DE931117C

DE931117C - Electric motor drive for wire drawing machines

Info

Publication number: DE931117C
Application number: DEM17877A
Authority: DE
Inventors: Karl Paul Diehl
Original assignee: Herborn Berkenhoff & Drebes A
Current assignee: Herborn Berkenhoff & Drebes A
Priority date: 1953-03-24
Filing date: 1953-03-24
Publication date: 1955-08-01

Description

Elektromotorischer Antrieb für Drahtziehmaschinen In der Patentschrift 822 566 ist eine Drahtziehmaschine mit elektrischem Antrieb beschrieben, bei der eine größere Zahl von Ziehscheiben durch einen Drehstromasynchronmotor mit Kurzschlußläufer angetrieben wird. Bei einer derartigen Drahtziehmaschine ist es wichtig, daß das Einziehen des Drahtes sanft und stoßfrei erfolgt. Das bedeutet bei Verwendung eines Asynchronmotors mit Kurzschlußläufer, daß der Motor mit geringer Geschwindigkeit anlaufen muß, d. h. daß sein Anzugsmoment nur wenig größer sein darf, als zum Einziehen des Drahtes in die Ziehdüse erforderlich ist. Da der Draht nacheinander durch eine Reihe von Ziehdüsen gezogen werden muß, so wächst das erforderliche Drehmoment beim Einziehen des Drahtes mit der Zahl der Düsen, durch die der Draht bereits hindurchgezogen ist. Da nach jedem Einziehvorgang einer Düse der Motor von neuem anlaufen muß, so bedeutet dies, daß das Drehmoment des Motors mit wachsender Zahl der Düsen treppenartig steigen muß.Electromotive drive for wire drawing machines In the patent 822 566 describes a wire drawing machine with an electric drive in which a larger number of drawing disks by a three-phase asynchronous motor with squirrel cage rotor is driven. In such a wire drawing machine, it is important that the The wire is drawn in gently and without bumps. That means when using a Asynchronous motor with squirrel cage that the motor is running at low speed must start, d. H. that its tightening torque may only be slightly greater than for pulling in of the wire in the drawing nozzle is required. As the wire goes through one after the other Row of pulling nozzles must be pulled, the required torque increases Pulling in the wire with the number of nozzles through which the wire has already been pulled is. Since the engine has to start again after each pulling-in process of a nozzle, so this means that the torque of the motor increases like a staircase as the number of nozzles increases must rise.

Ein geeignetes Verhalten des Drehstromasynchronmotors mit Kurzschlußläufer wird gemäß der Patentschrift 822 566 durch verschiedene Schaltkombinationen der mit Anzapfungen versehenen Statorwicklung des Motors erreicht, die mit einem mehrstufig ausgebildeten Sterndreieckschalter zunächst in Stern, dann in zwei kombinierten Sterndreieckschaltungen und schließlich in Dreieck geschaltet wird.A suitable behavior of the three-phase asynchronous motor with squirrel cage rotor is according to the patent 822 566 by various switching combinations of Tapped stator winding of the motor achieved with a multi-stage trained star-delta switch first in star, then in two combined Star-delta connections and finally in delta.

Zum Antrieb der Drahtziehmaschine wird häufig ein polumschaltbarer Asynchronmotor verwendet, um die durch das Getriebe zwischen Motor und Drahtziehmaschine gegebene Drehzahlstufung erweitern zu können. Dieser Motor hat gleichzeitig den Vorteil, daß er in der Schaltung der Wicklung für die höhere Polzahl, also mit geringerer Drehzahl, angelassen werden kann, was beim Einziehen der Drähte vorteilhaft ist.A pole-changing machine is often used to drive the wire drawing machine Asynchronous motor used to run through the gearbox between motor and wire drawing machine expand the given speed step to be able to. This engine has at the same time the advantage that it is used in the winding circuit for the higher number of poles, So at a lower speed, what can be started when pulling in the wires is advantageous.

