-
Regeleinrichtung zur Überwachung des relativen Gleichlaufes bei kontinuierlichen
Walzenstraßen Es sind Schaltungen bekanntgeworden, durch welche ein Gleichlauf in
den Antriebsmotoren der einzelnen Gerüste einer Walzenstraße dadurch erreicht werden
soll, daß das Nachregulieren auf die gleiche Geschwindigkeit, welche durch eine
Belastungsänderurg an einem der Antriebsmotoren notwendig ist. dadurch bewirkt wird,
daß man hierzu eine Gleichstromspannung verwendete, welche als Differenz zweier
einander entgegenwirkender Spannungen auftritt, von denen jede der jeweiligen Drehzahl
der Antriebsmotoren der zugehörigen Straßen entspricht. Diese beiden Spannungen
werden in Hilfsmaschinen erzeugt, welche mit den auf Gleichlauf zu bringenden Straßen
mechanisch gekuppelt sind. Die entstehende Spannungsdifferenz soll dabei unmittelbar
oder mittelbar verstärkend oder verschwächend auf das Feld der Antriebsmotoren oder
auf das Feld der sie allein speisenden Leonard-Dynamos einwirken.
-
Diese Methode hat den Nachteil, daß grundsätzlich eine gewisse Spannungsdifferenz
bestehen bleiben muß, um den zur Aufrechterhaltung der veränderten Geschwindigkeit
vergrößerten oder verkleinerten Erregerstrom im Motor der zu leitenden Straße Weiterfließen
zu lassen. Die zu leitende Straße wird also der Tourenänderung der leitenden Straße
nicht restlos folgen können. Die verbleibende Differenz läßt sich desto mehr verringern,
je größer man die Leistung der gegeneinander geschalteten - Gleichstrombilfsrnaschinen
macht im Vergleich zur erforderlichen Leistung der Zusatzfeldwicklung des Motors
an der geleiteten Straße. Vollständig läßt sich diese Differenz mit dieser Schaltung
auch theoretisch nicht fortbringen. Der Gegenstand dieser Erfindung ist eine solche
Schaltung, durch welche diese Differenz auch theoretisch beseitigt wird.
-
Die neue Schaltung, welche die Abbildung zeigt, verwendet zwei gegeneinander
geschaltete Hilfsmaschinen 5 und 6, welche mit dein Motor .:1 der Straße d und dem
Motor 2 der Straße i gekuppelt sind. Der Antriebsmotor der Straße i wird hier beispielsweise
durch eine Leonard - Dynamo ; gespeist, welche durch den Drehstrommotor 8 angetrieben
wird. Durch Regelung des Erregerstroms in der Hauptfeldwicklung i i wird die Spannung
der Dynamo und damit die Drehzahl des fremderregten Gleichstromrnotors2 von Hand
geregelt. Die Gleichlaufeinrichtung arbeitet auf die Zusatzwicklung 12, und zwar
über eine an sich bekannte Verstärkermaschine 9, deren besonderer Zweck später noch
erläutert wird. Diese Maschine besitzt zwei Feldwicklungen, von denen die eine,
i4, von der Differenz der Spannungen der beiden Maschinen 5 und 6 erregt wird.
-
Bis hierher entspricht die Einrichtung den Grundsätzen der bereits
bekannten, eingangs erwähnten Schaltungen. Als neu gegenüber dem Bekannten tritt
jetzt die Maschine io hinzu, welche, wie die Maschine 9, beispielsweise durch den
Motor 8 mit angetrieben wird. Sie liefert bei Selbsterregung eine konstante
Gleichstromspannung,
welche durch den Regler 16 bedarfsmäßig eingestellt werden kann. Ihr Anker ist mit
dem der Maschine 5 so in Reihe über die zweite Erregerwicklung 15 der Verstärkermaschine
g geschaltet, daß die Spannungen beider Maschinen gegeneinander gerichtet sind.
