DE966964C

DE966964C - Anordnung zur Regelung der Drehzahl elektromotorischer Kraftantriebe, insbesondere in der Naehe des Stillstandes

Info

Publication number: DE966964C
Application number: DES21264A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann Harz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-12-15
Filing date: 1950-12-15
Publication date: 1957-09-19

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 19. SEPTEMBER 1957

5" 2i264 VIIIb j21 c

ist als Erfinder genannt worden

Die Drehzahl elektromotorischer Kraftantriebe beispielsweise für die Elektroden von Lichtbogenöfen für Aufzüge, Förderhaspeln, Montagekrane u. dgl. kann sowohl mit Gleichstrommotoren als auch mit Drehetrom-Kommutatormotoren geregelt werden. Bekannte Beispiele sind für Gleichstrom der fremderregte Motor in Leonardschaltung und für Drehstrom der läufergespeiste oder ständergespeiste Drehstromnebenschlußmotor. Besondere ίο Schwierigkeiten entstehen dann, wenn die Arbeitsmaschine eines Antriebes in der Nähe des Stillstandes oder im Stillstand selbst mit vollem Drehmoment betrieben werden muß oder wenn der volle Drehzahlbereich nach beiden Drehrichtungen unter Einschluß des Stillstandes mit vollem Drehmoment beherrscht werden muß. Die Entwicklung des vollen Drehmoments bei Stillstand hat eine unzulässige Strombelastung des stillstehenden Stromwenders zur Folge, so daß dieser über kurz oder lang schadhaft wird. Außerdem ist bei Drehrichtungswechsel bei Gleichstrommotoren eine Umkehr der Ankerspannung und bei Drehstrommotoren eine Umkehr des Drehfeldes erforderlich, so daß der Motor kurzzeitig ohne Moment ist.

Es ist bekannt, diese Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden, daß als Antrieb die Differenzwelle

709 682/67

eines Differentialgetriebes vorgesehen wird, das von zwei in ihrer Drehzahl regelbaren Elektromotoren, die mit entgegengesetzten Drehrichtungen umlaufen, angetrieben wird. Die Geschwindigkeit und die Drehrichtung des Antriebes werden dann nur durch Änderung der Relativgeschwindigkeit dieser beiden Motoren gesteuert, ohne daß sich ihre Drehrichtung umzukehren braucht. Laufen nämlich beide Motoren mit gleicher Drehzahl um, so

ίο ist die Drehzahl der Differenzwelle gleich Null; läuft hingegen der eine Motor schneller als der andere, so dreht sich die Differenzwelle im einen Sinne, läuft der zweite Motor schneller als der erste, so dreht sich die Differenzwelle im entgegengesetzten Sinne. Da die beiden das Differentialgetriebe antreibenden Elektromotoren auch bei stillstehender Differenzwelle umlaufen, bleiben sie stets gut belüftet, und das gefährliche Stillstehen unter Strom kommt nicht vor.

Bei dieser bekannten Anordnung können durch irgendwelche Nebeneinflüsse, wie beispielsweise unterschiedliche Spannungsabfälle, unterschiedliche Erwärmung der Motoren usw., kleine Abweichungen der bei einem bestimmten Betriebszustand eingestellten Drehzahlen der beiden Elektromotoren auftreten, die eine unbeabsichtigte Drehzahlabweichung der Differenzwelle des Differentialgetriebes zur Folge haben; insbesondere kann, wenn an sich gleiche Drehzahlen der beiden Motoren und somit Stillstand der Differenzwelle eingestellt wurde, eine unbeabsichtigte Verdrehung derselben eintreten. Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Drehzahlregelvorrichtung der Elektromotoren über ein weiteres Differentialgetriebe angetrieben wird, dem sowohl der Verstellbefehl, beispielsweise über einen kleinen Verstellmotor, als auch die Drehzahl der Differenzwelle des von den regelbaren Elektromotoren angetriebenen Differentialgetriebes zugeleitet wird.