Es wurde nun gefunden, daß bei Verwendung eines polumschaltbaren Motors in Dahlanderschaltung unter Beibehaltung der höheren Polzahl auch Schaltungen der Phasenwicklung möglich sind, die in Verbindung mit einem mehrstufigen Sterndreieckschalter ein Anlassen des polumschaltbaren Motors mit verschiedenen Drehmomentstufen zulassen. Es werden hierbei sogar die nach der Patentschrift 822 566 erforderlichen besonderen Wicklungsanzapfungen entbehrlich, wenn erfindungsgemäß die üblicherweise miteinander verlöteten Enden von zu verschiedenen Phasen gehörigen Wicklungsteilen, die bei Sternschaltung den Sternpunkt und bei Dreieckschaltung die Eckpunkte bilden, zu getrennten Klemmen am Klemmbrett der Maschine geführt werden und der Sterndreieckschalter so ausgebildet ist, daß die üblicherweise miteinander verlöteten Enden der zu verschiedenen Phasen gehörigen Wicklungsteile, die bei Sternschaltung den Sternpunkt und bei Dreieckschaltung die Eckpunkte des Dreiecks bilden, zu getrennten Klemmen am Klemmbrett der Maschine geführt sind und der Sterndreieckschalter so ausgebildet ist, daß die Phasenwicklungen des Motors unter Beibehaltung der höheren Polzahl in einer ersten Schaltstufe in Stern mit der für die Dreieckschaltung der Dahlanderschaltung üblichen Reihenschaltung der Wicklungsteile jeder Phase, in einer zweiten Stufe die Hälften jeder Phasenwicklung in Dreieck und die anderen Hälften den Ecken dieses Dreieckes vorgeschaltet und in einer dritten Stufe in die Dreieckschaltung der Dahlanderschaltung geschaltet werden. Man erreicht so ein in mehreren Stufen zunehmendes Anzugsmoment des Motors.It has now been found that when using a pole-changing motor in Dahlander circuit while maintaining the higher number of poles also circuits of the Phase winding are possible in conjunction with a multi-stage star-delta switch allow the pole-changing motor to be started with different torque levels. There are even the special requirements according to patent specification 822 566 Winding taps can be dispensed with if, according to the invention, they are usually connected to one another Soldered ends of winding parts belonging to different phases, which at Star connection forms the star point and, in the case of delta connection, the corner points separate terminals on the terminal board of the machine and the star-delta switch is designed so that the ends of the usually soldered together to different Phases belong to the winding parts, the star point in the case of star connection and the neutral point in the case of delta connection Form the corner points of the triangle, to separate terminals on the terminal board of the machine are performed and the star-delta switch is designed so that the phase windings of the motor while maintaining the higher number of poles in a first switching stage in Star with the series connection usual for the delta connection of the Dahlander connection the winding parts of each phase, in a second stage the halves of each phase winding in triangle and the other halves upstream of the corners of this triangle and switched in a third stage in the delta connection of the Dahlander circuit will. In this way, the motor torque increases in several stages.