Die Wirkungsweise der beiden über die Verstärkermaschine 9 und den Schnellerregungswiderstand
17 auf die Dynamo 7 übertragenen Erregersysteme ist nun folgende: Es wird
zunächst ein stationärer Geschwindigkeitszustand für beide Straßen angenommen. Die
Erregungen der Maschinen 5 und 6 seien durch die Regler 18 und i9 so eingestellt,
daß ihre Spannungen einander gleich seien; dann fließt durch die Wicklung 14 der
Verstärkermaschine 9 kein Strom. Weiter sei auch die konstante Spannung der Maschine
to so eingestellt, daß sie -dieselbe Größe hat wie die Maschine 5; dann fließt auch
durch die Wicklung 15 der Verstärkermaschine kein Strom. Ihr Anker ist daher
spannungslos und damit auch die Zusatzwicklung 12 derLeonard-Dynamo stromlos. Ihre
Grunderregung wird dabei von der Wicklung i i geliefert. Sinkt jetzt die Drehzahl
der Straße 3, so treibt die Maschine io Strom gegen die Spannung der Maschine 5
durch die Wicklung 15 der Verstärkermaschine, deren Ankerstrom über die Wicklung
12 in Gegenwirkung zur Wicklung r i das Feld der Dynamo 7 so stark schwächt, daß
ihre Ankerspannung dem Wert entspricht, mit dem der Motor 2 gespeist werden muß,
um stationär genau mit der Drehzahl zu laufen, welche durch den eingetretenen Tourenabfall
der Straße 3 vorgeschrieben wird.
-
Die Einstellung auf diesen Zustand würde wegen der Trägheit, welche
in den Massen und in der Selbstinduktion der Maschinen liegt, eine gewisse Zeit
erfordern. Diese Zeit wird aber wesentlich dadurch abgekürzt, daß gleichzeitig mit
dem Tourenabfall der Straße 3 auch die Maschine 6 gegen die Spannung der Maschine
5 Strom durch die Erregerwicklung 14 der Verstärkermaschine 9 treibt, welcher im
gleichen Sinne wirkt wie der Strom in der Wicklung 15. Da dieser Strom mit der Annäherung
an den neuen Zustand infolge der eintretenden Spannungsgleichheit der Maschinen
6 und 5 wieder verschwindet, kann man seinen Anfangswert beliebig groß machen und
dadurch den neuen Zustand sehr schnell herbeiführen. Dieses zweite Erregersystem
trägt also nur beschleunigenden Charakter, während der durch die bleibende Tourendifferenz
der Maschinen io und 5 erzeugte Strom weiterfließt und damit den neuen Zustand aufrechterhält.
-
Bei der beschriebenen Einstellung der beiden Erregersysteme kann somit
ein absoluter Gleichlauf zwischen den beiden Straßen erreicht werden. Ein weiterer
Gegenstand der Erfindung ist es, von diesem Gleichlauf bewußt abzuweichen, um eine
neue Wirkung hervorzubringen, welche nach der folgenden Betrachtung wünschenswert
erscheint: Man läßt vorsorglich die Walzadern von der einen Straße zur folgenden
mit einer gewissen Ausbuchtung von der geraden Verbindungslinie laufen. Wenn beide
Straßen gleich schnell laufen, bleibt die Größe dieser Ausbuchtung unverändert.
Die Größe dieser Ausbuchtung soll möglichst erhalten bleiben oder doch wenigstens
so schnell wie möglich wiederhergestellt werden, besonders dann, wenn sie infolge
zu langsamen Laufens der leitenden Straße oder zu schnellen Laufens der folgenden
Straßen zu klein geworden ist, damit bei einer weiteren Geschwindigkeitsstörung
im. gleichen Sinne kein Abreißen der Adern eintritt. Nun erfordert die Einstellung
der geleiteten Straße auf die Geschwindigkeit der leitenden Straße immerhin eine
gewisse Zeit, wenn sie bei der Beschleunigungsmöglichkeit nach der Erfindung auch
sehr kurzggehalten werden kann. In dieser kurzen Zeit des Nichtübereinstimmens wird
sich daher die gewünschte Ausbuchtung vergrößern oder verkleinern. Es ist nun von
Vorteil, wenn man die veränderte Ausbuchtung nach erzieltem Gleichlauf wieder auf
den alten Zustand zurückführen kann, indem das System dann derart weiterarbeitet,
daß es gewissermaßen über den Gleichlauf hinaus reguliert und so lange nach der
entgegengesetzten Seite hin abweicht, bis das Zuviel oder Zuwenig an abgelaufenem
Walzenumfang wieder ausgeglichen ist, womit die Ausbuchtung der Walzader wieder
die gleiche, erwünschte Größe erreicht hat.
