DE854395C

DE854395C - Pole-changing AC motor with squirrel-cage rotor to drive ship winches

Info

Publication number: DE854395C
Application number: DEL7235A
Authority: DE
Inventors: Bruno Dipl-Ing Herrmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1950-12-17
Filing date: 1950-12-17
Publication date: 1952-11-04

Description

Polumschaltbarer Wechselstrom-Motor mit Kurzschlußläufer zum Antrieb von Schiffswinden Für wechselbelastete Hubwerke an Bord von Seeschiffen sind Antriebe für Winden bekannt, bei denen zum Heben und Senken ein Leonard-Aggregat mit Gleichstromantriebsmotor der Winde verwendet wird. Dieser Antrieb genügt allen Regelanforderungen, die an diese Winden gestellt werden. Für reinen Wechselstrombetrieb sind Antriebe bekannt, bei denen Kollektormaschinen mit oder ohne Bürstenverschiebung oder polumschaltbare Drehstromasynchronmotoren mit mehrfachen Wicklungen verwendet werden, so daß ein Umschalten ohne Freifallstellung erfolgen kann. Es sind ferner auch Doppelmotoren bekanntgeworden, die mit Läuferschlupfwiderständen gegeneinander arbeiten, um gleichbleibende Drehzahlen für Heben und Senken zu erzielen. Darüber hinaus ist eine Anzahl Schaltungen mit Drehstromasynchronantriebsmotorien bekannt, bei denen das Senken der Last auf irgendeine Art mit Gegenstrom erfolgt, die aber meist den Nachteil haben, daß bei leichten Lasten auf den ersten Stellungen der Steuerwalze »Senken« .die Last gehoben wird. Auch das Gegenschalten einer Ständerphase bewirkt neben hoher Stromaufnahme bei schlechtem Leistungsfaktor bei leichten Lasten »Heben« auf den Senkstufen, anstatt »Senken«.Pole-changing AC motor with squirrel cage for the drive of ship winches Drives are used for hoisting gear with alternating loads on board of ocean-going vessels known for winches that use a Leonard unit with a DC drive motor for lifting and lowering the winch is used. This drive satisfies all control requirements that on these winches are made. Drives are known for pure AC operation, where collector machines with or without brush displacement or pole-changing Three-phase asynchronous motors with multiple windings are used, so that a Switching can take place without a free fall position. There are also twin engines became known that work with rotor slip resistances against each other in order to achieve constant To achieve speeds for lifting and lowering. In addition, there are a number of circuits known with three-phase asynchronous drive motors, in which the lowering of the load on some kind of countercurrent occurs, but most of them have the disadvantage that at light loads in the first "lowering" positions of the control drum. the load is raised will. Switching a stator phase in the opposite direction also results in high power consumption if the power factor is poor, if the load is light, "lift" on the lowering steps instead of "Reduce".

Es wurden ferner auch schon Antriebsmotoren verwendet, bestehend aus mehreren Maschinen verschiedener Polzahl auf einer Welle, bei denen zur Erzielung geringer Drehzahl bei »Heben« und »Senken« ein hochpoliger Kurzschlußläufermotor mit einem Motor niedrigerer Polzahl vorgesehen war, der über Schlupfwiderstände geschaltet wurde, so daß bei »Heben« und »Senken« auf der ersten Kontrollerstellung unabhängig von der Last gleichbleibende Drehzahlkennlinien erreicht wurden.Drive motors have also been used, consisting of several machines with different numbers of poles on one shaft, in which to achieve low speed for »lifting« and "Lower" a multi-pole squirrel cage motor was provided with a motor with a lower number of poles, the slip resistors was switched, so that with "lifting" and "lowering" on the first control setting constant speed characteristics were achieved regardless of the load.

.' Alle diese Antriebe sind verhältnismäßig teuer, schwer und umfangreich sowie durch die Kompliziertheit ihrer Schaltungen leicht störanfällig. Es ist zwar auf mechanischem Wege wohl möglich, durch freifallose Umkupplung verschiedene Geschwindigkeiten für Vollast und den leeren Haken zu erzielen oder bei Verwendung von Öldruckregelgetrieben eine stufenlose Geschwindigkeitsregelung an der Winde zu erreichen. Jedoch haben auch diese mechanisch-hydraulischen Getriebe den Nachteil zu großen Aufwands.. ' All of these drives are relatively expensive, heavy and bulky and easily prone to failure due to the complexity of their circuits. It is true Probably possible by mechanical means, different speeds by changing the coupling without falling for full load and the empty hook or when using oil pressure regulators to achieve a stepless speed control on the winch. However have This mechanical-hydraulic transmission also has the disadvantage of being too expensive.

