DE8707425U1

DE8707425U1 - Einrichtung zum Gleichstrombremsen einer Schleifringläufermaschine

Info

Publication number: DE8707425U1
Application number: DE8707425U
Authority: DE
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1987-05-23
Filing date: 1987-05-23
Publication date: 1987-07-09

Description

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Einrichtung zum Gleichstrombremsen einer Schleifririgläufermaschine . . _._

Beschreibung j

Die Neuerung bezieht sich auf eine Einrichtung zum |

Gleichstrombremsen einer Schleifringläufermaschine gemäß |

dem Oberbegriff des Anspruchs 1. |

Eine solche Einrichtung zürn Gleichstrombremsen einer ]

Schleifringläufermaschine ist aus J. Vogel, "Grundlagen j

der elektrischen Antriebstechnik mit Berechnürigsbeispie- j

len", Hüthig-Verlag, Heidelberg, 1985, Seite 114 bis j

117, insbesondere Bild 2.53a bekannt. Dort ist ein I

Schleifringläufermotor vorgesehen, dessen Ständerwick- |

lung im Bremsbetrieb über einen Gleichrichter aus einem 's

Drehstromnetz gespeist wird. Die Läuferwicklung kann mit |

Anlaßwiderständen beschaltet sein. s

Der Neuerung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Gleichstrombremsen einer als
Fördermaschine eingesetzten Schleifringläufermaschine
der eingangs genannten Art anzugeben, die einen einfachen, zuverlässigen und bezüglich der Drehzahl präzisen

Betrieb der Maschine ermöglicht.

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20. Mai 19Ö7

_t neben Merkmale gelöst.

Die mit der Neuerung erzielbafen Vorteile bestehen insbesonder darin, daß die Einrichtung auch zum nachträglichen Einbau in bereits bestehende Anlagen mit Schleifringläufer-FÖrdermaschinen geeignet ist. Bereits vor<handene Förderanlagen werden häufig mit Gegenstrombremsung betrieben» wobei die Drehzahl nach Maßgabe des Gelenstromes bis auf einen bestimmten Betrag verringert Wird. Für die Verzögerung bis zum Stillstand Und zum

Anhalten an einem bestimmten Punkt wird dann die mechä- i

nische Bremse benutzt. Diese Betriebsweise verursacht große Energieverluste und bietet nur eine unzureichende Genauigkeit beim Anfahren eines bestimmten Haltepunktes s

mittels Gegenstrom und/oder der mechanischen Bremse. '

Ferner ist die Gefahr gegeben, daß die Fördermaschine ungewollt in Gegenrichtung fahren kann.

Diese Nachteile werden durch die vorgeschlagene Einrichtung beseitigt. Die Einrichtung ermöglicht einen energiesparenden Betrieb beim Bremsen, wobei das Bremsmoment sehr genau und in einem großen Bereich eingestellt werden kann. Haltepunkte können sehr präzise angefahren werden. Der benötigte Geräteumfang und die Investitionskosten sind relativ niedrig.

I Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind in den j|

Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Neuerung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung ist ein Schleifringläufermotor 1 zu erkennen, dessen Ständerwicklung aus einem Mittelspannungsdrehstromnetz 2 über ein erstes bzw. zweites Wendeschütz 3 bzw. 4 gespeist werden kann. Der Motor 1 dient als

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Drehstromfördermaschine in einer Förderanlage. Die Wen-, deschütze 3» 4 sind alternativ betätigbar und geben die DrehHchtung des Drehfeldes im Ständer des Schleifringläufermotors 1 vor. Die Läuferwicklung des Schleifringläufermotors 1 ist mit gestaffelt zuschaltbaren Anlaßwiderständen beschaltet. Bs sind beispielhaft Arilaßwiderstände 5, b dargestellt* Zur Überbrückung dieser Anlaßwiderstände 5, 6 dienen Überbrückungsschalter 7*8* Es sind weitere, hier nicht gezeigte Anlaßwiderstände vorgesehen, die jeweils mittels zugeordneter uöerörücKüngsschalter kurzschließbar sind. Auf diese Weise kann die Läuferwicklung des Schleifringläufermotors stufenweise mit unterschiedlicher ohmscher Belastung beschaltet werden, wobei durch Schließen des Überbrückungsschalter 8 die Läuferwicklung ohne Zwischenschaltung eines Wider-

■J5 Standes kuraschließbar ist.

