DE976372C - Steuerung fuer Umkehrantriebe, insbesondere von Umkehrwalzwerken - Google Patents

Steuerung fuer Umkehrantriebe, insbesondere von Umkehrwalzwerken

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DE976372C
DE976372C DEA17307D DEA0017307D DE976372C DE 976372 C DE976372 C DE 976372C DE A17307 D DEA17307 D DE A17307D DE A0017307 D DEA0017307 D DE A0017307D DE 976372 C DE976372 C DE 976372C
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DE
Germany
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control
field winding
generator
field
motor
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Expired
Application number
DEA17307D
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English (en)
Inventor
Claude Brownell Huston
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AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/34Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using Ward-Leonard arrangements

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Steuerung für Umkehrantriebe, insbesondere von Umkehrwalzwerken Die Erfindung betrifft die Steuerung von Umkehrantrieben, beispielsweise Umkehrwalzwerken, bei denen die Größe der Umsteuerzeit, also die Zeit, die erforderlich ist, um den mit voller Geschwindigkeit in der einen Richtung laufenden Antrieb abzubremsen und auf die volle Geschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung zu bringen, eine wichtige Rolle spielt. Die Antriebsmotoren von derartigen Maschinen werden für gewöhnlich von einem in seiner Spannung regelbaren Generator gespeist, und zur Beschleunigung des Antriebsmotors auf die Grundgeschwindigkeit wird die Spannung des Generators entsprechend verändert. Es ist bekannt, den Generator zwecks Erhöhung der Beschleunigung des Antriebsmotors überzuerregen.
  • Die Erfindung bezweckt, eine besonders schnelle Beschleunigung des Antriebsmotors durch Übererregung des Generators herbeizuführen, ohne hierfür Widerstände im Generator-Feldstromkreis benutzen und den Energieverlust in diesen Widerständen außerhalb der Beschleunigungszeiten in Kauf nehmen zu müssen.
  • Es ist bereits bekannt, Steuergeneratoren für elektrische Antriebe mit einer Querfelderregermaschine zu speisen, die mit einer übererregten Steuerfeldwicklung und einer in der gleichen magnetischen Achse angeordneten, z. B. von der Spannung des Steuergenerators gegensinnig zur Steuerfeldwicklung erregten weiteren Feldwicklung versehen ist. Derartige Querfeldmaschinensteuerungen sind auch bereits bei Walzwerkantrieben verwendet worden. Auf Grund ihrer großen Ansprechgeschwindigkeit ermöglichen sie insbesondere mit einer Generatorspannungskontrolle eine rasche Beschleunigung bzw. Verzögerung der Antriebsmotoren beim Wechsel der Arbeitsgeschwindigkeit auf vorgegebene Werte.
  • Weiterhin ist bei einem derartigen Steuerverfahren die Einhaltung einer bestimmten Grenze für den Strom des Antriebes bekannt. Für diesen Zweck sind zusätzliche Erregerwicklungen auf der Querfeldmaschine in der Literatur vorgeschlagen worden.
  • Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Umkehrantriebe, insbesondere von Umkehrwalzwerken, bei denen der Antriebsmotor von einem in seiner Spannung regelbaren Steuergenerator gespeist wird, der zur raschen Beschleunigung des Antriebsmotors auf die Grunddrehzahl übererregt wird, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale a) und b) und des Merkmals c) a) Das Feld des Steuergenerators wird von einer Querfelderregermaschine gespeist, die mit einer übererregten Steuerfeldwicklung und einer ihr entgegenwirkenden und mit ihr auf derselben Steuerachse. angeordneten, von der Spannung des Steuergenerators erregten Feldwicklung versehen ist; b) zur Begrenzung des Rückstromes vom Motor zum Steuergenerator während des Verzögerns ist auf der Steuerachse der Querfeldmaschine eine weitere Hilfsfeldwicklung angeordnet, die in Abhängigkeit von der Größe und der Richtung des Stromes im Generatormotorkreis erregt wird und im gleichen Sinne wie die Steuerfeldwicklung wirkt; c) die Hilfsfeldwicklung wird von einem durch den Ankerstrom des Steuergenerators erregten Hilfsgenerator gespeist, der in Reihe mit einer Gegenspannung (Potentiometer) geschaltet ist, um die Erregung der Hilfsfeldwicklung erst bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes des Rückstromes herbeizuführen. Es ist also für den Fall, daß infolge eines generatorisch arbeitenden Antriebsmotors bei z. B. einem Verzögerungsvorgang gefährlicher Überstrom vom Antriebsmotor zum Generator fließen würde, auf der Steuerachse der Querfeldmaschine als Abhilfe eine Hilfsfeldwicklung vorgesehen. Die Erfindung -erteilt eine Lehre, nach der der kleine Spannungsabfall an der Reihenschlußfeldwicklung des Steuergenerators, welcher für sich allein nicht ausreichen würde, die Hilfsfeldwicklung zu speisen, zur Erregung eines - besonderen Verstärkergenerators benutzt wird. Es `ist weiterhin der Verstärkergenerator in Reihe mit einer Gegenspannung geschaltet. Diese Merkmalskombination führt vorteilhafterweise die Erregung der Hilfsfeldwicklung erst bei Überschreiten eines vorherbestimmten Grenzwertes des Rückstromes herbei. Ihr Einfluß überlagert sich also unterhalb eines wählbaren Grenzwertes bei den Regelvorgängen nicht störend.
