DE827676C

DE827676C - Device for the automatic initiation and removal of the rotor short-circuit when switching to counter-current braking in drives with AC asynchronous motors

Info

Publication number: DE827676C
Application number: DEP30409A
Authority: DE
Inventors: Arthur Orth
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1949-01-01
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1952-01-14

Description

Einrichtung zum selbsttätigen Einleiten und Aufheben des Läuferkurzschlusses beim Umschalten auf Gegenstrombremsung bei Antrieben mit Wechselstrom-Asynchronmotoren Für den Antrieb von Förderhaspeln wird im allgemeinen der Drehstrom-Asynchronmotor mit Schleifringläufer verwendet, bei dem die Umschaltung der Drehrichtung durch Vertauschen zweier Phasen im Ständer erfolgt, während das Anlassen und die Drehzahlregelung durch Schalten von Widerständen im Läuferkreis vorgenommen wird. Nun ist bekanntlich die Drehzahl dieser Maschinengattung stark von der Last abhängig, d. h. der Asynchronmotor fährt nur dann annähernd eindeutig, wenn er mit kurzgeschlossenem Läufer betrieben wird.Device for the automatic initiation and removal of the rotor short-circuit when switching to countercurrent braking for drives with AC asynchronous motors The three-phase asynchronous motor is generally used to drive conveyor reels used with slip ring rotor, in which the direction of rotation is switched by Reversal of two phases in the stator takes place during starting and speed control is done by switching resistors in the rotor circuit. Well is known the speed of this type of machine strongly depends on the load, d. H. the asynchronous motor only runs approximately unambiguously if it is operated with a short-circuited rotor will.

Andererseits ist gerade bei derartigen Förderhaspeln das Lastmoment starken Schwankungen unterworfen, ja es geht sogar häufig vom Positiven ins Negative über. In diesem Falle müssen Sic4erheitseinrichtungen zur Anwendung kommen, die verhindern, daB die Maschine unter dem Einflug der sinkenden Last durchgeht. Eine Sicherheitseinrichtung hierfür besteht in der selbsttätigen LäuferkurzschluBvorrichtung, die von der bekannten Tatsache Gebrauch macht, daB bei einem Asynchronmotor der kurzgeschlossene Läufer die annähernd synchrone Drehzahl und damit die zulässige Seilgeschwindigkeit gegen den EinfluB aller beschleunigenden Momente unbedingt aufrechterhält und zugleich die durch die sinkende Last erzeugte Energie über Läufer und Ständer des Förder- bzw. Haspelmotors in das Netz zurückgibt.On the other hand, the load torque is precisely with such conveyor reels subject to strong fluctuations, in fact it often goes from positive to negative above. In this case, safety devices must be used that prevent the machine from passing under the inward flight of the sinking load. One The safety device for this consists of the automatic rotor short-circuit device, which makes use of the well-known fact that in an asynchronous motor the short-circuited rotors the approximately synchronous speed and thus the permissible Maintains rope speed against the influence of all accelerating moments and at the same time the energy generated by the falling load via the rotor and stand of the Returns conveyor or reel motor in the network.

Bei dieser Läuferkurzschlußvorrichtung ist es nun für die Sicherheit des Betriebes erforderlich, daß der Läuferkurzschluß vor dem Übergang auf Gegenstrombremsung zwangsläufig aufgehoben wird, um zu verhindern, daß zu hohe Drehmomente und Stromspitzen auftreten.With this rotor short-circuit device, it is now for safety The operation requires that the rotor short-circuit before the transition to counter-current braking is inevitably canceled in order to prevent excessive torques and current peaks appear.

Bei einer bekannten selbsttätigen Läuferkurzschlußvorrichtung für Förderhaspeln u. dgl. wird von der Motorwelle ein Fliehkraftschalter angetrieben, der bei Erreichen der synchronen Drehzahl den Läuferstromkreis mit Hilfe eines Relais über ein Schütz kurzschließt. Dieser Kurzschluß wird erst dann wieder aufgehoben, wenn der Steuerhebel bei der Rückführung in seine Mittelstellung durch einen Umschalter die Relaisstromspule stromlos macht. Um zu verhindern, daß der Läuferstromkreis beim Übergang auf Gegenstrombremsung ebenfalls kurzgeschlossen wird, ist außer dem am Steuerhebel angebrachten Umschalter noch ein Drehrichtungsschalter vorgesehen. Beide Umschalter sind so geschaltet, daß sie den Stromkreis zwischen Fliehkraftschalter und Relais nur dann schließen, wenn die Motordrehrichtung der Auslage des Steuerhebels entspricht, nicht aber, wenn mit Gegenstrombremsung gefahren wird. Durch diese Einrichtung wird erreicht, daß der Läufer des Haspelmotors bei Synchrondrehzahl unabhängig von der Aufmerksamkeit des Maschinisten selbsttätig kurzgeschlossen und dadurch die Gefahr des Durchgehens der Maschine vermieden wird.In a known automatic rotor short-circuit device for Conveyor reels and the like, a centrifugal switch is driven by the motor shaft, the rotor circuit with the help of a relay when the synchronous speed is reached short-circuits via a contactor. This short circuit is only canceled again, when the control lever is returned to its central position by a switch de-energizes the relay current coil. To prevent the rotor circuit is also short-circuited during the transition to counter-current braking, is also A changeover switch attached to the control lever is also provided with a direction of rotation switch. Both changeover switches are connected in such a way that they switch the circuit between the centrifugal switch and relays only close when the direction of motor rotation exceeds the position of the control lever corresponds, but not when driving with countercurrent braking. Through this facility it is achieved that the rotor of the reel motor at synchronous speed is independent of automatically short-circuited the machinist's attention and thereby the Risk of machine runaway is avoided.

