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Einrichtung zum Hochfahren und zum Abbremsen der in einem festen einstellbaren Drehzahlverhältnis zueinander stehenden Motoren einer Motorgruppe
Bei Walzenstrassen oder sonstigen Antrieben, bei denen einzelne Maschinen durch das Arbeitsgut gekuppelt sind, müssen die Antriebe meistens in einem bestimmten Drehzahl Verhältnis zueinander stehen.
Dieses durch die Art der Bearbeitung bzw. Verformung des Arbeitsgutes in den einzelnen Maschinen vorgegebene und einstellbare Drehzahl Verhältnis soll sowohl beim Alfahren wie bei den Drehzahländerungen während des Betriebes als auch während des Stillsetzen bzw. Abbremsens des gesamten Mehrmotorenantriebes aufrechterhalten bleiben.
Hiezu ist vorgeschlagen worden, gemäss der Zeichnung die einzelnen Motoren 1 ankerseitig an eine Sammelschiene, d. h. an gleiche Spannung zu legen, die durch einen Spannungsregler konstant gehalten und von einer steuerbaren Stromquelle, beispielsweise einem bei 3 angedeuteten Stromrichter, geliefert wird. Mit 4 ist ein zugehöriger Netztransformator bezeichnet. Als Sollwert für die Regelung der Sammelschienenspannung kann eine von einem Sollwertgeber 7 gelieferte Spannungsgrösse verwendet werden, die im Regler 6 mit dem von einem Gleichspannungswandler 9a gelieferten Istwert verglichen wird. Die vom Regler 6 gelieferte Stellgrösse wird in üblicher Weise im Gittersteuersatz 5 in eine entsprechende Phasenlage der Zundspannung umgeformt.
Der Sollwertgeber 7 formt die von einem Stellglied 8, beispielsweise einem Einstellwiderstand vorgegebene Eingangsgrösse in einen zeitlich auf den gewünschten Endwert ansteigenden Ausgangswert um. Damit wird erreicht, dass die Motorgruppe mit der gewunschten, beispielsweise mit etwa konstanter Beschleunigung hochläuft, wenn das Stellglied 8 aus der Nullage auf einen bestimmten Wert eingestellt wird. Das Einstellglied 8 kann beispielsweise mit dem Steuerhebel oder dem Steuergriff gekuppelt sein, mit dem der Bedienungsmann die Drehzahl der Motorgruppe einzustellen hat.
Damit die an gleicher vorgegebener Ankerspannung liegenden Motoren 1 in einem bestimmten Drehzahlverhältnis zueinander gehalten werden und dieses Drehzahlverhältnis auch beim Hochfahren, bei einer Drehzahländerung während des Betriebes und bei einem Stillsetzen des Antriebes aufrechterhalten wird, ist jeder Motor mit einem dieses Drehzahlverhältnis berücksichtigenden Drehzahlregler ausgerustet, der das Feld beeinflusst und seine Sollspannung aus einer gemeinsamen Leitspannung uber einen besonderen Sollwerteinsteller erhält. Ein solcher Drehzahlregler ist fur den mittleren Motor angedeutet.
Die Erregerwicklung des einzelnen Motors 1 wird aber je einen Leistungsverstärker, beispielsweise einen Magnetverstärker 12 gespeist, der vom Regler 13 gesteuert wird. Als Istwert wird diesen Reglern 13 die je einer Tachometermaschine 2 entstammende Spannung zugeführt. Der Sollwert fur die Regelung entstammt der Leitspannung 15, wobei zur Einstellung des vorgegebenen Drehzahlverhältnisses zwischen den einzelnen Motoren jeweils ein diesem entsprechend eingestellter Sollwerteinsteller 14 dient, der einen entsprechenden Anteil der Leitspannung abgreift. Mittels des Stellers 14 kann nur der Feldschwächbereich des Motors durchfahren werden, weil die Anker der Motoren an einer festen Sammelschienenspannung liegen.
Soll nun die Motorgruppe von Drehzahl Null aus mit maximalem Moment hochgefahren werden, so
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muss für eine volle Felderregung der Motoren gesorgt werden. Dies ist aber nur dann möglich, wenn die bei 14 jeweils abgegriffenen Sollspannungen während des Anfahrvorganges nicht grösser werden, als die von der zugehörigen Tachometermaschine 2 gelieferte Istspannung, denn nur dann stellen die Regler 13 volle Felderregung ein. Würden dagegen die Sollwerte höher, so würden die Regler eine Schwächung der
Motorfelder vornehmen.
Damit ferner die eingangserwähnte Forderung nach Aufrechterhaltung des an den Stellern 14 einge- stellten Drehzahlverhältnisses bei allen Drehzahlen der Motorgruppe erfüllt wird, muss ferner das Verhält- nis zwischen der Leitspannung und der Sammelschienenspannung über den ganzen Einstellbereich der
Sammelschienenspannung konstant bleiben.
