DE963628C - Einrichtung an ueber gittergesteuerte Entladungsgefaesse gespeisten elektrischen Antrieben fuer Foerder- und aehnliche Anlagen - Google Patents

Description

Bei elektrischen Antrieben wird häufig ein festes Programm (Fahrplan) vorgegeben, das nach Weg und Zeit und damit auch hinsichtlich Geschwindigkeit eingehalten werden soll. Derartige Programme ermöglichen eine gute Ausnutzung des elektrischen Antriebes ohne die — bei willkürlicher Steuerung leicht möglichen — zu großen Beanspruchungen infolge zu großer Beschleunigung usw.; sie finden sich bei Förder- und ähnlichen Anlagen, z. B. Aufzügen, Hebezeugen usw. Wenn beispielsweise bei einem Hochofenschrägaufzug im vorbestimmten Wechsel der Kübel mit Erz- oder Koksfüllung gefahren werden soll, so wird zur Vereinfachung der Bedienung Druckknopfsteuerung vorgesehen. Durch Betätigen des Druckknopfes »Erzfahrt auf« oder »Koksfahrt auf« wird der Antrieb¹ für den Kübel eingeschaltet; das eingestellte Programm läuft dann ab und ist beendet, wenn der Kübel die Einstellung erreicht hat. Bei der Speisung von Windenmotoren unter Verwendung von Maschinenumformern dient als Steuerapparat ein sogenannter Fahrtbegrenzer. Dieses Gerät wird über eine geeignete Übersetzung vom Getriebe laufend bewegt und steuert über Zwischenschütze die Feldregelung des Leonardgenerators. Am Anfang und Ende der Fahrt kann der Bedienungsmann zusätzlich eingreifen, um den Kübel in verschiedene Stellungen fahren zu können. Bei Störungen in der Anlage

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kann der Aufzug in jeder Stellung angehalten und Avieder angefahren werden.

Bei den bisherigen Programmsteuerungen, bei denen stufenweise geschaltet und gesteuert wird (z. B. Feldregler beim Leonardgenerator) kann ein beliebiges genaues Einhalten des idealen Programms nicht erreicht werden, es sei denn, daß man die Zahl der Stufen und damit auch den entsprechenden Steuerungsaufwand beträchtlich erhöht. Man hat ίο auch bei kleinerer Zahl von Stufen eine bessere Annäherung an das ideale Programm zu erreichen versucht, indem man eine Dämpfungsmaschine vorsieht. Diese ist mit ihrem Anker, der meistenteils noch mit einer Schwungmasse versehen ist, iS parallel zur Feldwicklung des Leonardgenerators geschaltet.

Mit einer derartigen Dämpfungsmaschine läßt sich in vielen Fällen bei einer geringen Zahl von Stufen eine genügende Annäherung an das ideale Programm erreichen. Für verschiedene Fälle, insbesondere bei Antrieben großer Leistung und verwickelten Programmen, reichen die bisher bekannten Möglichkeiten für Programmsteuerungen jedoch nicht aus. Es sei auch darauf hingewiesen, daß eine Programmsteuerung mittels eines leitende und nichtleitende Teile enthaltenden Programmgebers, der elektrisch auf die Gittersteuerung einer Elektronenröhre mit nachges'chaltetem Umschaltrelais einwirkt, bekannt ist. Die Erfindung ermöglicht nun eine beliebig genaue Erfüllung jedes vorgegebenen Programms. Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß die Speisung des Antriebes durch mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitende Stromrichter, insbesondere Gleichrichter, erfolgt, daß diese hinsichtlich ihrer Spannung durch die Gittersteuerung stetig geregelt werden, und daß die die Programmsteuerung durchführenden Mittel auf die Gittersteuerung einwirken, d. h. im allgemeinen die Steuerspannung auf der Primärseite des Gittertransformators verändern.

