DE855883C - Elektrische Welle fuer Gleichlaufantriebe - Google Patents

Description

• Elektrische Welle für Gleichlaufantriebe Elektrische Leitwellen für lfelirmotorenantriebe z. B. der Papierniaschinenindustrie sind- bekannt. Sie arbeiten durchlveg als Gleichiaufregler, indem die Drehzahlen der verschiedenen Antriebsmotoren, die gleichlaufen sollen, elektrisch ni.it der Drehzahl eitles Leitmotors verglichen werden. Bei diesen Gleichlaufschaltungen regeln sich die einzelnen Motoren selbsttätig in der Drehzahl nach, sobald eine Drehzahlabweichung von der Leitwellendrehzahl auftritt.
• Es sind auch bereits elektrische Wellen für Gleichlaufantrielx mit absolutem Gleichlauf bekannt, wobei keine Drehzahlschwankungen, sondern nur Winkelabweichungen der Antriebe zueinander vorkommen können. Es wird dies mit Hilfe tnechanischer Reibbanddrelimomentverstärker erreicht, die mittels Selsynsysteme und diese unterstützender Gleichstrommotoren direkt auf einem Muttergeber nachgesteuert Nverden. Derartige elektrische Wellen eignen sich daher für alle Fälle, in denen genauester Gleichlauf gefordert wird und keine Drehzahlabweichungen vorkommen dürfen, also für Gleichlaufantriebe der Papier- und Faserstoffindustrie, kontinuierliche Drahtwalzwerke, ferner für Fahrwerksantriebe von Verladebrücken, Schleusenantriebe, Wehre usw.
• In der Zeichnung ist in, Fig. i der grundsätzliche Aufbau einer solchen bekannten elektrischen Welle dargestellt.
• Mit i und 2 sind zwei Antriebe wiedergegeben, deren, Antriebswellen 5 und 6 synchron mit dem Geber- oder Leitmotor 14 laufen sollen. Die Antriebe i und 2 sind Reibbanddrehmomentverstärker, deren Reibtrommeln (z. B. i° und, ib beim Antrieb i) von einem Asynchronmotor 3 mit konstanter Drehzahl in entgegengesetzter Richtungangetrieben werden. Entsprechend wird der Drehmomentverstärker 2 vom :Motor 4 angetrieben. 7 und 8 sind! die Steuerwellen der Drehmomentverstärker. Sie sind, mit den Empfangssy-stemen g und] io einer Selsytiübertragungseineichtung verbunden" deren gemeinsamer Muttergeber 12 vom Gebermotor i4 angetrieben wird. Die Selsyns:ysteme hängen läuferseitig an der Wechselspannung 13. Mit dem Spannungsteiler 15 wird die Richtung und Größe der AntT:iebsdrehzah.l vingestel lt.
• Die Wirkungsweise der elektrischen Selsynwelle ist bekannt. Die Systeme besitzen eine dreiphasige Ständerwicklung und eine einphasige Läuferwicklung, dhe vom Wechselstrom 13 gespeist wird. An den Empfangssystemen tritt ein Drehmoment auf, das mit dem Verdrehungswinkel des. Empfangssystems gegen das Gebersystem wächst und somit beii go° Relativverdrehung seinen größten Wert hat. Sorgt man nun durch entsprechende Auslegung dafür, daß dieses Kippmoment des Empfängersystems größer ist, als das größte auftretende Steuermoment des Drehmomen]tversitärkers, so wird der Drehmomentverstärker bei jeder Drehzahl von Null bis zu seiner Höchstdrehzahl, die durch den Ant.riebsmotor 3 bzw. 4 bestimmt ist, mitgenommen. Die Antriebswellen 5 und 6 der beiden Gleichlaufantriebe machen also die Bewegung des Gebermotors 14 ohne Drehzahlabweichung mit, es kann höchstens ein Winkelfehler bis zu go° auftreten.. Infolge der kleinen, aktiven Masse des Drehmomen]tverstärkers ist die Anordnung sehr beschleunigungsfähig, ohne daß ein Außertr]ittfallen, zu befürchten ist,. Die Größe des Gebersystems 12 richtet sich nach der Zahl der angehängten Empfängersysteme, es können also praktisch beliebig viele gleichlaufende Antriebe an, geschlossen werden. Die Einstellung der Solldrehzahl der nachgesteuerten Gleichlauf antriebe kann auf beliebige Weise erfolgen, z. B-. mittels Geberpotentiometer 15 und Gleichstromnebenschlußmotor 14 für Rechts- und Linkslauf, wie dargestellt. Da der Drehmomentverstärker zwei Bremstrommeln besitzt, die in entgegengesetzter Richtung angetrieben werden, ist ein Rechts- und Linkslauf möglich. Mittels eines vor die Steuerseite des einen Drehmomentverstärkers geschalteten und einstellbaren Getriebe-,- i i können die Drehzahlen der Antriebe i und 2 in ein: beliebiges Verhältnis zueinander gebracht werden, das ebenfalls konstant, also lastunabhängig wird.
