DE963448C - Einrichtung zur Verstellung des Antriebsmomentes von zwei oder mehreren mechanisch parallel arbeitenden Drehstrom-Kurzschlusslaeufermotoren, insbesondere fuer Fahrwerke von Hebezeugen - Google Patents

Description

Häufig wird bei Antrieben von Fahrwerken, Drehwerken usw. von Hebezeugen die Motorleistung auf zwei oder mehr Motoren aufgeteilt. Es werden z. B. die beiden Seiten eines Kranfahrwerkes mit je einem Motor angetrieben; es können auch die vier Laufräder eines Laufkranes von je einem Motor angetrieben werden, wobei zwei Motoren schiebend und zwei Motoren ziehend wirken. Ebenso werden für den Antrieb von Portaloder Blockkranen oder von Verladebrücken in den Füßen der beiden Stützen je ein oder zwei Antriebsmotoren verwendet. Bei Schleifringläufermotoren kann das Antriebsmoment durch Verändern der Schlupfwiderstände der einzelnen Motoren durch Läuferschaltwerke geregelt werden. Hierzu ist aber ein merklicher Aufwand erforderlich, und außerdem erfolgt die Drehmomentänderung nicht verlustfrei.

Verwendet man Kurzschlußläufermotoren, so ist zur Dosierung der Beschleunigung eine Regelung außer durch Polumschaltung nur durch Ständervorschaltwiderstände, also durch Herabsetzung der Spannung und damit des Anzugsmomentes, möglich.

Die Erfindung schafft einen äußerst einfachen Weg, um eine für die praktischen Bedürfnisse bei Fahrwerksantrieben von Hebezeugen mit zwei oder

709 513/225

mehr mechanisch parallel arbeitenden Kurzschlußläufermotoren völlig ausreichende Abstufung des Drehmomentes zu erreichen. Sie besteht darin, daß die einander entsprechenden Wicklungen je zweier Motoren unter sich in Reihe mit Dreieckschaltung am Netz liegen (Reihenschaltung) und daß Schaltmittel vorhanden sind, durch die die Wicklungen beider Motoren für sich mit Dreieckschaltung an das Netz legbar sind (Parallelschaltung). Diese ίο Schaltmiittel können in einem einzigen dreipoligen Schalter bestehen, der die Verbindungsleitungen zwischen den beiden Motoren mit zyklischer Vertauschung der Motorp'hasen an das Netz legt. Es ist dann nur noch ein dreipoliger Schalter zum Einschalten jedes Motorpaares in der einen Richtung und ein weiterer dreipoliger Schalter zum Einschalten in der anderen Richtung erforderlich. Jedes -Motorpaar kann dann durch Reihen- bzw. durch Parallelschaltung mit halber Spannung und mit voller Spannung, d.h. mit 25 und mit 100% seinen Nennmomentes, betrieben werden.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung noch näher beschrieben. In Fig. 1 ist als Beispiel die Brücke 5 eines Laufkranes schematisch dargestellt, deren Antriebsräder 1 bis 4 durch die beiden Motorpaare M₁, M₃ und M₂, M₁, die je nach der Fahrtrichtung ziehend und schiebend wirken, angetrieben werden.