Zur Erfüllung dieser Forderungen wird daher gemäss der Erfindung ein weiterer Regler vorgesehen, der als von der Ankerspannung der Motorgruppe geführter Folgeregler ausgebildet ist und bei einer Änderung der Ankerspannung die Leitspannung im gleichen Verhältnis ändert.
Im Ausführungsbeispiel ist der Folgeregler mit 17 bezeichnet. Diesem wird über einen Gleichspan- nungswandler 9b, der gegebenenfalls zusammen mit dem Wandler 9a zu einem Wandler zusammenge- fasst sein kann, ein der Sammelschienenspannung proportionaler Spannungsanteil als Führungsgrösse zu- geführt. Dieser Regler 17, dem als Istgrösse die Leitspannung 15 zugeführt wird, kann z. B. in an sich bekannter Weise einen Kippverstärker enthalten, der bei einer Regelabweichung im einen Sinne in einen
Zustand kippt und eine feste Spannung bestimmter Polarität liefert und bei einer Regelabweichung in der andern Richtung in den andern Zustand kippt und eine feste Steuerspannung entgegengesetzter Polarität liefert.
Diese Steuerspannung kann einem Stellmotor 18 zugeführt werden, der einen die Leitspannung 15 beeinflussenden Steller, beispielsweise den Abgriff eines Widerstandes 16 so lange verstellt, bis der Ausgleich zwischen Ist-und Sollwert hergestellt ist. Gegebenenfalls kann jedoch die Nachstellung der Leitspannung auch mit von der Regelabweichung abhängiger Geschwindigkeit vorgenommen werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Differenz zwischen Leitspannung und Sammelschienenspannung, d. h. zwischen Ist- und Sollwert, unmittelbar auf den Stellmotor 18 zur Einwirkung gebracht wird. Es kann aber auch die Differenz zwischen Leitspannung und Sammelschienenspannung einem Verstärker, z. B. einem Leitspannungsgenerator oder einem gesteuerten Trockengleichrichter zugeführt werden, der seinerseits direkt die Leitspannung liefert.
Durch einen solchen Folgeregler wird die Leitspannung 15 für die Drehzahlregelung der Motorgruppe von 0 bis 100 ja kontinuierlich in Abhängigkeit von der Sammelschienenspannung verstellt. 100 % Sammelschienenspannung entsprechen dabei 100 li Leitspannung.
Soll die Motorgruppe hochgefahren werden, so wird der Steller 8 in eine dem gewünschten Drehzahlniveau entsprechende Lage gebracht. Der Sollwertgeber 7 gibt dann eine allmählich steigende Sollspannung an den Regler 6, so dass die Motoren entsprechend der Erhöhung der Sammelschienenspannung hochlaufen. Der Einsteller 16 für die Leitspannung stehe bei Beginn des Hochfahrens in der Stellung Null. Steigt die Sammelschienenspannung an, so ist im Regler 17 eine Differenz zwischen Soll- und Istwert wirksam und über den Motorantrieb des Stellers 16 wird die Leitspannung nachgeführt. Das gleiche ist der Fall, wenn während des Betriebes Änderungen des Drehzahlniveau der Motorgruppe durch Änderung der Lage des Stellers 8 vorgenommen werden.
Mit Vorteil wird der Regelkreis des Folgereglers so bemessen oder mit einem besonderen Zeitglied versehen, dass ein verzögertes Einschalten des Antriebs für das die Leitspannung beeinflussende Stellglied 16 beim Hochfahren der Motorgruppe aus dem Stillstand erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass die Motoren der Gruppe bereits drehen bzw., dass die Sammelschienenspannung schon um einen bestimmten Betrag hochgefahren ist, bevor die Leitspannung aus Null herausgeführt wird. Dann ist gewährleistet, dass auf jeden Fall das Losbrechen der zu bewegenden Massen mit maximalemMotorfeld erfolgt. Das Verhältnis Leitspannung zu Sammelschienenspannung wird durch die Regeleinrichtung über den ganzen Einstellbereich konstant gehalten. Der Steller 16 läuft auch in jedem Zwischenwert der Sammelschienenspannung auf den zugehörigen Wert.
Durch die Erfindung wird auch der Vorteil erzielt, dass beim Herabregeln der Drehzahl der Motorgruppe bzw. beim Stillsetzen Überspannungen vermieden werden. Wenn nämlich die Leitspannung schneller verkleinert werden würde, als dies der Abnahme der Motordrehzahl entspricht, so würde über den einzelnen Regler 13 eine Feldversärkung des zugehörigen Motors vorgenommen werden. Da eine Stromumkehr nicht möglich ist, würde sich diese Feldverstärkung in eine unzulässige Erhöhung der Sammelschienenspannung auswirken. Der Folgeregler 17 sorgt jedoch dafür, dass die Ursache für eine derartige Sammelschienenspannungserhöhung nicht eintreten kann, weil die Leitspannung 15 immer in einer festen Abhängigkeit von der Sammelschienenspannung bleibt.