  • Demgegenüber müßten bei der Ein- und Ausschaltung. von, Widerständen im Motor-Generator-Stromkreis selbst zur Begrenzung des Rückstromes schwere Kontaktgruppen hoher Massenträgheit, entsprechend- den auftretenden Stromstärken, eingesetzt werden, und durch einen solchen grobstufigen Stellvorgang könnten Pendelungen im System angefacht werden.
  • Die der Steuerfeldwicklung entgegenwirkende, von der Spannung des Steuergenerators erregte Feldwicklung kann nach der weiteren Erfindung zur Vernichtung des Restmagnetismus des Steuergenerators ohne Unterbrechung des Generator-Feldstromkreises verwendet werden, indem in der Nullstellung des Steuergerätes die Wirkung dieser Feldwicklung durch Kurzschließen eines ihr vorgeschalteten Widerstandes erhöht wird.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf einen Umkehrantrieb dargestellt, dessen Antriebsmotor durch Veränderung der Spannung des Steuergenerators auf die Grunddrehzahl beschleunigt und zur weiteren Beschleunigung auf die Betriebsdrehzahl durch Feldschwächung geregelt wird. Der Anker des zum Antrieb der Walzen des Umkehrwalzwerkes dienenden Elektromotors io wird von dem Generator 12 gespeist, der von dem Drehstrommotor 13 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Der Generator 12 ist mit einer fremderregten Hauptfeldwicklung 12 a versehen, deren Erregung durch eine Querfeldmaschine 15 gesteuert wird, die durch eine geeignete Antriebsvorrichtung, beispielsweise einen nicht dargestellten Synchronmotor, mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Querfeldmaschine 15 hat zwei Bürstensätze, von denen der eine, 15 b, kurzgeschlossen ist, während der andere, 15 a, mit einer äußeren Belastung verbunden ist, die in diesem Fall durch die fremderregte Feldwicklung i2a des Steuergenerators 12 gebildet wird. Der durch den Stromfluß in den kurzgeschlossenen Ankerleitungen hervorgerufene Fluß wird nachfolgend mit Kurzschlußachse und die um 9o° gegenüber der Kurzschlußachse versetzte Achse wird mit Steuerachse bezeichnet. Wenn angenommen wird, daß die Achse der Bürste 15 b mit der Kurzschlußflußachse zusammenfällt,. dann befinden sich die Belastungsbürsten i5 a auf der Steuerachse. Der tatsächliche Fluß längs der Steuerachse wird durch zwei einander entgegenwirkende Steuerfeldwicklungen i5 c und i5 d, durch eine Kompensations-Reihenschlußfeldwicklung 15 e und die Ankerrückwirkung des Belastungsstromes erzeugt. Die Feldwicklung 15 d wird von der Spannung des -Steuergenerators 12 erregt. Der Fluß längs der Kurzschlußachse wird von der Nebenschlußfeldwicklung 15 f und der Ankerrückwirkung des Kurzschlußstromes erzeugt. Dieser Fluß längs der Kurzschlußachse erzeugt die Spannung, welche an den Belastungsbürsten 15a auftritt, und der Fluß längs der Steuerachse erzeugt die Spannung an den kurzgeschlossenen Bürsten 15 b und verursacht das Fließen eines Kurzschlußstromes.
  • Die Wirkungsweise der Maschine 15 wird am besten klar, indem zunächst das Arbeiten der Maschine ohne die zweite Steuerfeldwicklung 15 d, die Nebenschluß- und Kompensationsfelder 15f und 15 c und darauf die Wirkung dieser Felder auf den Betrieb der Maschine betrachtet wird.
  • Wenn an die Steuerfeldwicklung 15 c Spannung gelegt wird, beginnt in ihr ein Strom zu fließen. Unmittelbar darauf wird eine Spannung im Kurzschlußkreis erzeugt, durch die ein großer Strom im Kurzschlußkreis zum Fließen gebracht wird.
