DE2333597C3 - Circuit arrangement for feeding the armature of two direct current shunt motors, each driving a workpiece spindle of a gear lapping and running test machine, from an alternating current network - Google Patents

Circuit arrangement for feeding the armature of two direct current shunt motors, each driving a workpiece spindle of a gear lapping and running test machine, from an alternating current network

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DE2333597C3 DE19732333597 DE2333597A DE2333597C3 DE 2333597 C3 DE2333597 C3 DE 2333597C3 DE 19732333597 DE19732333597 DE 19732333597 DE 2333597 A DE2333597 A DE 2333597A DE 2333597 C3 DE2333597 C3 DE 2333597C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Speisen der Anker von zwei, je eine Werkstückspindel einer Zahnradläpp- und Laufprüfmaschine antreibenden Gleichstromnebenschlußmotoren aus einem Wechselstromnetz, wobei die Anker der beiden Motoren miteinander in Reihe geschaltet mit einem in Phasenanschnittsteuerung arbeitenden steuerbaren Gleichrichter verbunden sind, wobei die Erregungen der Motoren so eingestellt sind, daß der eine im motorischen, der andere im Gegenstrombremsbetrieb arbeitet, mit einer Drehzahlregeleinrichtung.The invention relates to a circuit arrangement for feeding the armature from two, one workpiece spindle each a gear lapping and running test machine driving direct current shunt motors from an alternating current network, the armatures of the two motors connected in series with a controllable rectifier working in phase control are connected, the excitations of the motors are set so that one in the motor, the other works in countercurrent braking, with a speed control device.

Um beim Läppen von Zahnrädern eine gleichmäßige und den jeweiligen Erfordernissen entsprechende Abtragsleistung auf den Zahnflankcn zu erzielen sowie eine weitestgehende Angleichung der Prüfbedingungen an die Betriebsbedingungen zu erreichen, wird bei Zahnradläpp- und Laufprüfmaschinen ein zeitweiliger Wechsel der Antriebsrichtung des Zahnradpaares unter Beibehaltung der gewählten Drehrichtung durchgeführt.In order to ensure that the lapping of gears is uniform and appropriate to the respective requirements To achieve removal rate on the tooth flanks as well as the greatest possible alignment of the test conditions Reaching the operating conditions becomes a temporary one with gear lapping and running testing machines The drive direction of the gear pair was changed while maintaining the selected direction of rotation.

Für diesen Zweck wurde eine Schaltungsanordnung für eine Kegelradlaufprüfmaschine vorgeschlagen, bei der sowohl der Ritzelspindel als auch der Radspindel je ein Gleichstrommotor zugeordnet ist. Ein Motor bringt dabei das Antriebsmoment auf, während der andere das Bremsmoment liefert. Durch die beiden Motoren kann man daher das Ritzel antreiben, das seinerseits das gebremste Rad antreibt, oder umgekehrt, das Rad antreiben und das Ritzel abbremsen. Angetrieben werden die beiden Motoren von je einem Gleichstromgenerator. Die beiden Gleichstromgeneratoren sind mit dem Drehstrommotor zu einem Drei-Maschinensatz zusammengefaßt, der zwei Leonhardsätze verkörpert.For this purpose a circuit arrangement for a bevel gear test machine has been proposed at to which both the pinion spindle and the wheel spindle are each assigned a DC motor. An engine brings the drive torque while the other supplies the braking torque. The two motors can drive the pinion, which in turn drives the braked wheel, or vice versa, the wheel drive and brake the pinion. The two motors are each driven by a direct current generator. The two DC generators are with the three-phase motor combined into a three-machine set, which embodies two Leonhard sets.

Durch diese Schaltungsanordnung kann zwar ein Teil der Bremsenergie zurückgewonnen werden, sie erfordert jedoch zwei stellbare Gleichspannungsquellen, d. h. zwei separate Stromkreise, woraus sich ein erheblicher Anlagenaufwand ergibt, der mit verhältnismäßig hohen Kosten verbunden ist, den Wirkungsgrad sowie die Funktionssicherheit der Einrichtung senkt und deren Platzbedarf erhöht.Although part of the braking energy can be recovered by this circuit arrangement, it requires two adjustable DC voltage sources, i.e. H. two separate circuits, which results in a considerable investment, the relatively high Cost is connected, the efficiency as well as the functional reliability of the device lowers and their Increased space requirement.