-
Dieser vorteilhaften Arbeitsart kann man mit der Einrichtung der Erfindung
sehr nahe kommen,' wenn man erfindungsgemäß die Amperewindungen der Wicklung 15
der Verstärkerdynamo 9 durch Verringerung des Widerstandes im vorgeschalteten Regler
20 so vergrößert, daß die unter der Wirkung der Spannungsdifferenz der Maschinen
5 und io entstehenden Gegenamperewindungen in der Wicklung 12 der Leonard-Dynamo
7 so groß werden, daß sich der Walzenmotor 2 auf eine Drehzahl einzustellen bestrebt,
welche noch um einen gewissen Betrag weiter in der Richtung liegt, nach der die'Straße
3 von ihrer Ausgangsgeschwindigkeit abgewichen ist. Bis zur Erreichung des Gleichlaufes
wird die Tourenveränderung von der Spannungsdifferenz der Maschinen 5 und 6 unterstützt.
Nach Durchschreitung des Gleichlaufes wirkt diese Spannungsdifferenz jedoch im umgekehrten
Sinne und verhütet damit, daß sich die
Straße 1 ganz auf die Drehzahl
einstellt, welche durch die Differenz der Spannung der Maschinen 5 und 1o vorgeschrieben
wird. Dadurch, daß man auch die Größe des Einflusses der Spannungsdifferenz der
Maschinen 5 und 6 durch den vorgeschalteten Regler 21 einstellen kann, hat man es
in der Hand, den Grad des beabsichtigten Überregulierens o zu bemessen, daß die
während der Zeitdes ungleichen Laufes entstandene Abweichung \-on dem am Walzenumfang
zurückgelegten Weg wieder ausgeglichen wird. Durch.eine abstimmbare Selbstinduktion
im Stromkreis der Maschinen 5 und 6 hat man es in der Hand, dieses Überregulieren
so zu beeinflussen, daß es in Schwingungen von erwünschter Zeitdauer um eine einstellbare
Gleichgewichtslage erfolgt, was bei manchen Betriebsverhältnissen von Vorteil sein
kann, wenn man die Schwingungszeiten so bemißt, daß nur die erste Schwingung nach
der Überregulierungsseite hin zur Wirkung kommt; denn in Wirklichkeit folgen die
wechselnden Belastungsperioden, welche den Tourenabfall der leitenden Straße hervorrufen,
so schnell aufeinander, daß der geleiteten Straße wenig Zeit bleibt, diesen Änderungen
zu folgen.
-
Diese Einrichtung des Vergleiches der der Geschwindigkeit der leitenden
Straße entsprechenden Spannung mit einer konstanten Spannung wirkt nur in dem Sinne,
daß sich dadurch nur die geleitete Straße auf die jeweilige Geschwindigkeit der
leitenden Straße einstellt. Wenn an der geleiteten Straße selbst Abweichungen von
der Soll-Geschwindigkeit auftreten, welche durch den Tourenabfall ihres Motors infolge
von Belastungsänderung entstehen, so werden diese nur durch die Wirkung der Spannungsdifferenz
der Maschinen 5 und 6 erfaßt. Die Ausgleichswirkung der letzteren ist keine restlose.
Man kann den noch verbleibenden Rest dadurch noch wesentlich verringern, daß man
den bei Belastungsänderungen auftretenden Tourenabfall möglichst klein macht, indem
man ihn beispielsweise durch eine schwache Compoundwicklung 13 auf den Polen der
Leonard-Dynamo 7 ausgleicht, ohne jedoch die Stabilitätsgrenze zu überschreiten.
-
Die Einregulierung eines anderen Grundverhältnisses -z=ischen den
Drehzahlen der beiden Straßen 3 und 1 erfolgt durch Änder ung der Grunderregung
der Leonard-Dynamo an der Wicklung 11 .oder auch am Feld des Motors 2. Die Erregungen
der einzelnen Maschinen 5 und 6 und 1o müssen dann auf das neue erwünschte Grundverhältnis
eingestellt werden. Erfindungsgemäß führt man die Verstärkermaschine 9 mit einer
solchen magnetischen Charakteristik aus, da sie sich bei einem ungewöhnlich starken
Anwachsen der Amperewindungen in ihren Wicklungen 14. und 15 stark sättigt und dadurch
die Wirkung dieser Amperewindungen in stark beschränktem Maße auf die Zusatzwicklung
der Leonard-Dynamo überträgt. Hierdurch wird bei einer groben Tourenregulierung
der Straße 2 von Hand der Einfluß der beiden Erregersysteme zurückgedrängt, welcher
nach dem Grundsatz seiner Wirkungsweise dieser groben Reglung entgegenzuarbeiten
bestrebt ist.