  • Da der Widerstand des Kurzschlußstromkreises so niedrig ist, daß er fast vernachlässigbar ist, braucht die Steuerfeldwicklung 15 c nur einen sehr kleinen Fluß zu erzeugen, um einen großen Strom im Kurzschlußkreis und einen entsprechend großen Ankerfluß zu erzeugen. Da ferner der Fluß der Steuerfeldwicklung nur bis zu einem so niedrigen Wert aufgebaut zu werden braucht und weiterhin der Widerstand und die Reaktanz des kurzgeschlossenen Ankers sehr klein war, wird der volle Belastungsstrom im Kurzschlußkreis in einer außerordentlich kurzen Zeit erreicht. Der durch die Ankerrückwirkung des Kurzschlußstromes erzeugte Fluß ruft eine Spannung an den Belastungsbürsten 15 a hervor und verursacht das Fließen eines Belastungsstromes. Der Belastungsstrom erzeugt einen Ankerfluß, der dem Fluß der Steuerfeldwicklung 15 c entgegenwirkt. Dies würde natürlich bedeuten, daß der Fluß der Steuerfeldwicklung 15 c groß genug sein muß, um den Ankerfluß längs der Steuerachse zu überwiegen. Durch Verwendung einer Reihenschlußfeldwicklung 15 e, welche vom Belastungsstrom durchflossen wird, kann jedoch die Ankerrückwirkung auf der Steuerachse vollständig ausgeglichen werden. Infolge der Verwendung der Kompensations-Reihenschlußfeldwicklung braucht also das Steuerfeld nur einen ausreichenden Feldfluß und eine Spannung zu erzeugen, um den Spannungsabfall im Kurzschlußkreis zu überwinden, und der Erfolg ist ein sehr schnelles Ansprechen.
  • Die Nebenschlußfeldwicklung 15 f hat den Zweck, den Kurzschlußstrom herabzusetzen. Bei einer gegebenen Spannung an den Lastbürsten 15 a muß ein entsprechender Fluß längs der Kurzschlußachse bestehen. Wenn irgendein Teil dieses Flusses durch eine Nebenschlußfeldwicklung erzeugt wird, wird der Anteil des Flusses, der durch den Kurzschluß-Ankerstrom erzeugt werden muß, entsprechend herabgesetzt. Wenn beispielsweise die Nebenschlußfeldwicklung so bemessen ist, daß sie eine zur Erzeugung von neun Zehnteln der Spannung an den Lastklemmen 15 a ausreichende Erregung hervorruft, dann ist der Kurzschlußstrom bei einer bestimmten Belastungsspannung nur ein Zehntel so groß, wie er sein müßte, wenn keine Nebenschlußfeldwicklung vorhanden wäre.
  • Wie bereits erwähnt, wirken die beiden Steuerfelder 15 c, 15 d einander entgegen. Die Steuerfeldwicklung 15 c kann durch Schließen des Vorwärts-oder Rückwärtsschützes 18 oder i9 mit der Stromduelle 16, 17 verbunden werden. In diesem Stromkreis liegt ein Widerstand 20. Die Feldwicklung 15 c beeinflußt die Maschine 15 so, daß sie die Spannung des Steuergenerators 12 erhöht, und die Feldwicklung 15 d, die von der Spannung des Steuergenerators 12 erregt wird, sucht die Spannung der Maschine 15 und des Steuergenerators 12 herabzusetzen.
  • Auf der Steuerachse der Maschine 15 ist ferner noch eine Hilfsfeldwicklung 15 g angeordnet, die zur Verhinderung des Pendelns der Maschine 15 dient und die von der Sekundärwicklung eines Transformators 2i erregt wird, dessen Primärwicklung mit den Ankerklemmen der Maschine 15 verbunden ist. Auf der Steuerachse der Maschine 15 ist ferner noch eine zusätzliche Feldwicklung 15 h angeordnet, die über einen Verstärkergenerator 22 in Abhängigkeit vom Ankerstrom des Steuergenerators 12 erregt wird. Die Feldwicklung 22 a des Verstärkergenerators 22 wird durch den Spannungsabfall der Reihenschlußfeldwicklung 12 b des Generators erregt. Die Feldwicklung 15 h und der Verstärkergenerator 22 sind in erster Linie zu dem Zweck vorgesehen, den Strom vom Motor io zum Generator 12 während des Verzögerns zu begrenzen. Damit die Strombegrenzung durch Steuerung der Generatorspannung nur auf den Rückstrom begrenzt bleibt, sind zwei entgegengesetzt geschaltete Gleichrichter 23, 24 vorgesehen, welche den Strom nur in einer Richtung durchlassen, und die Schütze 25 und 26 dienen dazu, je nach der Drehrichtung des Motors io wahlweise den einen oder den anderen Gleichrichter in Reihe mit dem Verstärkergenerator 22 zu schalten. Damit die Begrenzung des Rückstromes nur dann stattfindet, ist in dem Stromkreis des Generators 22 eine von dem Potentiometer 27 abgenommene Gegenspannung eingeführt. Diese Spannung muß überwunden werden, bevor ein Strom über die Feldwicklung 15 h fließen kann.
