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Einrichtung zur Regelung des relativen Gleichlaus von Gleichstrommotoren
eines Mehrmotorenantriebes mit Leitgeschwindigkeit Die Erfindung betrifft die Regelung
von Mehrmotorenantrieben, insbesondere für Papiermaschinen, kontinuierliche Walzenstraßen
und ähnliche Antriebe, bei denen mehrere Motoren miteinander oder mit einem Leitmotor
in relativem Gleichlauf arbeiten. Verwendet man, wie dies meist der Fall ist, Gleichstrom
zur Speisung der Motoren, so hat man zwar die Möglichkeit, alle Motoren gemeinsam
oder jeden Motor für sich in weiten Grenzen zu regeln, jeder Regelvorgang benötigt
jedoch eine bestimmte Zeit. Diese Verzögerungszeit wird um so größer, je größer
die Motorleistung ist, und man hat-daher bei schweren Antrieben, wie sie beispielsweise
in Walzenstraßen vorkommen, zu Hilfseinrichtungen greifen müssen, um den Regel-,
vorgang zu beschleunigen. Dadurch werden aber die Schwierigkeiten, die -ohnehin
bei Mehrmotorenantrieben vorhanden sind, noch um ein erhebliches Maß vergrößert.
Außerdem haben alle bisher verwendeten Umformer den Nachteil, daß sie dauernder
Wartung bedürfen, und daß ihr Wirkungsgrad ein verhältnismäßig geringer ist.
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Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten ist vorgeschlagen worden, regelbare
Gleichspannungen bei einem Mehrmotorenantrieb nicht durch regelbare Gleichstrommaschinen,
sondern durch gittergesteuerte Quecksilberdampfgleichrichter zu erzeugen. Bei einem
bekannten Mehrmotorenantrieb werden zu dem Zweck die Teilmotoren des Antriebes mit
Hilfserregerwicklungen ausgerüstet, deren Erregerströme durch gittergesteuerte Queck-"silberdampfgleichrichter
entsprechend den Drehzahlabweichungen der Teilmotoren von ihrem Sollwert einstellbar
sind. Die Gleichrichter sind dabei wechselstromseitig an einen Hilfsgenerator angeschlossen,
welcher mit einem der Teilmotoren gekuppelt ist. Dieser Generator liefert also die
für die Hilfserregerwicklungen der anderen Teilmotoren notwendige Steuerenergie.
Bekannt ist ferner die Speisung sowohl der Anker als auch der Erregung von Gleichstromrotoren
über Gleichrichter aus einem Wechselstromnetz.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Gleichstrommehrmotorenantrieb in
Gleichlaufsregelung mit Leitgeschwindigkeit, bei dem ebenfalls gittergesteuerte
Ouecksilberdampfgleichrichter zur Erzeugung regelbarer Gleichspannungen verwendet
werden. Erfindungsgemäß sind jedoch die" Gleichrichter wechselstromseitig an ein
beliebiges, von dem Mehrinotorenantrieb
nicht beeinflußtes Wechselstromnetz
angeschlossen, und nur die Gitterkreise der Gleichrichter sind in Abhängigkeit von
Drehzahlabweichungen der Teilmotoren von ihrem Sollwert beeinflußbar. Die Erfindung
unterscheidet sich demnach von der bekannten Regeleinrichtung dadurch, daß die Gleichrichter
an eine Wechselstromquelle angeschlossen sind, die von den Teilmotoren vollständig
unabhängig ist, d. h. von ihrer Drehzahl nicht beeinflußt wird. Lediglich die Gitterspannungen
der Entladungsgefäße werden mittelbar oder unmittelbar von den Teilmotoren geliefert.