Der polumschaltbare, mit einem iKurzschlußläufer ausgerüstete Wechselstrommotor ist vorzugsweise für kleinere Hebezeuge auf Seeschiffen gedacht und stellt einen einfachen und billigen Antrieb dar, der den Ansprüchen an derartige Hebezeuge hinreichend genügt. Erfindungsgemäß ist der Kurzschlußläufer zusätzlich mit einer gleichstromgespeisten, vielpoligen Wicklung versehen, die auf eine der Ständerwicklungen, die über veränderliche Ohmsche Widerstände geschlossen ist, genoratorisch arbeitet.The pole-changing AC motor equipped with a short-circuit rotor is primarily intended for smaller hoists on sea-going vessels and provides a simple and cheap drive that meets the requirements of such hoists enough. According to the invention, the squirrel cage is additionally supplied with a direct current, multipolar winding provided on one of the stator windings, which is variable Ohmic resistance is closed, works in a generator.

Der polumschaltbare Wechselstrommotor trägt zwei getrennte Ständerwicklungen, die in der Polzahl im Verhältnis i : 3 ausgelegt sind und für die niedrige Drehzahl für die Vollast und in der hohen Drehzahl für leichtere Lasten bzw. für leeren Haken bemessen sind. Der Läufer ist mit Kurzschlußkäfig versehen, unter dem eine mehrpolige Gleichstromwicklung angebracht ist. Die Speisung der Gleichstromwicklung erfolgt über zwei Schleifringe, die an Stelle des sonst eingebauten Lüfterrads auf der Läuferwelle angebracht sind. Die Maschine kann mit Fremdbelüftung ausgeführt und sonst vollständig geschlossen sein. An der A-Seite ist der Motor mit seinem Wellenstumpf und Flansch mit der Winde verbunden, auf der B-Seite ist eine Lamellen-bremse angeflanscht, so daß der gesamte Antrieb einschließlich Bremse eine Einheit darstellt.The pole-changing AC motor has two separate stator windings, which are designed in the ratio of i: 3 in the number of poles and for the low speed for full load and at high speed for lighter loads or for empty hooks are sized. The rotor is provided with a short-circuit cage, under which a multi-pole DC winding is attached. The DC winding is fed via two slip rings, which replace the otherwise built-in fan wheel on the rotor shaft are attached. The machine can be designed with external ventilation and otherwise completely be closed. The motor with its stub shaft and flange is on the A-side connected to the winch, a multi-disc brake is flanged on the B-side, so that the entire drive including the brake is one unit.

Zum Betrieb für »Heben« erfolgt die Einschaltung der hochpoligen Ständerwicklung über einen einphasigen Ständervorschaltwiderstand (Kusa-Widerstand). Um leichte Lasten auch auf Stufe i sanft anheben zu können, kann die Bremswicklung des Läufers auch auf Stufe i »Heben« bei entsprechender Änderung der Ständervorschaltwiderstände wirksam gemacht werden.The multi-pole stator winding is switched on for "lifting" operation via a single-phase stator series resistor (Kusa resistor). To light The brake winding of the rotor can also lift loads gently at level i also at level i »lift« with a corresponding change in the stator series resistances be made effective.

Bei größeren Lasten läuft auf dieser Stellung die Winde natürlich nicht an. Dies würde erst erfolgen, nachdem die Vorschaltwiderstände verkleinert bzw. kurzgeschlossen sind. Bei leichteren Lasten oder leerem Haken bzw. beim Heben des leeren Hakens kann auf die niedrigpolige Wicklung umgeschaltet werden. Auch hier erfolgt der Hochlauf über einen Kusa-Widerstand, so daß eine stoßweise Beanspruchung des Seils mit der Rückwirkung auf die Last gemildert wird. Das Umschalten auf die hohe Geschwindigkeitsstufe bei größeren Lasten wird durch eine Stromwächterschaltung ,verhindert, so daß die Last nur mit der ihr zukommen-den Geschwindigkeit .gehoben wird.With larger loads, the winch runs naturally in this position not on. This would only be done after the ballast resistors were reduced or are short-circuited. For lighter loads or empty hooks or when lifting of the empty hook can be switched to the low-pole winding. Even here the run-up takes place via a Kusa resistor, so that intermittent loading of the rope is mitigated with the effect on the load. Switching to the high speed level with larger loads is ensured by a current monitor circuit , so that the load is only lifted at the speed it is expected to take will.