Diese Einrichung genügt den an sie gestellten Anforderungen in vollem Umfang. Sie hat aber den Nachteil, daß sie einen verhältnismäßig großen Aufwand an Schalt- und Hilfseinrichtungen notwendig macht.This facility fully meets the requirements placed on it Scope. But it has the disadvantage that it is a relatively large effort makes necessary on switching and auxiliary equipment.

Nach der Erfindung, die sich demgemäß auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Einleiten und Aufheben des Läuferkurzschlusses beim Umschalten auf Gegenstrom bei Antrieben mit Wechselstrom-Asynchronmotoren, insbesondere von Förderhaspeln u. dgl. bezieht, werden diese Anforderungen in gleicher Weise, jedoch mit wesentlich einfacheren Mitteln erfüllt. Gemäß der Erfindung wird an den Wechselstrom-Asynchronmotor eine Gleichstrommaschine einfachster Bauart angebaut, die beispielsweise über Trockengleichrichter fremd erregt sein kann. Diese Gleichstrommaschine dient zur Erregung eines nicht polarisierten Relais; in dessen Stromkreis am Steuerhebel angeordnete Kontakte, ein regelbarer Widerstand sowie Sperrventile vorgeschaltet sind, und das dazu dient, den Läuferkurzschluß beim Übergang auf Bremsschaltung abhängig von der Drehrichtung aufzuheben.According to the invention, which accordingly relates to a device for automatic Initiation and removal of the rotor short-circuit when switching to countercurrent Drives with alternating current asynchronous motors, in particular conveyor reels and the like. refers to these requirements in the same way, but with much simpler ones Means met. According to the invention is to the AC asynchronous motor Direct current machine of the simplest design built on, for example via dry rectifier can be aroused by others. This DC machine is not designed to excite one polarized relay; contacts arranged in its circuit on the control lever, an adjustable resistor and shut-off valves are connected upstream, and which serves to the rotor short-circuit when switching to braking, depending on the direction of rotation to cancel.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, wobei der Einfachheit halber alle die Teile weggelassen sind, die nicht unmittelbar mit dem Erfindungsgegenstand in Verbindung stehen. Mit a ist der Wechselstrom-Asynchronmotor eines Förderhaspelantriebes bezeichnet, dessen Drehrichtungsumkehr in bekannter Weise durch Vertauschen zweier Phasen im Ständer vorgenommen wird. Die allgemein bekannten Einrichtungen zum Anlassen und zur Drehzahlregelung des Klotors vermittels Widerständen im Läuferkreis sind in der Abbildung weggelassen worden. Mit dem Motor a ist unmittelbar eine kleine Gleichstrommaschine b gekuppelt, die beispielsweise über Trockengleichrichter fremd erregt sein kann. Diese Gleichstrommaschine b speist über Kontakte cl und c., die mit dem Steuerhebel d für Auf, O, A betätigt werden, über einen regelbaren Vorwiderstand e das Spannungsrelais f, das die Aufgabe hat, bei zu hohen Drehzahlen den Läuferkurzschluß einzuleiten und ihn beim Übergang auf Gegenstrombremsung aufzuheben. Um sicherzustellen, daß der Läuferkurzschluß jeweils dann aufgehoben wird, wenn unabhängig von der Drehrichtung des Antriebsmotors von Fahren auf Bremsen übergegangen wird, sind in dem Stromkreis des Spannungsrelais f zwei Sperrventile g und h eingefügt.In the figure, an embodiment of the invention is shown schematically, for the sake of simplicity all the parts have been omitted that are not directly related to the subject matter of the invention. With a, the alternating current asynchronous motor of a conveyor reel drive is referred to, the direction of rotation of which is reversed in a known manner by interchanging two phases in the stator. The generally known devices for starting and regulating the speed of the Klotor by means of resistors in the rotor circuit have been omitted in the figure. A small DC machine b is directly coupled to the motor a, which can be externally excited, for example by means of a dry rectifier. This DC machine b feeds via contacts cl and c., Which are actuated with the control lever d for open, O, A, via a controllable series resistor e, the voltage relay f, which has the task of initiating the rotor short circuit at excessively high speeds and it at the transition to cancel countercurrent braking. In order to ensure that the rotor short-circuit is canceled whenever the transition from driving to braking is made regardless of the direction of rotation of the drive motor, two shut-off valves g and h are inserted in the circuit of the voltage relay f.