Die Ständerwicklung des Schleifringläufermotors 1 kann alternativ über ein Hauptschütz 9, einen Stromrichter (steuerbarer' Gleichrichter), einen Anpafötransformator und ein Hauptschütz 12 aus einem Niederspannungsnetz 13 gespeist werden. Hierdurch ist ein Gleichstrombremsbetrieo möglich.

Zur Steuerung des Stromrichters 10 ist eine Schalteinrichtung 14 vorgesehen, bestehend aus einem mechanischen Umschalter 15, einem elektrisch steuerbaren Umschalter 16, einem UND-Glied 17, einem Potentiometer 18a (Präzisionspotentiometer), einem Widerstand 18b und einer Anzeigeeinrichtung 19·

Der Umschalter 15 weist einen mit positiver Spannung U beaufschlagten Eingang und vier Ausgänge auf, die durch vier unterschiedliche Schaltstellungen I bis IV angewählt werden. In einer Schaltstellung I beaufschlagt der Umschalter 15 die Ansteuereinheit des Hauptschützes 9

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mit positiver Spannung U (Ansteuersignal k). In einer . Schaltstellung II beaufschlagt der Umschalter 15 die A'i-

Steuereinheiten der beiden Wehdeschütze 3, 4 mit positiver Spannung U (Ansteuersignal 1 zum Wendeschütz 3 und AnsteUersignäl m zürn Wendeschütz 4). Gleichzeitig wird 5 der vierte Eingang des UND-Gliedes 17 beaufschlagt. In

^ einer Schaltstellung III beaufschlagt der Umschalter 15

direkt den steuerbaren Umschalter 16. In der letzten

Schaltstellung IV wird ebenfalls der steuerbare Umschal-

E ter ifa direkt bnauf schlagt * Glei<3hz-eit-ig wird die Anz-ei-

10 ge^inrichtung 19 aktiviert.

ü Der steuerbare Umsehalter 16 weist vier Eingänge und

I; einen Ausgang auf. Die Eingänge können durch vier unter-

f schiedliche Schaltstellungen Ia bis IVa auf den Ausgang

durchgeschaltet werden. Der Ausgang des steuerbaren Umschalters 16 ist mit einer Steuereinrichtung 25 für den Stromrichter 10 beschältet. In einer Schaltstellung Ia wird die Steuereinrichtung 25 vom Umschalter 16 nicht beaufschlagt (Aus-Stellung). In einar Schaltstellung Ha wird der Ausgang des Umschalters 16 an den Verbindungspunkt von Widerstand 18b und Potentiometer 18a angeschlossen. Die weitere Klemme des Widerstandes 18b liegt an Masse, die weitere Klemme des Potentiometers 18a ist mit positiver Spannung U beaufschlagt. In einer Schaltstellung IHa wird der Ausgang des Umschalters 16 mit dem Schleifkontakt des Potentiometers 1öa verbunden. In einer Schaltstellung IVa wird der Ausgang des Umschalters 16 an die mit der Spannung U beaufschlagte äußere Klemme des Potentiometers 18a angeschlossen.

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Das UND-Glied 17 weist vier Eingänge und einen Ausgang auf. Der Ausgang führt zur Ansteuereinheit des Hauptschützes 9 (Änsteuersignal k') und beaufschlagt gleichzeitig den steuerbaren Umschalter 16. Der erste Eingang des UND-Gliedes 17 ist mit einem Hilfskontakt 26 des

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Wendeschützes 3 verbunden. Der Hilfskontakt 26 ist Dei geöffnetem Wendeschütz 3 geschlossen und schaltet dann ein Ansteuersignal a zum UND-Glied 17 durch. Der zweite Eingang des UND-Gliedes ist mit einem Hilfskontakt 27 des Wendeschützes 4 verbunden. Der Hilfskontakt 27 ist bei geöffnetem Wendeschütz 4 geschlossen und schaltet dann ein Ausgangssignal b zum UND-Glied 17 durch. Der dritte Eingang des UND-Gliedes ist mit einem Relaiskontakt 24 einer Restspannungserfassungseinrichtung verbunden. Bei geschlossenem Relaiskontakt 24 empfängt das UND-Glied 17 ein Ansteuersignal c. Der vierte Eingang des UND-Gliedes 17 ist mifc dem zweite Ausgang des Umschalters 15 verbunden, wie bereits erwähnt.