  • Der Walzmotor io ist mit einer Feldwicklung ioa versehen, deren Erregung durch eine Querfeldmaschine 28 gesteuert wird, die in derselben Weise ausgebildet ist wie die Maschine 15. Die Belastungsbürsten 28a sind unmittelbar mit der Feldwicklung io a verbunden, und die Bürsten 28b sind kurzgeschlossen.
  • Auf der Steuerachse der Querfeldmaschine 28 sind vier Feldwicklungen 28c, 28d, 28e und :28f vorgesehen. Die Feldwicklung 28c wird von der Stromquelle 16, 17 über den Widerstand 29 fremderregt. Die Feldwicklung 28 d ist über einen Widerstand 3o d in Reihe mit der Feldwicklung i o a des Walzmotors geschaltet, und sie wird somit in Abhängigkeit vom Motor-Feldstrom erregt. Die Feldwicklung 28 e dient zur Verhinderung des Pendelns der Maschine 28, und die Feldwicklung 28f dient dazu, eine zu hohe Belastung des Motors io zu verhindern. Ferner ist die Maschine 28 mit einer Nebenschlußfeldwicklung 28g und einer Kompensations-Reihenschlußfeldwicklung28 h versehen. Die Feldwicklung 28c dient zur Einstellung der gewünschten Feldstärke des Motors io, .Mittels Schütze 30 und 31 können Abschnitte des Widerstandes 29 im Stromkreis der Steuerfeldwicklung 28 c eingeschaltet und dadurch die Maschine 28 so beeinflußt werden, daß sie das Feld des Motors io schwächt. Diese Schütze werden von dem Steuerschalter i i gesteuert. Es können selbstverständlich mehr als zwei Widerstandsstufen für die Feldschwächung vorgesehen sein.
  • Da das Drehmoment des Walzmotors io bei der Schwächung seines Feldes schnell abnimmt, ist eine lastabhängige Steuerung erforderlich, durch die der Feldstrom selbsttätig verstärkt wird, wenn die Belastung einen bestimmten Grenzwert erreicht. Der Belastungsstrom kann aus verschiedenen Gründen zu hoch werden, beispielsweise wenn der Arbeiter eine für die zur Zeit vorliegenden Walzbedingungen zu große Stichabnahme durchführen will oder wenn er den Walzmotor auf eine zu große Geschwindigkeit beschleunigt. Infolge der Feldschwächung des Motors muß dieser einen außerordentlich hohen Strom aufnehmen, um das nötige Drehmoment aufzubringen, das zur Durchführung des Walzvorganges unter diesen Bedingungen erforderlich ist. In diesem Fall wird durch die Lastbegrenzungseinrichtung selbsttätig das Feld des Motors verstärkt, um das Drehmoment zu erhöhen. Dies wird durch Erregung der Steuerfeldwicklung 28f mittels des Verstärkergenerators 32 bewirkt, dessen Feldwicklung 32a von dem Spannungsabfall des über die Reihenschlußwicklung io b des Walzmotors fließenden Stromes erregt wird. Die Steuerfeldwicklung 28 f und der Anker des Verstärkergenerators 32 sind derart mit einem Potentiometer 33 in Reihe geschaltet, daß von dem Generator eine bestimmte Spannung erzeugt werden muß, bevor ein Strom über die Feldwicklung 28 f fließen kann. Hierdurch wird erreicht, daß die Lastbegrenzungseinrichtung so lange unwirksam bleibt, bis die Belastung einen bestimmten Wert erreicht.
  • Da die Kommutierungsschwierigkeiten bei starkem Feld des Walzmotors geringer sind als bei schwachem Feld, sind Mittel zur Änderung der Einstellung der Lastbegrenzungseinrichtung in Abhängigkeit von der Feldstärke des Walzmotors vorgesehen. Hierzu dient eine zweite Feldwicklung 32b, die von der an die Feldwicklung io a des Walzmotors angelegten Spannung erregt wird und so geschaltet ist, daß sie der Feldwicklung 32 a entgegenwirkt.