• Die Bremstrommeln werden von den Asynchronmotoreiu mit praktisch gleichbleibender Drehzahl angetrieben. Wird, nun z. B. mit kleiner Drehzahl, aber großem Moment gefahren, so wird der größte Teil der Asynchronmotorleistung im Dre momentverstärker in Reibungsleistung umgesetzt. Diese unerwünschte Erscheinung wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Asynchronmotoren durch Gleichstrommotoren, ersetzt und deren Drehzahl so gesteuert wird, daß diese immer um einige Prozent höher liegen als die der Steueirwellen der mechanischen Verstärker. Die im Drehmomentverstärker umgesetzte Reibungsleistung kanni damit in jedem Fall sehr klein bleiben. Dass hat zur Folge, daß das Steuergliedim Drehmomentverstärker nur für einen Bruchteil der Antriebsleistung ausgelegt werden muß und da.ß die Abnutzung der Bremsbänder und Bremstrommeln dementsprechend kleiner wird.
• Fig.2 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Die Gleichstrommotoren 3" und 4a erhalten ihre Spannung von einem gemeinsamen Leonardgenerator 16, der über das Poteritiometer i5a, das mit dem Geberpotentiometer 15 mechanisch gekuppelt ist, erregt wird und vom Asynchronmotor 17 angetr#iel>en wird. Im Stillstand des Gebermotors 14, d. h. in der Nullstellung des Geherpotentioineters 15, wird die restliche Erregung des Generators 16 nur durch die Höhe des Widerstandswertes des Potentiometers 14a bestimmt. Man wird diesen @\'ert immer so wählen, daß die Motoren 3a lizw. 4a das beim Anfahren der Verstärkerwellen i bzw. 2 auftretende größte Lastmoment aufbringen können. Weiterhin kann durch entsprechende Verteilung des Widerstandes :. längs des Weges des Potentiometers 15a dafür gesorgt werden, daß die Drehzahl der Motoren 3a und 4a immer um einen gewünschten Prozentsatz über der entsprechenden der Verstürkerwellen liegt.
• Zur Vermeidung von Reibungswärme ist es zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß die Drehzahl des Antriebsmotors 3a nicht viel höher als die durch das Getriebe i i eingestellte maximal mögliche Drehzahl dies Drehmomentverstärkers i ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Drehzahl des Antiriebsmotors 3a z. B. mittels eines veränderlichen Widerstandes 18 einstellbar gemacht wird.
• Fig. 3 der Zeichnung zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Die Empfangsselsynsysteine g und io sind mit Gleichstromnebenschlußmotoren ig und 20 gekuppelt, die parallel zum Gebermotor 14 gespeist werden. Diesen Motoren 19 und 20, die klein sein können, fällt die Aufgabe zu, die elektrische Welle zu stützen, weshalb sie im folgenden Stützmotoren genannt werden sollen. Sie haben d-ie Aufgabe, bei Beschleunigungen und unterschiedlichen Drehmomenten in den beiden Antrieben das Drehmoment der Selsynsysteme zu verstärken und deren immer vorhandene Neigung zum Pendeln zu unterdrücken. Die Stützmotoren erhalten dabei vorteilhaft die gleiche Charakteristik, wie sie der Gebermotor 14 besitzt. Zu diesem Zweck kann auf die `'Felle des Stützmotors (in Abb. 3 am Stützmotor ig und 20 dargestellt) eine zusätzliche träge Masse 21 aufgebrachrt werden (Scheibe), so daß die Summe der Trägheitsmomenite von ig und 21 und das Drehmoment., das der Stützmotor i9 entwickelt, diie gleiche Hochlaufzeit ergeben,wie sie deir Gebermotor 14 aufweist. Weiterhin kann die En]dgeschwiridigkeit der Stützmotoren io und 2o der des Gebermotors 14 durch zusätzliche Vorwiderstände 22 angepaßt werden,,die vor den :1nker oder auch vor die Erregung geschaltet werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Welle für Gleichlaufantriebe mit parallel geschalteten Selsynsystemen, diese unterstützenden Gleichstrommotoren und von beiden gesteuerten mechanischen Drehmoment- ,4. Elektrische Welle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Selsynsvsteme unterstützenden Gleichstrommotoren durch zusätzliche trägheitsbehaftete Massen oder durch Vorschaltwiderstände in, ihrer Drehzahlcharakteristik der des Gebermotors angepaßt werden. verstä.rkern, dadurch gekennzeichnet. daß die Antriebsmotoren der Verstärker in ihrer Drehzahl so gesteuert werden, daß diese immer tim einige Prozent höher liegt als die der Steuerder Verstärker. 2. Elektrische Welle nach Anspruch i, dadurch gekenlizeiclitiet, daß die Steuerung der Antriebsdrelizalil der Verstärker über die Erregungssteuerung eine: die Antriebsmotoren speisenden Getiterators erfolgt. 3. Elekt,risclie Welle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung dies Generators von einfein I'otentioineter eingestellt wird, das meclianiscli mit dem (;el>erl)otentiometer gektip-1>elt ist. Angezogene Druckschriften: FIAT-Bericht B 2a, Abt. Ang4nvan,dte Mathematik, Entwicklung mathematischer Instrumente in Deutschland 1939 bis 1945; L i c h t e und \T e u r a t h »Physik und Technik dies Tonfltns«.
2. 2. Auflage, Leipzig 1941, S. 131 ; Deutsche Patentschriften Nr. 579631 und 709348.