Die Restspannungserfassungseinrichtung besteht aus einem Hilfstran3fornator 20, einem Gleichrichter 21, einem Widerstand 22, einer Relaiswicklung 23 und dem zugehörigen Relaiskontakt 24. Die Primärwicklung des Hilfstransformators 20 ist mit den Klemmen der Ständerwicklung des Schleifringläufermotors 1 verbunden. Die Sekundärwicklung des Transformators 20 ist mit dem Gleichrichter 21 beschaltet. Im Gleichspannungskreis des Gleichrichters 21 Definden sich der Widerstand 22 und die Relaiswicklung 23·

Der Schleifringläufermotor 1 wird im Fahrbetrieb über das Wendeschütz Z oder 4 aus dem Mittelspannungsnetz 2 gespeist. Das Hauptschütz 9 ist dabei geöffnet. Zum Anlassen des Motors und zum Fahrbetrieb mit einer Drehzahl unterhalb der Nenndrehzahl sind die Anlaßwiderstände 5» 6 mit zugehörigen Uberbrückungsschaltern 7, ü vorgesehen. Der Bremsbetrieb kann wahlweise mit Gegenstrom oder mit Gleichstrom erfolgen. Beim Gegenstrombrerasen ist das Hauptschütz 9 geöffnet und die Ständerwicklung wird über eines der geschlossenen Wendesohüfcze 3 oder 4 gespeist.

Die Anläßwidersfcände 5, b können zugeschaltet werden.

• I III Cf

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Die Drehzahl wird nach Maßgabe des Gegenstromes bis auf einen bestimmten Betrag verringert. Für dk Verzögerung bis zum Stillstand und zum Anhalten an einem bestimmten Punkt wird die mechanische Bremse benutzt.

Die Gleichstrombremsung erfolgt mittels der Schalteinrichtung 14 durch Betätigung des mechanischen Umschalters 15 und des mit diesem mechanisch gekoppelten Potentiometers 18a. In der Schaltstellung I ist die Gleichstrombremsung ausgeschaltet und durch das Ansteu-

■jO ersignal k ist sichergestellt, daß das Hauptschütz 9 geöffnet ist. Durch Betätigung des Umschalters 15 in die Schaltstellung II werden beide Wendeschütze 3 bzw. 4 durch die von der Schalteinrichtung 14 abgegebenen Ansteuersignale 1 bzw. m geöffnet. Gleichzeitig wird der vierte Eingang des UND-Gliedes 17 aktiviert. Nach erfolgter Öffnung der Wendeschütze 3 bzw. 4 werden der erste bzw. zweite Eingang des UND-Gliedes 17 durch die Signale a bzw. b der geschlossenen Hilfskontakte 26 bzw. 27 aktiviert. Die Restspannungserfassungseinrichtung erfaßt die Spannung der Ständerwicklung des Schleifringläufermotors. Sinkt diese Spannung unter einen durch den Widerstand 22 vorgebDaren Schwellwert, so fällt das Relais im Gleichstromkreis des Gleichrichters 21 ab und der Relaiskontakt 24 wird geschlossen. Das folglich abgegebene Signal c aktiviert den dritten Eingang des UND-Gliedes 17. Daraufhin gibt das UND-Glied 17 das Signal k· an die Ansteuereinheit des Hauptschützes 9, wC/¹-auf das Schütz geschlossen wird. Gleichzeitig steuert das UND-Glied 17 den elektrisch ansteuerbaren Umschalter Ib in Schaltstellung Ha, wodurch ein festes Spannungssignal von der Schalteinrichtung 14 abgegeben wird. Dies hat zur Folge, daß der Stromrichter 10 durch die Steuereinrichtung 25 auf Nennstrora des Schleifringläufermotors gesteuert wird.

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Durch Betätigung des mechanischen Umschalters 15 in die Schaltstellung III wird der Umschalter 16 in die Stellung IHa gesteuert, d.h. mit Hilfe des Potentiometers I8a kann jetzt der Stromrichter 10 stufenlos im Bereich zwischen Nennstrom und dem -y/ 2-fachen des Nennstromes des Schleifringläufermotors (= thermische Grenze für den Motor) gesteuert werden. Vorzugsweise ist der Umschalter 15 mechanisch mit dem Potentiomter 18a derart gekoppelt, daß im Bereich zwischen Schaltstellung III und Schaltstellung IV eine stufenlose Betätigung des Potentiome-

•jO ters erfolgt. Die Schalteinrichtung 14 ist vorzugsweise mit einem Fußpedal ähnich dem "Bremspedal" eines Kraftfahrzeuges ausgestattet. Mit dem Fußpedal werden sowohl der Umschalter 15 als auch das mechanisch gekoppelte Potentiometer 18a betätigt (letzteres im Bereich zwisehen den Schaltstellungen III und IV).