  • Da die Richtung der Erregung des Walzmotors io dieselbe bleibt und nur der Ankerstrom umgekehrt wird, ist es erforderlich, die Hauptwicklung 32 a des Steuergenerators 32 umzupolen, damit die Richtung der Erregung dieser Wicklung immer entgegengesetzt der Erregung der Wicklung 32 b ist, deren Richtung bei der Umkehrung der Drehrichtung des Walzmotors io sich ebenfalls ändert. Zu diesem Zweck sind zwei Schütze 34 und 35 vorgesehen, die von dem Steuerschalter ii gesteuert werden.
  • Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen, daß der Steuerschalter i i in der dargestellten mittleren Nullstellung steht. Hierbei ist der Generator 12 unerregt, und der Walzmotor io steht still. Wenn nun die Hauptschalter 36 und 37 geschlossen werden, wird über die in der Nullstellung der Steuerwalze ii überbrückten Kontaktfinger i i a und i i b das Schütz 38 erregt, das den Widerstand 39 kurzschließt. Ferner wird beim Schließen der Hauptschalter 36 und 37 das Hauptsteuerfeld 28 c der Querfeldmaschine 28 erregt und hierdurch bewirkt, daß die Maschine 28 das Feld ioa des Walzmotors io mit maximaler Spannung erregt, um eine schnelle Erregung des Motors herbeizuführen. Wenn der Strom in der Feldwicklung io a ansteigt, wirkt die Steuerfeldwicklung 28d, die von diesem Strom erregt wird, der Feldwicklung 28 c entgegen, so daß die von der Maschine 28 an die Feldwicklung io a angelegte Spannung wieder herabgesetzt wird. Infolgedessen wird schnell ein Ausgleichszustand der Felder auf der Steuerachse erreicht, so daß die Übererregung des Walzmotors beendet ist, wenn das Feld des Motors io die normale volle Stärke erreicht hat.
  • Zur Beschleunigung des Walzwerks für einen Durchgang in der Vorwärtsrichtung wird der Steuerschalter i i nach rechts ausgelegt. Der Arbeiter legt für gewöhnlich den Steuerschalter durch eine schnelle Bewegung unmittelbar von seiner Nullstellung in die Stellung für die größte Geschwindigkeit aus. Zur Schilderung der sich in den einzelnen Stellungen des Steuergerätes abspielenden Schaltvorgänge sei jedoch angenommen, daß der Steuerschalter stufenweise bewegt wird.
  • Beim Weiterschalten des Steuerschalters in die erste Stellung wird das Schütz 38 aberregt und infolgedessen der Widerstand 39 wieder in den Stromkreis der Steuerfeldwicklung 15 d eingeschaltet. Ferner werden über das Segment i i d des Steuerschalters i i und den zugehörigen Kontaktfinger i i e und die Leitung 41 die parallel geschalteten Schütze 18, 25 und 34 erregt. Das Vorwärtsschütz 18 legt bei seinem Ansprechen die Hauptsteuerfeldwicklung i5 c der Querfeldmaschine 15 über den Widerstand 2o an die Stromquelle 18, 17.
  • In der zweiten Stellung des Steuerschalters i i wird über das Segment ii f und den Kontaktfinger i i g das Schütz 44 erregt, das den Widerstand 20 d kurzschließt und hierdurch die Erregung der Steuerfeldwicklung 15 c erhöht. Infolgedessen wird die Spannung der Querfeldmaschine 15 auf ihren höchsten Wert gebracht. Dieser Wert wird so eingestellt, daß der zweifache normale Wert oder irgendein anderer geeigneter Wert der Spannung an das Generatorfeld angelegt wird, und auf diese Weise wird eine schnelle Erregung des Generatorfeldes erzielt. Sobald die Spannung des Generators annähernd auf den Wert angestiegen ist, auf dem sie gehalten werden soll, wird die Steuerfeldwicklung 15 d durch die Generatorspannung genügend stark erregt, um dem Feld 15 c entgegenzuwirken und somit die Spannung an den Belastungsbürsten der Maschine 15 herabzusetzen. Es stellt sich also ein Gleichgewichtszustand zwischen dem von der Steuerfeldwicklung 15 c und dem von der Wicklung 15 d erzeugten Fluß ein, so daß die Maschine 15 diejenige Spannung erzeugt, die nötig ist, damit der Generator 12 den der Stellung des Steuerschalters i i entsprechenden Spannungswert erzeugt.