Ferner bietet diese Schaltung in Verbindung mit dem mehrstufigen Sterndreieckschalter die Möglichkeit, die drei Schaltstufen als Bremsstufen in einer Gegenstrombremsschaltung durch Polumkehr verwenden zu können, d. h. man kann den Stromstoß beim Bremsen kleiner halten. Die Bremsschaltung ist insbesondere von Bedeutung für schwere Maschinen, d. h. für Maschinen mit schweren Ziehscheiben, _ die sich beim Einziehen nicht mehr mit der Hand drehen lassen. Man hat so durch Anlassen und Bremsen des Motors die Möglichkeit, die an den Ziehscheiben befindlichen Zangen zum Einspannen des Drahtes in die jeweils erforderliche Stellung zu bringen, wobei man je nach Wahl mit einer der drei Schaltstufen des Sterndreieckschalters die Bremsung mit harten, weichen oder sehr weichen Bremsmomenten durchführen kann.This circuit can also be used in conjunction with the multi-stage star-delta switch the possibility of the three switching stages as braking stages in a counter-current braking circuit to be able to use by reversing the pole, d. H. you can reduce the current surge when braking keep. The brake circuit is particularly important for heavy machinery, d. H. for machines with heavy drawing disks that no longer move when being drawn in let it turn by hand. You have that by starting and braking the engine Possibility of using the pliers on the drawing disks to clamp the wire to bring in the required position, depending on your choice with a of the three switching stages of the star-delta switch, braking with hard, soft or can perform very soft braking torques.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigt Abb. i schematisch eine Ansicht einer Drahtziehmaschine, die .durch einen polumschaltbaren Motor angetrieben wird; Abb. 2 das Schaltschema des Motors und Abb. 3 bis 6 die einzelnen Schaltarten der Statorwicklung des Motors.An embodiment of the invention is shown below with reference to the Described drawing, in this Fig. I shows schematically a view of a wire drawing machine, which is driven by a pole-changing motor; Fig. 2 the circuit diagram of the motor and Fig. 3 to 6 the individual switching types of the stator winding of the motor.

In Abb. i ist die Drahtziehmaschine mit i und ihr Antriebsmotor, ein polumschaltbarer Drehstromasynchronmotor, mit 2 bezeichnet. Der Motor sitzt auf einem Getriebekasten 3, dessen Ausgangswelle die Ziehringe q., 5 und 6 trägt. Mit 7 ist der im folgenden beschriebene Sterndreieckschalter bezeichnet und mit 8 ein mehrere Schütze enthaltender Schaltkasten, die an Hand der Abb. 2 näher beschrieben sind.In Fig. I is the wire drawing machine with i and its drive motor, a Pole-changing three-phase asynchronous motor, labeled 2. The engine is sitting on a gear box 3, the output shaft of which the pull rings q., 5 and 6 carries. With 7, the star-delta switch described below is designated and 8 is a switch box containing several contactors, which are described in more detail with reference to Fig. 2 are.

Die Abb. 5 und 6 zeigen die bekannten Schaltarten eines polumschaltbaren Motors in Dahlanderschaltung. In der Abb. 5 sind die zu einer Phase gehörigen beiden Wicklungsteile U-Ui, U1 X, h-hi, V1 X und W-W:" WI -Z in Reihe und die Phasenwicklungen selbst in Dreieck geschaltet. Die Wicklung hat hierbei die höhere Polzahl, d. h. der Motor läuft mit der kleineren Drehzahl. In Abb. 6 liegen die Wicklungsteile einer Phase parallel zueinander, und die Wicklungen der drei Phasen sind in Stern geschaltet, wobei der Motor nur die halbe Polzahl gegenüber der Schaltung nach Abb. 5 erhält. Wie beide Abbildungen erkennen lassen, sind die Wicklungsenden U und Z, X und V, W und Y in beiden Schaltungen miteinander verbunden, so daß sie bereits hinter dem Klemmbrett verlötet und mit nur einer Klemme des Klemmbrettes verbunden werden. Diese Wicklungsenden werden nunmehr getrennt und zu besonderen Klemmen am Klemmbrett geführt und ein Sterndreieckschalter verwendet, der außer den Schaltungen nach Abb. 5 und 6 die Schaltungen nach Abb. 3 und ¢ herzustellen gestattet. In der Schaltung nach Abb. 3 liegen die Wicklungsteile einer Phase in Reihe, und die drei Phasenwicklungen sind in Stern geschaltet, und zwar für die höhere Polzahl des Motors. Die Sättigung des Motors geht gegenüber der Schaltung in Abb. 5 im Verhältnis x : Y-3 zurück, d. h. der Motor hat nur ein sehr kleines Anzugsmoment.Figs. 5 and 6 show the known switching types of a pole-changing motor in Dahlander circuit. In Fig. 5 the two winding parts U-Ui, U1 X, h-hi, V1 X and WW: " WI -Z " belonging to a phase are connected in series and the phase windings themselves are connected in delta. The winding has the higher number of poles In Fig. 6 the winding parts of a phase are parallel to each other, and the windings of the three phases are connected in star, whereby the motor has only half the number of poles compared to the circuit according to Fig. 5. How As can be seen in both figures, the winding ends U and Z, X and V, W and Y are connected to one another in both circuits, so that they are already soldered behind the terminal board and connected to only one terminal of the terminal board special terminals on the terminal board and a star-delta switch is used, which allows the circuits shown in Fig. 3 and ¢ to be made in addition to the circuits shown in Fig. 5 and 6. In the circuit shown in Fig Partial one phase in series, and the three phase windings are connected in star, for the higher number of poles of the motor. The saturation of the motor decreases compared to the circuit in Fig. 5 in the ratio x: Y-3, ie the motor only has a very low starting torque.