In Fig. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Phase der Gitterwechselspannung mittels eines Drehtransformators verändert wird. Die Steuerung soll in Abhängigkeit vom Weg des Arbeitsgutes erfolgen, wobei die Übertragung auf den Gitterdrehregler mechanisch vor sich gehen soll. Vom Arbeitsgut wird eine Leitspindel 1 mit Verstellmutter 2 angetrieben. Die Mutter greift durch den Stift 3 in die Schablone ein, die am Umfang der Steuertrommel 4 angebracht ist. Wenn sich Leitspindel und Verstellmutter bewegen, wird die Steuertrommel 4 verstellt und damit auch über ein Getriebe 5 der Gitterdrenregler 6. Bei der Formgebung der Schablone ist zu beachten, daß die gleichgerichtete Spannung proportional dem Cosinus des Zündverzögerungswinkels ist. Wenn am Ende der Fahrt der Bedienungsmann in den Vorgang eingreifen und das Arbeitsgut in eine veränderliche Stellung bringen will, so muß der entsprechende Teil der Schablone verändert werden können. Hierzu dient der auf der Achse der Steuertrommel 4 frei einstellbare Trommelteil 7 mit mehreren Schablonenabschnitten. Im normalen Betrieb ist der Teil 7 mit dem Teil 4 fest verbunden, z. B. über eine Magnetkupplung, und läuft mit; der sonstige Antrieb für den Teil 7, z. B-. Fernantrieb 9 mit Getriebe 8, ist entkuppelt. Wenn am Ende der Fahrt der Bedienungsmann eingreifen will, so wird die Kupplung zwischen 4 und 7 gelöst und die zwischen 7 und 8 hergestellt. Alsdann wird der Teil 7 mit Hilfe des Fernantriebes in die gewünschte Stellung gebracht. Danach wird der Fernantrieb wieder abgekuppelt und Teil 7 mit Teil 4 wieder zusammengeschaltet.

An Stelle einer mechanischen Übertragung kann die Verstellung des Gitterdrehreglers auch elektrisch erfolgen. Gemäß Fig. 2 kann man hierzu einen Öldruckservomotor (Öldruckregler) benutzen. Das Fördergerät soll über die Seilscheibe 15 und ihre Übersetzung den Gitterdrehregler 11 verstellen. Hierzu wird mit dem Getriebe 15 ein Geberwiderstand 14 gekuppelt, der als· Programmgeber dient. Auf die Welle des Gitterdrehreglers kommt der Öldruckregler 13 und ein Empfängerwiderstand 12. Die Spule des Öldruckreglers liegt in der Brücke der durch die Widerstände 12 und 14 gebildeten Brückenschaltung. Der Regelvorgang ist also unabhängig von Schwankungen der Hilfsspannung 16.

Man kann auch die Brückenschaltung durch eine sogenannte elektrische Welle (Selsyn - Maschinen) ersetzen, bei der die Ständer vom Geber- und Empfängerdrehtransformator an dasselbe Wechselstromnetz angeschlossen sind und die Läufer unmittelbar miteinander in Reihe geschaltet sind. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß der mit der Empfängerwelle gekuppelte Gitterdrehregler genau die vom Programmgeber dem Geberdrehtransformator mechanisch vorgeschriebene Winkelbewegung mitmacht.

Die Ausführung gemäß Fig. 2 kommt insbesondere dann in Betracht, wenn das Arbeitsgut einen längeren Weg machen und der Widerstand entsprechend dem Geschwindigkeitsprogramm längs des Weges des Arbeitsgutes verteilt angebracht werden muß. Dabei können auch Zeitabschnitte ohne Geschwindigkeitsänderung vorgesehen sein. Außerdem muß bei gleichem Sinn der Drehbewegung der Seilscheibe 15 der Gitterdrehregler 11 auch wieder zwecks Stillsetzens des Antriebes verstellt werden können. Nach Fig. 3 sind hierzu auf dem Umfang einer Steuertrommel 24 abwechselnd Abschnitte des Geberwiderstandes und Kontaktstreifen entsprechend dem Programm vorgesehen. Zur Verringerung des Umfanges der Steuertromniel 24 werden diese Teile in einer mehrgängigen Schraube untergebracht. Mithin läuft die Trommel für eine Fahrt des Arbeitsgutes mehrmals um. In den Fällen, wo ein Programm aus mehreren Teilprogrammen mit dazwischenliegenden Pausen oder Zeiten konstanter Geschwindigkeit besteht, ist es zweckmäßig, für jedes Teilprogramm einen inzigen Umlauf vorzusehen. Dies gelingt beispielsweise in der Weise (Fig. 3), daß über die Über-Setzung 22 ein Abnehmerkontakt 23 längs der

