungskontakt 17 des Stromwächters 8 ist mittels der Leitungen 23 24
einerseits an eine Hauptsteuerphase R, andererseits an eine Hilfsphase H angeschlossen.
An dieser liegt in gleicher Weise für jeden anzulassenden Motor über die Leitung
25 mit Schleifkontakt 26 das eine Ende einer Nullspannungsspule 22, deren zweites
Ende über die Leitung 27 zur Steuerphase S führt. Liegt somit die Nullspannungsspule
22 zunächst zwischen den Phasen S und H, so wird sie nach Umlegen des Schleifkontaktes
26 mittels der Leitung 28 zwischen die Hauptphasen R und S gelegt. Für das vorbereitende
Anspannunglegen der Nullspannungsspulen 22 des zweiten und der weiter noch
folgenden Motoren II, III ... trägt jedes Schaltgerät, bis auf das des zuletzt
anzulassenden Motors, noch einen Hilfskontakt 29, der die Verbindung zur Phase S
vermittelt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Einlegen des ersten Motorschutzschalters
21 wird der Stromkreis I des ersten Motors geschlossen, dieser läuft an. Dieses
Einlegen ist möglich, da die zugehörige Nullspannungsspule 22 zwischen den Steuerphasen
S und H liegt und die letztere zufolge des geschlossenen Stromwächterkontaktes
17 aus der Phase R gespeist wird. Dagegen wäre es nicht möglich, anstatt des Stromkreises
I irgendeinen der nächstfolgenden, z. B. den Stromkreis 11, als ersten einzuschalten,
da die zugehörige Nullspannungsspule 22 durch den noch offenen Kontakt 29 des ersten
Schaltgerätes i von der Phase S abgetrennt ist. Durch das Einlegen des ersten Schaltgerätes
i wird ferner die zugehörige Nullspannungsspule 22 durch den Schleifkontakt 26 von
der Leitung 25 (Phase H) ab- und unmittelbar an die Phase R über Leitung 28 geschaltet.
Ferner werden die Hilfskontakte 14 und 29 geschlossen, so daß durch den letzteren
die Nullspannungsspule 22 des nächstfolgenden Schaltgerätes 2 vorbereitend an die
Phase S geführt wird. Dies ermöglicht aber noch nicht das Einlegen des Schaltgerätes
2. Denn nunmehr läuft ein Strom aus der Schiene 5 über Leitung 9, Stromwächterspule
7, Leitung io, Schiene 6, Leitung 12, Wandler 13, geschlossener Kontakt 14, Schleifkontakt
15, Leitung 11 zur Schiene 5, der durch den hohen Anlaufstrom im Motorstromkreis
I in solcher Höhe induziert wird, daß der Stromwächter 8 anspricht und den Kontakt
17 öffnet. Die Hilfsphase H ist daher von der Steuerphase R abgetrennt, die Nullspannungsspule
22 des Schaltgerätes 2 erhält keine Spannung, so daß, wollte man während Bestehens
des hohen Anlaufstromes im Stromkreis I das Schaltgerät 2 einlegen, der Motorschutzschalter
2. nline claß seine Hauptkontakte zur Wirkung kommen. wieder zurückfällt. Erst wenn
die Einschaltstroinspitze im Motorstromkreis I abgeklungen und daher der Stromwächter
8 wieder abgefallen ist, gelingt das Einschalten des zweiten Motors, da dessen NullspannungsspuIe
nunmehr Spannung erhält. Beim Einlegen des Schaltgerätes 2 schaltet der Schleifkontakt
15 um, der Spulenstromkreis des Stromwächters 8 ist aus dem Wandlerkreis des ersten
Motors herausgeschaltet, der Wandlerkreis über die Leitung i9 in sich geschlossen.
Das Anlassen der weiter noch folgenden Motoren erfolgt in gleicher Weise.
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Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 wird der Stromwächter
8 nacheinander in die Wandlerkreise der in bestimmter Reihenfolge anzulassenden
Motoren geschaltet, das Einlegen in den Wandlerkreis erfolgt bei Beginn des Anlassens
des zugehörigen Motors, das Herausnehmen aus diesem Wandlerkreis bei Beginn des
Anlassens des nächstfolgenden Motors. Die Anzahl der nacheinander anzulassenden
Motoren und deren Leistungsaufnahme sind unwesentlich. Fällt einer der Motoren während
des Betriebes aus, so öffnet sich zugleich der Hilfskontakt 29 im Stromkreis der
Nullspannungsspule 22 des nächstfolgenden Motors und anschließend auch der etwa
weiter noch folgenden Motoren, so daß diese folgenden Motoren ebenfalls stillgesetzt
werden, während die davorliegenden Motoren, die meist das Ende des Fertigungs- oder
Förderungsganges bewirken, weiterlaufen.