Die Abb. q. zeigt die zweite Schaltstufe der Wicklung, bei der die halbe Wicklung jeder Phase zusammen mit den entsprechenden Hälften der anderen Phasen eine Dreieckwicklung bildet mit Vorschaltung der anderen Hälfte jeder Phasenwicklung, so daß insgesamt eine kombinierte Sterndreieckschaltung rhit entsprechend höherer Sättigung des Motors als nach Abb. 3 entsteht, und zwar unter Beibehaltung der höheren Polzahl. Entsprechendder höheren Sättigung hat der Motor ein höheres Anzugsmoment als in der Schaltung nach Abb. 3.Fig.q. shows the second switching stage of the winding, in which the half winding of each phase together with the corresponding halves of the other phases a triangular winding forms with the upstream connection of the other half of each phase winding, so that overall a combined star-delta connection rhit correspondingly higher Saturation of the motor than after Fig. 3 arises, while maintaining the higher Number of poles. Corresponding to the higher saturation, the motor has a higher starting torque than in the circuit according to Fig. 3.

Die Schaltung nach Abb. 3 entspricht der ersten Stufe, die nach Abb. q. der zweiten und die normale Dreieckschaltung mit höherer Polzahl nach Abb. 5 der dritten Stufe des Sterndreieckschalters. Für das Einschalten der Doppelsternschaltung nach Abb. 6 dient ein im folgenden beschriebener Schalter.The circuit according to Fig. 3 corresponds to the first stage, which is shown in Fig. q. the second and the normal delta connection with a higher number of poles according to Fig. 5 the third stage of the star-delta switch. For switching on the double star circuit According to Fig. 6, a switch described below is used.

Für Abb. 2 gelten die Bezugszeichen der Abb. i, und die Enden bzw. Ausführungen der Statorwicklung sind mit Buchstaben wie in den Abb. 3 bis 6 gekennzeichnet. Der Sterndreieckschalter 7 hat außer der Nullstufe drei Schaltstufen I, II und 11I. Er ist in der praktischen Ausführung ein Walzenschalter. Die Kontaktschienen dieses Schalters sind schematisch in einer Ebene liegend dargestellt. Durch Verschieben der Schaltstücke in der Zeichnung nach oben werden die einzelnen in den Abb.3 bis 6 wiedergegebenen Schaltungen hergestellt, und zwar in Verbindung mit den Schaltschützen 9, 1o und i i, während das Schütz i i zum Einschalten und ein weiteres Schütz 12 zum Bremsen benutzt wird. Jedem Schütz ist eine Betätigungsspule zugeordnet, die Spulen der Schütze sind in bekannter Weise gegeneinander verriegelt. Der Schalter 13 dient zum Einschalten, der Schalter 14 zum Einschalten des Schnellganges, d. h. der Schaltung nach Abb. 6, und der Schalter 15 zum Bremsen des Motors. Das Drehstromnetz ist mit den üblichen Buchstaben R S T bezeichnet. Ein Schalter 16 dient zum Einschalten des Netzes.The reference numerals of Fig. I apply to Fig. 2, and the ends or versions of the stator winding are identified with letters as in Figs. 3 to 6. In addition to the zero stage, the star-delta switch 7 has three switching stages I, II and 11I. In the practical version, it is a roller switch. The contact rails of this switch are shown schematically lying in one plane. By moving the contact pieces upwards in the drawing, the individual circuits shown in Figures 3 to 6 are produced, in conjunction with the contactors 9, 1o and ii, while the contactor ii is used for switching on and another contactor 12 for braking will. An actuating coil is assigned to each contactor, the coils of the contactors are interlocked in a known manner. The switch 13 is used to switch on, the switch 14 to switch on the overdrive, ie the circuit according to Fig. 6, and the switch 1 5 to brake the motor. The three-phase network is designated with the usual letters RST. A switch 16 is used to switch on the network.