  • In der dritten und vierten Stellung des Steuerschalters i i werden über die Segmente i i h und i i i und die Kontaktfinger i i j bzw. i i k die Schütze 45 und 46 nacheinander erregt, wodurch die Widerstandsabschnitte 2o b und 2o c kurzgeschlossen werden und hierdurch die Erregung des Steuerfeldes 15 c erhöht wird. Auf jeder dieser Stellungen steigt die Spannung der Querfeldmaschine zunächst auf ihren höchsten Wert an, bevor der Gleichgewichtszustand hergestellt wird. Infolgedessen wird der Walzmotor io schnell auf seine Grundgeschwindigkeit beschleunigt. Während dieser Feldverstärkung wird der Betrieb durch die Feldwicklung 15 g stabilisiert und ein Pendeln verhindert. Wenn sich die Spannung der Maschine 15 schnell ändert, wird in die Sekundärwicklung des Transformators 21 eine Spannung induziert, die an die Steuerfeldwicklung i5 g in solcher Richtung angelegt wird, daß sie der Änderung der Spannung der Maschine 15 entgegenwirkt.
  • In der fünften Stellung des Steuerschalters wird das Schütz 30 erregt, das seinen Kontakt öffnet und hierdurch den Widerstandsabschnitt 29 a in den Stromkreis der Hauptsteuerfeldwicklung 28c der Querfeldmaschine 28 einschaltet, wodurch die von der Maschine 28 an die Feldwicklung ioa des Walzmotors angelegte Spannung herabgesetzt und die Geschwindigkeit des Walzmotors erhöht wird.
  • In der sechsten Stellung des Steuerschalters i i wird das Schütz 31 erregt, das durch Öffnen seines Kontaktes den Widerstandsteil 29 b in den Stromkreis der Steuerfeldwicklung 28c einschaltet. Infolgedessen wird die von der Maschine 28 an die Feldwicklung des Walzmotors angelegte Spannung weiter herabgesetzt und die Geschwindigkeit des Walzmotors auf den höchsten Wert gesteigert.
  • Wenn die Belastung des Walzmotors aus irgendeinem Grunde zu groß wird, beispielsweise bei dem Versuch, den Motor auf eine zu hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen oder eine zu große Stichabnahme durchzuführen, wird durch den Verstärkergenerator 32, dessen Feldwicklung 32a von dem Belastungsstrom des Motors io erregt wird, eine Spannung erzeugt, die den Spannungsabfall über den Teil 33 a des Potentiometers 33 überschreitet. Infolgedessen fließt ein Strom von der linken positiven Klemme des Generators 32 über die Widerstände 47 und 33 a, die Steuerfeldwicklung 28 f und den Gleichrichter 48 zu der negativen Klemme des Generators 32. Die Feldwicklung 28 f unterstützt die Steuerfeldwicklung 28 c und führt eine Feldverstärkung. des Walzmotors io durch die Maschine 28 herbei. Diese Lastbegrenzungseinrichtung verstärkt, falls erforderlich, das Motorfeld bis zu einem Höchstwert, wodurch das Drehmoment erhöht und die Belastung des Motors auf einen bestimmten Sicherheitswert begrenzt wird. Wenn die Belastung des Motors io kleiner ist als dieser Sicherheitswert, ist die Spannung des Generators 32 kleiner als der Spannungsabfall über den Widerstand 33a, und durch den Gleichrichter 48 wird verhindert, daß über die Feldwicklung 28f ein Strom in der entgegengesetzten Richtung fließt. Da die Spannung des Generators 32 den Spannungsabfall über den Widerstand 33a erst überwiegt, wenn der Belastungsstrom des Walzmotors einen vorbestimmten Wert erreicht, ist bis dahin die Lastbegrenzungseinrichtung unwirksam, und daher kann sich der Motor, wenn seine Belastung nicht zu hoch ist, auf seine maximale Geschwindigkeit beschleunigen.
  • Wenn der Walzmotor mit schwachem Feld läuft, wird die Gegenwirkung der Feldwicklung 32 b, die von dem Strom über die Feldwicklung ioa erregt wird, herabgesetzt. Hierdurch wird die Einstellung der Lastbegrenzungseinrichtung für verschiedene Feldeinstellungen des Walzmotors geändert. Wenn der Walzmotor mit starkem Feld läuft, ist die Gegenwirkung der Feldwicklung 32 b groß, und infolgedessen ist ein hoher Belastungsstrom erforderlich, um eine zur Überwindung der Gegenspannung des Potentiometers 33 ausreichende Erregung der Hauptfeldwicklung 32 a des Verstärkermotors zu erzeugen. Wenn umgekehrt ein schwaches Motorfeld eingestellt ist, ist die Gegenwirkung des Feldes 32 b entsprechend gering, und infolgedessen wird bereits durch einen kleinen Belastungsstrom des Walzmotors die zur Überwindung der Gegenspannung des Potentiometers 33 erforderliche Spannung des Generators erzeugt.