Nimmt man beispielsweise an, daß sich der Steuerhebel d in seiner Stellung Ab befindet, wobei der Kontakt e2 geschlossen ist, und nimmt man weiterhin an, daß der Motor a sich bei kurzgeschlossenem Läuferstromkreis mit seiner vollen synchronen Geschwindigkeit dreht, so sieht man ohne weiteres, daß das Relais f bei den an der Gleichstrommaschine b eingetragenen Polaritäten erregt wird, da das Sperrventil h den Stromverlauf zum Relais f freigibt. Wird nun bei diesem Betriebszustand durch Umschalten des Steuerhebels d über seine Nullstellung in die Stellung Auf die Gegenstrombremsung eingeleitet, so ist die Spannung der Gleichstrommaschine b über das Sperrventil g und den Regelwiderstand e auf das Relais f unwirksam, so daß dessen Kontakt f1 öffnet. Die Schaltverbindungen vom Relais f zum Läuferkreis des Motors a sind in der Abbildung weggelassen. Beim Öffnen des Kontaktes f1 wird der Läuferkurzschluß am Motor a aufgehoben.If one assumes, for example, that the control lever d is in its Ab position with the contact e2 closed, and one further assumes that the motor a rotates at its full synchronous speed when the rotor circuit is short-circuited, one can easily see that the relay f is energized with the polarities registered on the direct current machine b, since the check valve h releases the current flow to the relay f. If, in this operating state, the countercurrent braking is initiated by switching the control lever d over its zero position to the position On, the voltage of the DC machine b via the shut-off valve g and the control resistor e on the relay f is ineffective, so that its contact f1 opens. The switching connections from relay f to the rotor circuit of motor a are omitted in the figure. When contact f1 is opened, the rotor short-circuit on motor a is canceled.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich durch einen wesentlich einfacheren und damit billigeren Aufbau aus, da gegenüber der bekannten Einrichtung, bei der ein h@liehkraftschalter mit mehreren unabhängig voneinander schaltenden Kontakten, ein Drehrichtungsschalter sowie mindestens 2 Hilfsschütze erforderlich sind, lediglich eine Gleichstrommaschine einfachster Bauart in Verbindung mit zwei Sperrventilen benötigt wird. Sie hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß die gemäß der Erfindung verwendete Gleichstrommaschine in allen Fällen betriebssicherer ist als ein Fliehkraftschalter jeglicher Ausführung. Die mit dem Antriebsmotor a gekuppelte Gleichstrommaschine b dient im übrigen nicht nur der Speisung des Relais für die Beeinflussung des Läuferkurzschlusses; sie kann in gleicher Weise auch für die Lieferung der Steuerspannung eines etwa erforderlichen Fahrtreglers herangezogen werden. In gleicher Weise kann die Gleichstrommaschine auch die Spannung für den Drehzahlmesser liefern.The device according to the invention is characterized by an essential simpler and thus cheaper structure, since compared to the known device, in the case of a h @ borrowing force switch with several independently switching Contacts, a direction of rotation switch and at least 2 contactor relays are required are, just a DC machine of the simplest design in conjunction with two Shut-off valves is required. It also has the advantage that the The DC machine used in the invention is more reliable in all cases as a centrifugal switch of any design. The coupled with the drive motor a DC machine b is not only used to power the relay for the rest Influencing the rotor short circuit; it can also be used for delivery in the same way the control voltage of any required speed controller can be used. In In the same way, the DC machine can also provide the voltage for the tachometer deliver.

Anschließend sei noch erwähnt, daß die Schaltung gemäß der Erfindung nicht auf Förderhaspelantriebe beschränkt ist; sie kann in gleicher Weise auch bei anderen Fördereinrichtungen, Aufzügen, Baggern u. dgl., mit demselben Erfolg zur-Anwendung kommen.Then it should be mentioned that the circuit according to the invention is not limited to conveyor reel drives; she can be in the same Way with other conveyors, elevators, excavators and the like., With the same Success come into play.

Claims

PATENT CLAIM: Device for automatic initiation and cancellation the rotor short-circuit when switching to counter-current braking for drives with AC asynchronous motors, in particular for conveyor reel drives, characterized in that because the initiation and removal of the rotor short-circuit depends on the direction of rotation and speed by means of a direct current machine (b) attached to the drive motor (a), the supply voltage for a non-polarized voltage relay (f) via dependency contacts (cl, c2) on the control lever (d) and via shut-off valves (g, h).