Der Vorgang beim Anlassen des Motors ist folgender Der Schalter 16 wird eingelegt, der Sterndreieckschalter befindet sich in der Stellung I. Nunmehr wird das Schütz io durch Drücken des Schalters 13 geschlossen. Die Netzspannung liegt dann an den mit R, S und T bezeichneten Klemmen des Sterndreieckschalters, und es werden die Klemmen U, h, TV mit den Klemmen R, S, T und die Klemmen Z, X, Y miteinander verbunden. Man erhält so die Schaltung der Wicklungen nach Abb.3; der Motor läuft mit kleinem Anzugsmoment an, d. h. das Einziehen der ersten Stufe bzw. Stufen geht stoßfrei vor sich. Reicht das Moment des Motors beim Hinzunehmen weiterer Ziehsteine nicht mehr aus, so wird der Sterndreieckschalter in die Stellung Il gebracht. Auch hier sind die Klemmen U, Il, W-mit den Klemmen R, S, T verbunden. Es werden aber weiter die Klemmen U1 mit Z, Wi mit Y und L'1 mit X verbunden, d. h. es ergibt sich die Schaltung nach Abb. 4.The process when starting the engine is as follows: The switch 16 is inserted, the star-delta switch is in position I. Now the contactor io is closed by pressing the switch 13. The mains voltage is then applied to the terminals of the star-delta switch marked R, S and T, and terminals U, h, TV are connected to terminals R, S, T and terminals Z, X, Y are connected to one another. This gives the circuit of the windings as shown in Fig.3; the motor starts with a low starting torque, ie the first stage or stages are drawn in without bumps. If the torque of the motor is no longer sufficient when further drawing dies are added, the star-delta switch is set to position II. Here, too, the terminals U, II, W- are connected to the terminals R, S, T. However, the terminals U1 are also connected to Z, Wi to Y and L'1 to X , ie the circuit shown in Fig. 4 results.

Bei weiter wachsendem Moment wird die Stufe III eingeschaltet. In dieser sind wieder die Klemmen U, h, W mit den Klemmen R, S, T verbunden und weiter die Klemmen U mit Z, Tl mit X und W mit Y. Die Klemmen U1, hl und W1 bleiben frei.As the torque continues to grow, stage III is switched on. In this the terminals U, h, W are again connected to the terminals R, S, T and furthermore the terminals U with Z, Tl with X and W with Y. The terminals U1, hl and W1 remain free.

