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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.
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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.
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In der Zeichnung ist in, Fig. i der grundsätzliche Aufbau einer solchen
bekannten elektrischen Welle dargestellt.
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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.
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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.
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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.
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Fig.2 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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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.
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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.
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Fig. 3 der Zeichnung zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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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.