  • Wenn der Walzstich beendet ist, wird der Steuerschalter i i in die Nullstellung zurückgeführt, um den Walzmotor zu verzögern, und darauf nach der entgegengesetzten Seite ausgelegt, um die Umkehr der Drehrichtung des Walzmotors und damit den umgekehrten Durchgang des Walzstabes durch die Walzen herbeizuführen. Falls das Motorfeld in der vorbeschriebenen Weise geschwächt worden ist und der Steuerschalter zu schnell in die Nullstellung zurückgeführt wird, wird die Spannung des Steuergenerators 12 so schnell herabgesetzt, daß ein starker Rückstrom von dem Walzmotor zum Steuergenerator auftritt. Wie bereits beschrieben wurde, wird die Feldwicklung 22 a des Verstärkergenerators 22 in Abhängigkeit von dem Ankerstrom des Steuergenerators 12 erregt, und daher ist die von dem Verstärkergenerator 22 erzeugte Spannung proportional dem Strom des Generators 12. Wenn der Rückstrom zum Generator 12 einen bestimmten Sicherheitswert überschreitet, so daß die Spannung des Generators 22 den Spannungsabfall über den Teil 27a des Potentiometers 27 überwiegt, kommt ein Stromfluß über die Hilfsfeldwicklung 15 h der Maschine 15 zustande. Der Strom fließt in Richtung von der unteren positiven Ankerklemme des Generators 22 über den Kontakt des Vorwärtsschützes 25, den Gleichrichter 23, den Widerstand 27 d und die Feldwicklung 15 h zu der oberen Klemme des Generators 22. Die Feldwicklung 15 h unterstützt die Hauptsteuerfeldwicklung 15 c, so daß die Spannung des Generators 12 aufrechterhalten und ein zu starker Abfall der Generatorspannung und ein zu großer Rückstrom verhindert wird. Der Widerstand 27 a ist so eingestellt, daß sein Spannungsabfall durch den Verstärkergenerator 22 erst überwunden wird, wenn der Ankerstrom des Generators 12 einen vorbestimmten Sicherheitswert überschreitet. Wenn der Generator 12 Strom zum Motor io schickt, wird die Polarität der Spannung des Verstärkergenerators 22 umgekehrt; und der Gleichrichter 23 verhindert einen Stromfluß von dem Generator 22 zur Feldwicklung 15 h. Dieser Gleichrichter verhindert auch einen Stromfluß von der Speisestromquelle zu der Feldwicklung 15 h, wenn der Strom kleiner ist als der Sicherheitswert.
  • Die Schütze 25 und 26 sind mit Verzögerungseinrichtungen versehen, so daß das jeweils erregte Schütz eine bestimmte Zeit lang, nachdem der Steuerschalter in die Nullstellung zurückgeführt worden ist, erregt bleibt.
  • Nach Zurückfahren des Steuerschalters in die Nullstellung wird die Hauptsteuerfeldwicklung i5 c von der Speisestromquelle abgeschaltet, und infolgedessen fällt die Spannung des Generators i2 auf den vom Restmagnetismus des Generators herrührenden Wert. Die Hilfsfeldwicklung 15 d, die von der Generatorspannung in solcher Richtung erregt wird, daß sie der Hauptfeldwicklung 15 c entgegenwirkt, übt nun allein einen Einfluß auf die Maschine 15 aus, so daß deren Spannung umgekehrt und der Restmagnetismus und die Spannung des Steuergenerators i2 auf Null herabgesetzt wird. Wenn der Restmagnetismus des Generators verschwunden ist, besitzt die Maschine 15 keinerlei Erregung mehr, und infolgedessen wird der Nulldurchgang der Generatorspannung und ihr Wiederaufbau in der entgegengesetzten Richtung verhindert. In der Nullstellung des - Steuerschalters wird das Schütz 38 wieder erregt und der Widerstand 39 kurzgeschlossen: Hierdurch wird die Fähigkeit der Feldwicklung 15 zur Beseitigung des Restmagnetismus des Generators 12 erhöht. Durch die Beseitigung des Restmagnetismus des Steuergenerators wird verhindert, daß der Walzmotor in der Nullstellung des Steuerschalters noch eine schleichende Bewegung ausführt.