In der Schaltung nach Abb. 5 wird das Einziehen beendet. Soll nunmehr auf die höhere Drehzahl übergegangen werden, wird der Schalter 14 gedrückt. Das Eindrücken bewirkt ein Abfallen des Schützes io und ein Schließen der Schütze 9 und i i. Durch das Schütz 9 wird die Netzspannung an die Klemmen U1, Th und W1 gelegt, und durch das Schütz 5 wird die noch fehlende Verbindung der Klemmen U-X, h-Y, W-Z hergestellt. Die Wicklung des Motors ist jetzt entsprechend der Abb. 6 geschaltet, d. h. sie hat die halbe Polzahl wie in Abb. 5.In the circuit according to Fig. 5, the pull-in is ended. Should now are switched to the higher speed, the switch 14 is pressed. That Pressing in causes the contactor io to drop out and the contactors 9 to close and i i. The mains voltage is applied to terminals U1, Th and W1 through contactor 9, and through the contactor 5, the missing connection between terminals U-X, h-Y, W-Z manufactured. The winding of the motor is now switched according to Fig. 6, d. H. it has half the number of poles as in Fig. 5.

Handelt es sich um den Antrieb einer Drahtziehmaschine mit schweren Ziehscheiben, die nicht mehr von Hand bewegt werden können (große Untersetzung), so ist beim Einziehen der Drähte eine schrittweise Bewegung der Ziehscheiben erwünscht, um die Ziehzangen in die richtige Stellung zu bringen. Hierzu dient der Schalter 15 in Verbindung mit dem Schütz 12. Der Sterndreieckschalter wird, wie zuvor beschrieben, in die Stellung I gebracht, d. h. in die Schaltung der Wicklung entsprechend Abb.3. Wird in dieser Stellung der Schalter 15 gedrückt, so wird hierdurch das Schütz 12 eingelegt, d. h. die Phasenfolge für dieKlemmenSTana Sterndreieckschalter7wird in bezug auf das Netz vertauscht, d. h. der Motor wird in entgegengesetzter Drehrichtung eingeschaltet, was eine sofortige Bremsung bzw. Rückwärtslauf des Motors zur Folge hat.Is it to drive a wire drawing machine with heavy Pulling disks that can no longer be moved by hand (large reduction), a step-by-step movement of the drawing washers is desirable when pulling in the wires, to bring the pulling pliers into the correct position. The switch is used for this 15 in connection with the contactor 12. The star-delta switch is, as described above, brought into position I, d. H. into the circuit of the winding according to Fig.3. If the switch 15 is pressed in this position, the contactor 12 inserted, d. H. the phase sequence for the terminals STana star-delta switch 7 is shown in interchanged with respect to the network, d. H. the motor is rotating in the opposite direction switched on, which results in an immediate braking or reverse rotation of the motor Has.

Die Schaltung nach Abb. 6 kann auch durch den Sterndreieckschalter hergestellt werden, wenn dieser eine dementsprechende vierte Schaltstufe erhält. Es entfallen dann auch zwei der Schütze. Benötigt werden dann nur noch ein Schütz zum Einschalten des Netzes und ein Bremsschütz.The circuit according to Fig. 6 can also be made using the star-delta switch be made when this receives a corresponding fourth switching stage. Two of the shooters are then also omitted. Only one contactor is then required for switching on the mains and a brake contactor.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric motor drive for wire drawing machines, Consists of a pole-changing three-phase short-circuit motor, in Dahlander circuit with delta connection for the higher and star connection of the phase windings for the low number of poles and a multi-stage star-delta switch to start the Motor, characterized in that the ends are usually soldered together of the winding parts belonging to different phases, which are the Form the star point and, in the case of a delta connection, the corner points of the triangle, to be separated Terminals on the terminal board of the machine are carried out and the star-delta switch so is designed that the phase windings of the motor while maintaining the higher Number of poles in a first switching stage in star with that for the delta connection of the Dahlander connection usual series connection of the winding parts of each phase, in one second stage the halves of each phase winding in triangle and the other halves upstream of the corners of this triangle and in a third stage in the triangle connection the Dahlander circuit can be switched.

2. Wire drawing machine according to claim i, characterized by the use of one of the switching stages of the star-delta switch to brake the motor.