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Erst durch die Erfindung gelingt es, die Gleichstrommotoren eines
Mehrmotorenantriebes nicht nur im Feldkreis, sondern auch im Ankerkreis über gittergesteuerte
Gleichrichter zu regeln. Bei der obenerwähnten bekannten Regelanordnung wäre diese
Art der Schaltung völlig ausgeschlossen; denn die Leistung des ,die Gleichr ichterenergie
liefernden Teilmotors müßte in diesem Falle ganz erheblich, d. h. um ein Mehrfaches
seiner eigentlichen Antriebsleistung, vergrößert werden. Diese Vergrößerung der
Leistung eines der Teilmotoren würde z. B. dann praktisch ausgeschlossen sein, wenn
es sich um Mehrmotorenantriebe handelt. bei denen die Zahl der im Gleichlauf arbeitenden
IVIotoren verhältnismäßig groß ist, während die Leistung jedes einzelnen Motors
verhältiiisinäßig klein ist. Für einen solchen Mehrmotorenantrieb wäre die bekannte
Regelanordnung auch dann schon nicht brauchbar, wenn nicht nur ein Teil des Erregerstromes
über die Steuergleichrichter geführt wird, sondern der ganze Erregerstrom. Die bekannte
Schaltung hat somit nur einen sehr begrenzten Anwendungsbereich und kann vor allen
Dingen dann nicht angewendet werden, wenn bei einem bereits bestehenden Mehrmotorenantrieb
Regelung mit Quecksilberdarnpfgleichrichtern eingeführt werden soll.
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Alle diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden,
daß die Ouecksilberdampfgleichrichter, welche zur Erzeugung regelbarer Gleichspannungen
dienen, wechselstromseitig an ein von dem Mehrmotorenantrieb nicht beeinflußtes
Wechselstromnetz angeschlossen werden, und daß nur die Gitterkreise der Gleichrichter
von Drehzahlabweichungen der Teilmotoren von ihrem Sollwert abhängig sind.
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Für die Beurteilung der Bedeutung der Mehrmotorenschaltung der Erfindung,
bei der die Gleichrichter an ein unabhängiges Wechselstromnetz angeschlossen sind,
ist noch folgendes zu berücksichtigen: Zu den bisher bekannten und allgemein üblichen
Mehrmotorenantrieben gehörten stets zwei Be-Standteile, welche voneinander vollkommen
getrennt sind. Erstens die Stromquelle, welche den Motoren die Energie liefert,
und zweitens eine besondere Regeleinrichtung, welche lediglich dazu dient, den Gleichlauf
zwischen den einzelnen Motoren aufrechtzuerhalten. Das wesentlich Neue der Antriebsanordnung
nach der Erfindung besteht darin, daß diese Trennung zwischen den beiden Teilen
des Mehrmotorenantriebes aufgehoben ist, und daß beide Teile in einem einzigen Apparat,
noch dazu in einem ruhenden Apparat, vereinigt werden können. Das gittergesteuerte
Entladungsgefäß ist befähigt, neben der Energielieferung auch eine beliebig feinstufige
Regelung vorzunehmen, wobei diese Regelung die für einen Mehrmotorenantrieb sehr
vorteilhafte Eigenschaft hat, daß sie praktisch verzögerungsfrei arbeitet. Während
bei den bisher bekannten Anordnungen in dem Entladungsgefäß nur ein Steuerungsmittel
gesehen wurde, welches als vorteilhafter Ersatz Für mechanisch arbeitende Steuerungsanordnungen
verwendet werden kann, wird bei der Erfindung zum ersten Male die wichtige Erkenntnis
ausgenutzt, daß bei Anwendung von gittergesteuerten Entladungsgefäßen für Mehrmotorenantriebe
die beschriebene Vereinigung von zwei sonst voneinander getrennten Antriebsvorrichtungen
möglich ist. Durch die Erfindung wird daher auf dein Gebiet der Mehrmotorenantriebe
ein erheblicher Vorteil erzielt.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schaltung
eines Mehrmotorenantriebes dargestellt. In dein Schaltungsschema sind der Einfachheit
halber mehrere verschiedene Schaltungen vereinigt. In jedem Falle gilt aber für
die zur Erzeugung regelbarer Gleichspannungen verwendeten gittergesteuerten Gleichrichter
das Merkmal, daß die Gleichrichter wechselstromseitig an ein beliebiges, von dem
Mehrmotorenantrieb unabhängiges Wechselstromnetz angeschlossen sind.