  • Der Walzstich in der entgegengesetzten Richtung wird dadurch herbeigeführt, daß der Steuerschalter nach der linken Seite ausgelegt wird. Die hierbei sich abspielenden Schaltvorgänge entsprechen denen, die bei dem Vorwärtsstich sich abspielen; es werden lediglich an Stelle der Vorwärtsschütze die Schütze 26,31 und 35 erregt, und die beim Vorwärtsstich von dem Gleichrichter 23 ausgeübte Funktion wird nun von dem Gleichrichter 24 ausgeübt.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerung für Umkehrantriebe, insbesondere von Umkehrwalzwerken, bei denen der Antriebsmotor von einem in seiner Spannung regelbaren Steuergenerator gespeist wird, der zur raschen Beschleunigung des Antriebsmotors auf die Grunddrehzahl übererregt wird, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale a) und b) und des Merkmals c) a) Das Feld des Steuergenerators (i2) wird von einer Querfelderregermaschine (i5) gespeist, die mit einer übererregten Steuerfeldwicklung (i5 c) und einer ihr entgegenwirkenden und mit ihr auf derselben Steuerachse angeordneten, von der Spannung des Steuergenerators erregten Feldwicklung (i5 d) versehen ist; b) zur Begrenzung des Rückstromes vom Motor (io) zum Steuergenerator (i2) während des Verzögerns ist auf der Steuerachse der Querfeldmaschine eine weitere Hilfsfeldwicklung (i5 h) angeordnet, die in Abhängigkeit von der Größe und der Richtung des Stromes im Generatormotorkreis (io/i2) erregt wird und im gleichen Sinne wie die Steuerfeldwicklung (i5 c) wirkt; c) die Hilfsfeldwicklung (i5 h) wird von einem durch den Ankerstrom des Steuergenerators (i2) erregten Hilfsgenerator (22) gespeist, der in Reihe mit einer Gegenspannung (Potentiometer 27) geschaltet ist, um die Erregung der Hilfsfeldwicklung (15h) erst bei überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes des Rückstromes herbeizuführen.
  2. 2. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Spannung des Steuergenerators (i2) erregte, der Steuerfeldwicklung (i5 c) der Querfeldmaschine entgegenwirkende Feldwicklung (i5 d) in Reihe mit einem Widerstand (39) geschaltet ist, der in der Nullstellung des Steuergerätes (i i) kurzgeschlossen wird, um die Wirkung der Feldwicklung (i5 d) zur Beseitigung des Restmagnetismus des Steuergenerators (i2) zu erhöhen.
  3. 3. Steuerung für Antriebe, die nach der Beschleunigung des Antriebmotors auf die Grunddrehzahl durch Veränderung der Spannung des Steuergenerators nach Anspruch i und 2 zur weiteren Beschleunigung auf die Betriebsdrehzahl durch Feldschwächung des Antriebsmotors geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfeldwicklung (ioa) des Motors (io) von einer Querfeldmaschine (28) gespeist wird, die neben einer vom Steuergerät (i i) gesteuerten Hauptfeldwicklung (28c) eine Hilfsfeldwicklung (28f) besitzt, die vom Ankerstrom des Motors (io) in solcher Richtung erregt wird, daß sie eine Verstärkung des Feldes des Motors (io) durch die Querfeldmaschine (28) bewirkt.
  4. 4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfeldwicklung (28f) von einem Verstärkergenerator (32) gespeist wird, der eine vom Belastungsstrom des Motors (io) erregte Hauptfeldwicklung (32a) besitzt.
  5. 5. Steuerung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Hilfsfeldwicklung (28f) ein Gleichrichter (48) angeordnet ist, der die Erregung der Hilfsfeldwicklung (28f) verhindert, wenn der Motor (io) als Generator arbeitet und Strom zu dem Steuergenerator (i2) liefert.
  6. 6. Steuerung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkergenerator (32) so lange unwirksam ist, wie der Ankerstrom des Motors (io) einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet, und daß dieser Grenzwert in Abhängigkeit von der Stärke des Motorfeldes veränderlich ist.
  7. 7. Steuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der V erstärkergenerator (32) in Reihe mit einer Gegenspannung (Potentiometer 33) liegt und mit einer Hilf sfeldwicklung (32 b) versehen ist, die parallel zum Motorfeld (ioa) liegt und der Hauptfeldwicklung (32a) des Verstärkergenerators (32) entgegenwirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. i 15 997; USA.-Patentschrift Nr. 2 079 465; Zeitschrift »General ElectricReview«, i0.3. 1940, S. 115 bis 1i9; Zeitschrift »Journal of the Institution of Electrical Engineers«, 1939, S. 37o bis 399.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT115997B (de) * 1928-11-16 1930-01-25 Elin Ag Elek Ind Wien Einrichtung zur selbsttätigen Regelung großer elektrischer Maschinen mittels Kleinregler.
US2079465A (en) * 1935-08-24 1937-05-04 Giuseppe M Pestarini Power system

Patent Citations (2)

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