Trommelachse bewegt wird, so daß bei dem mehrfachen Umlaufen der Trommel 24 das ganze Steuerband auf der Trommel abgetastet wird. Die übrigen Zu- und Ableitungen zur Trommel erfolgen vorzugsweise über Schleifringe 25 und 26.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung bestellt darin, daß ohne besondere Schwierigkeiten das Programm bei einem Antrieb gewechselt bzw. anders eingestellt werden kann. Hierzu ist nur erforderlich, die Programmsteuerung durchführenden Mittel, die auf die Gittersteuerung einwirken, abzuändern, während alle übrigen Schaltverbindungen des Antriebs ungeändert bleiben. Im einfachsten Falle erfolgt die Programmänderung durch, Auswechseln einer Steuertrommel bzw. eines Teils einer S teuer trommel. Eine für auswechselbare Programme besonders geeignete Möglichkeit ist in Fig. 4 dargestellt, und zwar wird der Steuerwiderstand 35 fest angeordnet, und nur die Abtastung 34 ist beweglich. Die Steuertrommel 32 dient also lediglich zur mechanischen Führung für die Widerstandsverstellung (bzw. für die Verstellung des Gitterdrehreglers). Auf dem Umfang der Trommel ist das Programm in Form einer Schablone dargestellt, und zwar wird diese als Nut 33 durch die einzelnen ringförmigen Abschnitte der Steuertrommel 32 gebildet. Man wird zweckmäßig die Ringe drehbeweglich und austauschbar gestalten, damit man in einfacher Weise durch Verstellen und Umstecken der Ringe ein neues Programm zusammenstellen kann. Um den Stift für die Führung 34 bequemer gleiten zu lassen, kann man die Nut an beiden Seiten noch mit einem Stahl- oder Gummiband verkleiden, das vorteilhaft am Ende der Schablone .nachgespannt wird.

In den Fällen, wo es wegen der Cosinusbeziehung des Zündverzögerungswinkels zur gleichgerichteten Spannung Schwierigkeiten bereitet, die Steuertrommel in Verbindung mit einer phasenveränderliehen Gitterwechselspannung einfach zu gestalten, kann man mit Vorteil auch eine Gitterspannung verwenden, die sich aus einer veränderlichen Gleichspannung und einer Wechselspannung konstanter Amplitude und Phase zusammensetzt (G.W.Müller-Steuerung), wobei dann das Programm die Größe der veränderlichen Gleichspannung steuert. In anderen Fällen, wo eine Gitterwechselspannung spitzer Wellenform, deren Phasenlage durch gleichstromvormagnetisierte gesättigte Drosselspulen gesteuert wird, verwendet wird, kann man mittels der Steuertrommel die Größe der Gleichstromvormagnetisierung steuern.

Soweit am Anfang und/oder am Ende des Programms ein willkürliches Eingreifen möglich sein soll, kann man eine Anordnung gemäß Fig. 1 vorsehen. Wenn jederzeit eine Eingriffsmöglichkeit bestehen soll, empfiehlt es sich, mechanische oder elektrische Umgehungen einzurichten. Bei Verwendung einer elektrischen Welle ist es zweckmäßig, bei erfolgendem Eingriff die elektrische Verbindung zwischen den beiden Drehtransformatoren oder des einen Drehtransformators mit dem'Wechselstromnetz aufzuheben.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung an über gittergesteuerte Entladungsgefäße gespeisten elektrischen Antrieben für Förder- und ähnliche Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Programmsteuerung stetig wirkende Programmgeber selbsttätig die Gittersteuerung verstellen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mechanischen Antrieb, der mittels eines mechanischen Führungskörpers die veränderliche Größe der Gittersteuerung verstellt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Brückenschaltung, in deren Brücke das die veränderliche Größe der Gittersteuerung verstellende Mittel geschaltet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrische Welle zur Verstellung der veränderlichen Größe der Gittersteuerung.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Programmsteuerung bewirkenden Mittel für verschiedene Programme einstellbar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5 mit Steuerung durch einen mechanischen Führungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Führungskörper leicht auswechselbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 mit Steuerung durch einen aus Ringen Zusammengesetzten Führungskörper, dadurch gekennzeichnet, •daß die Ringe drehbeweglich und/oder auswechselbar sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische oder elektrische Umgehungen für die Programmsteuerung vorgesehen sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden mit Steuerung durch einen mechanischen Führungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper mit am Anfang und/oder am Ende des Programms durch willkürlichen Eingriff abkuppelbaren Teilen versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 709 234, 442 509, 353, 695598;

USA.-Patentschrift Nr. 2002374;

Reich, Theory and Applications of electron tubes, 1939, S. 503 bis 506 und 516, 517; Siemens-Zeitschrift, Bd. 13, 1933, S. 303 bis 307;

Philippi, Elektrische Fördermaschinen 1927, S. 193 bis 200.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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