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Die beispielsweise zum Antrieb einer kontinuierlichen Walzenstraße
.dienenden Gleichstrommotoren i, 9, und 3 werden mit Hilfe con Differentialvorrichtungen
4., 5 und 6 in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Leitwelle
7 in ihrer Drehzahl geregelt. Als Differentialvorrichtungen kann man die bekannten
mechanischen Differentialgetriebe verwenden. Die Abhängigkeit zwischen der Drehzahl
der Leitwelle ; und den Motoren i, -9 und 3 kann aber auch durch andere rein elektrisch
wirkende Differentialanordnungen hergestellt werden.
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Die beiden Teilmotoren i und :2 sind an Sammelschienen 8 angeschlossen,
die von einem gittergesteuerten Gleichrichter 9 gespeist
werden.
Im Gitterkreis dieses Gleichrichters liegt ein Transformator und eine Gleichstromdynamo
io. Durch Änderung der Erregung dieser Gleichstromdynamo kann die Spannung des Gleichrichters
9 und damit die Spannung an den Sammelschienen 8 geregelt werden; denn eine Änderung
der Spannung der Gleichstrommaschine io ändert den Zündzeitpunkt der Anoden des
Quecksilberdampfgleichrichters 9. Mit der Spannung der Sammelschienen 8 ändert sich
die Spannung der beiden Teilmotoren i und a und damit deren Drehzahl.
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Die Erregerwicklung ii des Motors i ist an ein Hilfsgleichstroinnetz
1z angeschlossen. Die Erregung dieses Motors wird unter Vermittlung der Differentialvorrichtung
4. durch einen Regler 13 geändert, sobald ein Drehzahlunterschied zwischen dem Motor
i und der Leitwelle 7 eintritt. Im Gegensatz dazu ist bei dem Motor 2 die Erregerwicklung
1.4 an einen besonderen gittergesteuerten Gleichrichter 15 angeschlossen. Die Gitterspannung
dieses Gleichrichters steht unter dem Einfluß eines Reglers 16, der in Abhängigkeit
von der Stellung der Differentialvorrichtung 5 geregelt wird. Durch den Regler 16
wird also, ähnlich wie bei dem Gleichrichter 9, der Zündzeitpunkt der Anoden des
Gleichrichters 15 geändert.
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Wenn ein Mehrmotorenantrieb mit der Schaltung aufgebaut wird, wie
sie in der Zeichnung für den Teilmotor a dargestellt ist, so gilt für diesen Melirmotorenantrieb
das Merkmal, daß alle Motoren ankerstromseitig an einen gemeinsamen Gleichrichter,
d. h. beim Ausführungsbeispiel den Gleichrichter 9, angeschlossen sind, während
der Erregerstrom der Motoren je durch einen besonderen Gleichrichter, beim Ausführungsbeispiel
den Gleichrichter 15, geliefert wird.
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Der in der Schaltung der Zeichnung noch angegebene Teilmotor 3 ist
im Gegensatz zu den beiden Motoren i und z nicht an die Sammelschiene 8, sondern
an einen besonderen Gleichrichter 17 angeschlossen. Dieser Gleichrichter ist wechselstromseitig
ebenso wie die Gleichrichter 9 und 15 an ein von dem Mehrmotorenantrieb unabhängiges
Wechselstromnetz angeschlossen. Im übrigen ist der Gleichrichter 17 im Gegensatz
zu der Schaltung des Teilmotors z in den Ankerstromkreis des Teilmotors 3 geschaltet.
Der Zündzeitpunkt der Anoden des Gleichrichters 17 wird durch einen Regler i8 verändert,
der unter dem Einfluß der Differentialvorrichtung 6 steht. Die Erregerwicklung i9
des Motors 3 ist dabei an eine konstante Gleichspannung 12 ,angeschlossen. Für einen
Mehrinotorenantrieb, der entsprechend der Schaltung des Teilmotors 3 aufgebaut ist,
gilt somit das Merkmal, daß der Ankerstromkreis jedes Teilmotors an einen besonderen
Gleichrichter angeschlossen ist.