Bei Betätigung des mechanischen Umschalters 15 in die Schaltstellung I^ir wird der Umschalter 16 in die Schaltstellung IVa gesteuert. In dieser Stellung wird der Stromrichter 10 durch die Steuereinrichtung 25 auf Maximalstrom (= -/T⁷Nennstrom) des Schleifringläufermotors gesteuert. Gleichzeitig wird durch die aktivierte Anzeigeeinrichtung 19 gemeldet, daß die höchste Stufe der Gleichstrombremsung erreicht ist.

Das Brerasmoment Kann wahlweise bei kurzgeschlossenem Läuferkreis des Schleifringläufermotors (Überbrückungsschalter 8 ist geschlossen) allein durch die Gleichstrombremsung eingestellt werden (durch das Potentiometer 18a im Bereich zwischen den Schaltstellungen III und IV) oder es können zusätzlich noch die Anlaßwiderstände 5, 6 zugeschaltet werden. Die Zuschaltung bzw. Abschaltung der Anlaßwiderstände 5t 6 erfolgt zweckmäßigerweise durch einen eigenen Handhebel, der jeweils die zugeordrieten Überbrückungsschalter 7, 8 ansteuert. Durch

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Betätigung sowohl des Fußhebels der Schalteinrichtung als auch des Handhebels für die Anlaßwiderstandssteuerung können gewünschte Haltepunkte sehr genau angefahren werden. Die mechanische Bremse wird nur noch als Haltebremse bei Stillstand des Motors 1 benutzt.

Claims

BROWN,BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT

Mannheim 20. Mai 1987

Mp.-Nr. 544/87 ZPT/P3-Pn/Bt

Einrichtung zum Gleichstrombremsen einer Sctileifringlauf ermaschine

Ansprüche

1&diams; Einrichtung zum Gleichstrombremsen einer Schleifringläufermaschine, deren Ständerwicklung im Fährbetrieb aus einem Drehstromnetz und im Bremsbetrieb über einen Stromrichter mit Gleichstrom gespeist wird und deren Läuferwicklung mit Anlaßwiderständen beschaltet ist, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (14) mit einem mechanischen Umschalter (15) und einem hiermit gekoppelten Potentiometer (18a) zur Ansteuerung der Steuereinrichtung (25) des Stromrichters (12), wobei die Schalteinrichtung (14) erst üei von der Maschine getrenntem Drehstromnetz (2) die Freigabe für die Stromsteuerung des Gleichrichters (10) bewirkt und die Stromsteuerung stufenlos mit Hilfe des Potentiometers (18a) erfolgt.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Restspannungserfassungseinrichtung an die Klemmen der Schleifringläufermaschine (1) angeschlossen ist, bestehend aus einem Transformator (20) mit nachgeschaltetem Gleichrichter (21J, wobei ein Widerstand (22) und eine Relaiswicklung (23) im Gleichstromkreis des Gleichrichters (21) angeordnet sind und der zugeordnete Relaiskontakt (24) mit der Schalteinrichtung (14) verbunden ist.
3- Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dar".>rch gekennzeichnet, daß ein UND-Glied (17) vorgesehen ist, das eingangssei tig Signale über den Schaltzustand von zwischen Drehstromnetz (2) und Stärderwicklung angeordneten Schützen (3,4), Signale der Restspannungserfassungseinrichtung und Signale des mechanischen Umschalters (15) empfängt und daß ausgangsseitig ein zwischen Stromrichter (10) und Sekundärwicklung angeordnetes Schütz (9) sowie das Potentiometer (18a) ansteuert.
4· Einrichtung nach einem d°" Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den beiden äußeren Klemmen des Potentiometers (18a) und die am Schleifkontakt des Potentiometers anstehenden Signalspannungen über einen elektrisch steuerbaren Umschalter (16) an dier Steuereinrichtung (25) für den Stromrichter (10) durchschaltbar sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Betätigung des mechanischen Umschalters (15) sowie des gekoppelten PotentioE&ters (18a) mit einem Fußpedal.

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