In Fig. 2 ist die Schaltung dieser beiden Motorpaare veranschaulicht. Die Wicklungen der Motoren M₁ bis M₄ sind für Dreieckschaltung bemessen. Die mit ihrer Eingangsklemme U₁ über den Schalter U₅ am Phasenleiter R des Drehstromspeisenetzes liegende Wicklung M₁-X₁ des Motors M₁ ist mit ihrer Ausgangsklemme X₁ an die Eingangsklemme U₃ der Wicklung M₃-^₃ des Motors M₃ angeschlossen. Die Ausgangsklemme X₃ liegt über den Schalter U₅ am Phasenleiter T des Netzes. In analoger Weise liegt die Wicklung v_±-y_t des Motors M₁ in Reihe mit der Wicklung v₃-y₃ des Motors M₃ zwischen den Phasenleitern 5" und R sowie die Wicklung W₁-Z₁ des Motors M₁ in Reihe mit der Wicklung W₃-Z₃ des Motors M₃ zwischen den Phasenleitern T und S. Die einzelnen einander entsprechenden Wicklungen der beiden Motoren liegen somit unter sich in Reihe und zusammen in Dreieckschaltung am Drehstromnetz R, S₁ T₁ wie es in dem in Fig. 3 dargestellten Wicklungsschaltschema übersichtlicher gezeichnet ist. Bei eingelegtem Schalter U₅ liegen somit beide Motoren M₁ und M₃ an "halber Spannung, so daß ihr Antriebsmoment etwa nur ein Viertel ihres Nennmomentes beträgt. Die Verbindungsleitungen zwischen den Ausgangsklemmen X₁, y_v Z₁ und den Eingangsklemmen M₃, V₃, W₃ sind über einen Schalter S₁ unter zyklischer Vertauschung der Phasen mit den Eingangsklemmen des Motors M₁ bzw. mit dem Netz verbunden. In Fig. 3 sind mit S₁ die drei Kontakte dieses Schalters bezeichnet. Man erkennt, daß bei geschlossenem Schalter S₁ sowohl die Wicklungen des Motors M₁ als auch die Wicklungen des Motors M₃ nunmehr für sich unter Beibehaltung der Drehfeldrichtung in Dreieckschaltung unmittel-•bar am Netz liegen, so daß der Motor sein volles Drehmoment abgeben kann. Um von der Reihenschaltung auf die Parallelschaltung überzugehen, ist demnach nur ein einziger dreipoliger Schalter zu betätigen.

Sollen die Motoren in entgegengesetzter Drehrichtung laufen, so wird statt des Schalters U₅ der Schalter U₆ geschlossen, durch den die Motoren M₁, M₂ mit vertauschten Phasen R₁ S an das Netz gelegt werden.

Die Schaltung des Motorpaares M₂, M₄ ist die gleiche wie die beschriebene Schaltung des Motorpaares M₁, M₃. Die den Schaltern U₅, U₆ und S₁ entsprechenden Schalter dieses zweiten Motorpaares sind mit U₁₅, U₁₆ und S₁₁ bezeichnet.

Mit der in Fig. 2 dargestellten Schaltung der Motoren M₁ bis M₄ lassen sich fünf Drehmomentstufen einstellen: Werden die beiden Motoren eines Paares in Reihe geschaltet, so liegt an ihren Wicklungen nur die halbe Nennspannung, und es ergibt sich für den einzelnen Motor etwa ein Viertel seines Nennmomentes. Demgemäß wird die Brücke 5 (Fig. 1) mit etwa 12,5% des gesamten Antriebsmomentes beider Motorenpaare angetrieben. Schaltet man die Motoren beider Paare in Reihe, so erhält man etwa 25'/O des Gesamtantriebsmomentes. 50% des Gesamtantriebsmomentes erhält man, wenn entweder die Motoren M₁ und M₃ oder M₂ und M₄ in Parallelschaltung am Netz liegen; etwa 62,5% des Gesamtantriebsmomentes ergeben sich, wenn die Motoren eines Paares in Parallelschaltung und die Motoren des anderen Paares in Reihenschaltung am Netz Hegen, und 100 °/o des Gesamtantriebsmomentes erhält man durch unmittelbare Anschaltung aller vier Motoren in Dreieckschaltung an die volle Netzspannung. Für Kranantriebe der beschriebenen Art kann es jedoch vorteilhaft sein, nur drei Drehmomentstufen vorzusehen. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 4 veranschaulicht.

In Fig. 4 ist bei 6 die Abwicklung einer Steuerwalze schematisch veranschaulicht, durch welche die beispielsweise zwischen den Phasenleitern R und 6* des Netzes liegenden Betätigungsmagneten für die als Schütze ausgebildeten Schalter U₅, U₆, U₁₅, U₁₆, S₁ und S₁₁ gesteuert werden. In der Stellung— ι ist nur der Stromkreis für das Schütz U₅ geschlossen. Dementsprechend liegen die beiden Motoren M₁ und M₃ in Reihenschaltung am Netz. Sie entwickeln ein Drehmoment von 12,5% des Gesamtantriebsmomerates aller vier Motoren. In der Stellung—2 der Schaltwalze werden zusatz-Hch noch die Schütze S₁ und JJ₁₅ geschlossen, d. h. die Motoren M₁ und M₃ sind parallel geschaltet und die Motoren M₂ und M₄ in Reihe. Ihr Antriebsmoment ist demnach etwa 62,5% des Gesamtantriebsmomentes. In der Stellung—3 wird auch noch das Schütz ^₁₁ geschlossen, so daß alle vier Motoren unmittelbar am Netz liegen und ihr volles Nennmoment abgeben.