Auf der Stellung »Senken i« ist zunächst allein die Gleichstromwicklung des..Läufers eingeschaltet (Senkbremsung). Bei größeren Lasten erfolgt der Ablauf beim Senken unter der Einwirkung dieser elektrischen Bremsung; bei kleinen Lasten und leerem Haken muß auf die hochpolige -Ständerwicklung geschaltet werden (Senkkraftstellung), bei der dann auf dieser Stufe alle Lasten mit nahezu synchroner Drehzahl der hochpoligen Wicklung entsprechend gesenkt werden. Bei Vollast erfolgt hierbei Rückspeisung in das Netz. Zur Erzielung höherer Senkgeschwindigkeiten kann auf die niedrigpolige Wicklung geschaltet werden, wobei der erwähnte !Kusa-Widerstand bei beiden Wicklungen nach kurzer Wirksamkeit automatisch kurzgeschlossen wird. Zwischenstufen der Senkgeschwindigkeiten können in bekannter Weise durch Zuschalten von Ständervorschaltwiderständen erreicht werden. Es kann auch die Gleichst rombremswicklung mit erhöhtem Vorschaltwiderstand wirksam gemacht werden, .so daß eine hinreichend feinstufige Senkung aller Lasten erfolgen kann.Initially, only the direct current winding is in the "lowering i" position of the runner switched on (lowering braking). The process takes place with larger loads when lowering under the action of this electrical braking; with small loads and empty hook must be switched to the multi-pole stator winding (lowering force position), in which then at this stage all loads with almost synchronous speed of the multi-pole Winding can be lowered accordingly. At full load, it is fed back into the network. To achieve higher lowering speeds, the low-pole Winding, with the aforementioned! Kusa resistance in both windings is automatically short-circuited after a short period of effectiveness. Intermediate levels of lowering speeds can be achieved in a known manner by connecting stator series resistors will. The DC brake winding can also be used with an increased series resistance be made effective, so that a sufficiently fine-grained lowering of all loads can be done.

Falls der Bedienungsmann der Winde bei einer größeren Last auf die höchste Senkgeschwindigkeit der Steuerwalze schaltet, kann unter Verwendung eines Relais in bekannter Weise ,das Abrauschen der Last durch selbsttätige Umschaltung der Gleichstrombremswicklung vermieden werden. Zum Absetzen der Vollast wird die Gleichstromwicklung allein eingeschaltet, dabei kann durch entsprechende Wahl der Vorwiderstände die Geschwindigkeit so eingestellt werden, daß ein sanftes ,Absetzen der Vollast möglich ist.If the winch operator has to rely on the highest lowering speed of the control roller switches using a Relay in a known way, the noise of the load by automatic switching the DC brake winding can be avoided. To stop the full load, the DC winding switched on alone, by choosing the appropriate Series resistors the speed can be adjusted so that a gentle, settling full load is possible.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Pole-changing AC motor with squirrel-cage rotor for driving ship's winches, characterized in that the squirrel-cage rotor is provided with a multi-pole winding fed by direct current, which works on one of the two stator windings, which is closed by variable ohmic resistances.

2. Pole-changing AC motor according to claim i, characterized in that to achieve small lifting speeds for lifting lighter, more sensitive loads, the DC winding at the same time as that caused by slip resistances AC motor weakened in its torque is effective.

3. Pole changing AC motor according to claims 1 and 2, characterized in that to avoid the overload of the motor at the .high speed level when »lifting« through use a current monitor switches on the winding automatically for light loads is prevented.

4. Pole-changing AC motor according to claim i and the following, characterized in that to achieve lower lowering speeds and when the load is dropped, the direct current winding is switched on alone (lowering brake).

5. Pole-changing AC motor according to claim i and the following, characterized characterized in that to prevent the load from being rushed to oversynchronous lowering brake position the direct current winding is switched on automatically.

6. Pole changing AC motor according to Claim i and the following, characterized in that the motor is flanged to the winch on one side and in a known manner the winch gear works, while a flanged one on the other side of the motor Multi-disc brake is attached so that the drive and brake form a unit.