Auf diese Weise werden ungewollte Bewegungen der Differenzwelle des ersten Differentialgetriebes ohne Vorliegen eines Verstellbefehls wieder rückgängig gemacht.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der

Fig. τ die Schaltungsanordnung eines Antriebes für die Elektroden eines Lichtbogenofens schematisch dargestellt;

Fig. 2 gibt ein Diagramm der Drehzahlen der beiden antreibenden Elektromotoren wieder.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 treiben die beiden läufergespeisten Drehstromnebenschlußmotoren 1 und 2, die aus dem Drehstromnetz 3 gespeist werden, über das nur schematisch dargestellte Differentialgetriebe 4 die Elektrode 5 des Lichtbogenofens 6 an, die je nach den Strom- oder Spannungsverhältnissen im Lichtbogen gehoben oder gesenkt oder in einer bestimmten Lage gehalten werden muß. Die Elektrode 5 wird dabei von der Differenzwelle 7 des Getriebes 4 angetrieben, die je nach der Drehzahl der beiden Motoren 1 und 2 im einen oder anderen Sinne schneller oder langsamer umläuft oder ganz stillsteht. Die Bürstenträger der beiden Motoren 1 und 2 sind über das nur schematisoh dargestellte Gestänge 8 miteinander gekuppelt und werden so gesteuert, daß die Drehzahl des einen Motors zunimmt, während die des anderen abnimmt und umgekehrt. Zur Verstellung der Bürstenbrücken dient der als Asynchronmotor ausgebildete Verstellmotor 9, der über den Schalter 10 im einen oder anderen Drehsinn zugeschaltet werden kann. Der Schalter 10 wird von einem nicht dargestellten Regler betätigt, der vom Strom und der Spannung des Lichtbogens an der Elektrode 5 abhängig ist.

Damit die Differenzwelle 7 in Ruhe bleibt, wenn vom Verstellmotor kein Befehl gegeben wird, ist gemäß der Erfindung zwischen dem Gestänge S und dem Verstellmotor 9 noch das Differentialgetriebe 11 vorgesehen, dem außer der Drehzahl des Verstellmotors 9 noch die Drehzahl der Differenzwelle 7 zugeführt wird.

Bei stillstehendem Verstellmotor 9 soll auch die Elektrode 5 bzw. die Differenzwelle 7 in Ruhe bleiben. Durch irgendwelche Nebeneinflüsse können aber bei diesem Zustand kleine Unterschiede in den Drehzahlen der beiden Motoren 1 und 2 auftreten, die als Folge eine Drehung der Differenzwelle 7 und damit eine unbeabsichtigte Verstellung der Elektrode 5 bewirken. Dadurch, daß die Drehzahl der Differenzwelle 7 in das Differentialgetriebe 11 eingeführt wird, kommt über das Gestänge S ein entgegengesetzter Befehl auf die Bürstenbrücken der Motoren 1 und 2 zustande, und die Drehzahl der Differenzwelle 7 strebt wieder auf den Wert Null zu. An sich würde eine ungewollte Verdrehung der Differenzwelle 7 auch dadurch wieder rückgängig gemacht werden, daß Strom und Spannung im Lichtbogen sich in einem derartigen Sinne ändern, daß der Schalter 10 zum Ansprechen kommt und über den VersteUmotor 9 die ungeAvollte Verdrehung der Differenzwelle wieder rückgängig macht. Das Differentialgetriebe 11 verhindert dagegen, daß sich Strom und Spannung zu diesem Zweck überhaupt erst ändern müssen.

In Fig. 2 ist der Verlauf der Drehzahlen U₁ und M₂ der beiden Motoren über der Drehzahl η der Differenzwelle des Differentialgetriebes dargestellt. Bei der Drehzahl η = O sind M₁ und M₂ gleich groß. Nimmt M₁ zu und H₂ ab, so nimmt die Drehzahl· μ ζ. B. in einem als positiv bezeichnetem Drehsinn zu, ist M₂ größer als H₁, so wächst η im negativen Sinne.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Anordnung zur Regelung der Drehzahl elektromotorischer Kraftantriebe, insbesondere in der Nähe des Stillstandes, vorzugsweise als Antrieb für die Elektroden von Lichtbogenofen, für Aufzüge, Förderhaspeln, Montagekrane u. dgl., bei der die Differenzwelle eines von zwei in ihrer Drehzahl regelbaren Elektromotoren betriebenen Differentialgetriebes zum Antrieb dient, dadurch gekennzeichnet, daß die

Drehzahlregelvorrichtung der Elektromotoren (1,2) über ein weiteres Differentialgetriebe (11) angetrieben ist, dem sowohl der Verstellbefehl, beispielsweise über einen kleinen Verstellmotor (9), als auch die Drehzahl der Differenzwelle (7) des von den regelbaren Elektromotoren angetriebenen Differentialgetriebes (4) zugeleitet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 320 495, 399 627, 878, 596 109, 633 727, 698 307.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 682/67 9.