In den Stellungen + 1, + 2 und + 3 wiederholt sich das Spiel mit der Maßgabe, daß statt der Schütze U₅ und U₁₅ die Schütze U₆ und U_iG für

entgegengesetzte Laufrichtung geschlossen werden und daß die Reihenfolge, in der die Reihen- und Parallelschaltung der beiden Motorpaare M₁, M₃ und M₂, M_i vorgenommen wird, nunmehr umgekehrt ist wie in den Stellungen — i, —2, —3. Es empfiehlt sich nämlich, die in der Bewegungsrichtung vorausliegenden·, d. h. die ziehenden Motoren stärker zu belasten als die schiebenden.
Die in Fig. 4 in die Stromkreise der Schützmagneten U₅, U₆, U₁₅ und U₁₆ eingeschalteten Kontakte U₆, U₅, U₁₆, U₁₅ sind Verriegelungskontakte der Schütze·, um sicherzustellen, daß die beiden Motorpaare nicht gegeneinander arbeiten können. Bei Kranantrieben, diie im angestrengten Umsdilagsbetrieb arbeiten, wird durch den Kranführer häufig durch Gegenstrom abgebremst. Dieses häufige Kontern würde für Kurzschlußmotoren, die unmittelbar am Netz liegen, eine starke Erwärmung ergeben. Außerdem ist das Bremsmoment beim Kontern mit volleingeschalteten Motoren sehr hart. Es werden deshalb gemäß der weiteren Erfindung beim Gegenstromgeben die beiden Motorpaare in Reihe geschaltet und mittels eines Zeitrelais in dieser Schaltung so lange gehalten, bis sie ungefähr zum Stillstand gekommen sind. Eine so ausgebildete Konterfährschaltung ergibt für die Kurzschlußläufer eine günstigere Wärmebeanspruchung und ein weniger hart wirkendes, den praktischen Bedürfnissen mehr angepaßtes Bremsmoment.

In dem Schaubild nach Fig. 5 ist die beim Ausfü'hrungsbeispiel nach Fig. 4 erzielbare Reguliermöglichkeit dargestellt, welches den gegenseitigen Zusammenhang zwischen Motordrehzahl und Motormoment in Prozenten der zugeordneten Nennwerte zeigt. Die Kurven 1, 2 und 3 entsprechen den Stellungen 1, 2 und 3 der Schaltwalze 6 in Fig. 4. Die gestrichelte horizontale Linie veranschaulicht einen Übergang von der Stellung 2 zur Stellung 3, oder umgekehrt. Der unterhalb der Abszisse liegende Teil der Kurve 1 veranschaulicht den Bremsmomentverlauf beim Kontern.

Die Erfindung ist auch in anderen Fällen mit dem gleichen Vorteil anwendbar, wo es sich darum handelt, zwei oder mehrere mechanisch parallel arbeitende Kurzschlußläufermotoren mit unterschiedlichem Drehmoment zu betreiben.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur Verstellung des Antriebsmomentes von zwei oder mehreren mechanisch parallel arbeitenden Drehstrom-Kurzschlußläufermotoren, insbesondere für Fahrwerke von Hebezeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die einander entsprechenden Wicklungen je zweier Motoren unter sich in Reihe mit Dreieckschaltung am Netz liegen (Reihenschaltung) und daß ein dreipoliger Schalter vorhanden ist, durch den die Wicklungen beider Motoren für sich mit Dreieckschaltung unmittelbar an das Netz anschließbar sind (Parallelschaltung).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet", daß der Schalter die Verbindungsleitungen zwischen den beiden Motoren mit zyklischer Vertauschung der Phasen an das 6s Netz legt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 mit zwei ziehenden und zwei schiebenden Motoren, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Meisterschalters, z. B. Walzenschalters, Steuernockenschalters, daß in der ersten Steuerstufe die ziehenden Motoren in Reihe, in der zweiten Stufe die ziehenden Motoren parallel und die schiebenden in Reihe und in der dritten Stufe beide Motorpaare parallel geschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 706/317 10.56