Darüber hinaus ist durch die Patentschrift DE-AS 12 90 232 eine Schaltungsanordnung bekannt geworden, die zwar zur Ausschaltung der Getriebelose einer Antriebsvorrichtung dient, bei der aber zwei über je eine Antriebswelle und ein Getriebeelement auf das Getriebeelement einer Arbeitswelle einwirkende, durch Feldschwächung gesteuerte Gleichstromnebenschlnßmotoren angeordnet sind. Die Motoren, denen im Stillstand gleiche Drehmomente aneinander entgegenIn addition, a circuit arrangement has become known through the patent specification DE-AS 12 90 232, which is used to switch off the gearless drive device, but two over each a drive shaft and a gear element acting on the gear element of a working shaft Field weakening controlled DC shunt motors are arranged. The engines that im Standstill equal torques against each other wirken, werden im Erregerfeld von je einer getrennten,are effective in the excitation field by a separate, unabhängig regelbaren Stromquelle gespeisL Die Ankerindependently controllable power source fed to the armature der beiden Motoren sind dabei in Reihe geschaltet undof the two motors are connected in series and an eine regelbare Spannungsquelle angeschlossen.connected to an adjustable voltage source.

Obwohl sich durch diese Schaltungsanordnung derAlthough this circuit arrangement of the

Anlagenaufwand erheblich senken läßt, ist sie für Zahnradläpp- und Laufprüfmaschinen nicht geeignet, da sich keine Bremsenergie zurückgewinnen läßt und sich bei Änderung der Antriebsrichtung der Motoren auch die Drehrichtung ändertCan significantly reduce plant costs, it is for Gear lapping and running testing machines are not suitable, since no braking energy can be recovered if the drive direction of the motors is changed, the direction of rotation also changes

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der im Gattungsbegriff genannten Art zu schaffen, durch die bei Änderung der Antriebsrichtung der Motoren, die Drehrichtung beibehalten und die Bremsenergie zurückgewonnen werdenThe invention is based on the object of creating a circuit arrangement of the type mentioned in the generic term, through which, when the Drive direction of the motors, maintain the direction of rotation and recover the braking energy kann.can.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der steuerbare Gleichrichter ein Thyristorgerät in hablgesteuerter Brückenschaltung ist und von der Drehzahlregeleinrichtung, welche eine unterlegte Strombegren-According to the invention this is achieved in that the controllable rectifier is a thyristor device in a manually controlled bridge circuit and from the speed control device, which has an underlying current limit

zungsregelung enthält, ansteuerbar istregulation contains, is controllable

Darüber hinaus ist die Polarität der Gleichspannung aus dem steuerbaren Gleichrichter gegenüber den Gleichstrommotoren umschaltbar ausgebildet Durch die erfindungsgemäße SchaltungsanordnungIn addition, the polarity of the direct voltage from the controllable rectifier is designed to be switchable with respect to the direct current motors By the circuit arrangement according to the invention

ist es möglich geworden bei verhältnismäßig geringem Anlagenaufwand die Bremsenergie weitgehendst zurückzugewinnen und darüber hinaus den Wartungsaufwand und die Störanfälligkeit zu senken. Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfüh-It has become possible to largely recover the braking energy with relatively little system effort and, moreover, to reduce the maintenance effort and the susceptibility to failure. The invention is to be based on an execution

4C rungsbeispiel näher erläutert werden.4C approximately example are explained in more detail.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erfolgt aus einem Netz 1 über die üblichen Sicherungen Si\ und das Schütz Si, die Speisung eines steuerbaren Gleichrichters, der ein Thyristorgerät 2 in halbgesteuerter BrückenschalAs can be seen from the drawing, the supply of a controllable rectifier, which a thyristor device 2 in a half-controlled bridge shell, takes place from a network 1 via the usual fuses Si \ and the contactor Si tung mit Strombegrenzungsregelung ist und als Gleichspannungsquelle 3 für die Werkstückspindel 4; 5 antreibende Gleichstrommotoren M\ und M2, welche als Nebenschlußmotoren ausgelegt sind, dient Die Anker A\ B\ und A2B2 der beiden Gleichstrommotodevice with current limiting control and as a DC voltage source 3 for the workpiece spindle 4; 5 driving DC motors M \ and M 2 , which are designed as shunt motors, are used by the armature A \ B \ and A 2 B 2 of the two DC motors ren M\ und M2 liegen in Reihe an der vom Thyristorgerät 2 gesteuerten Ankerspannung. Der Anschluß der Gleichstrommotoren M\ und Mi erfolgt darüberhinaus so, daß der jeweils das Bremsmoment erzeugende Gleichstrommotor M\ oder Mi, entgegenRen M \ and M 2 are connected in series to the armature voltage controlled by the thyristor device 2. The connection of the direct current motors M \ and Mi is also carried out in such a way that the direct current motor M \ or Mi, which generates the braking torque, is in the opposite direction gesetzt der ihm von dem als Antriebsmotor wirkenden Gleichstrommotor M2 oder M\ über ein auf den Werkstückspindeln 4; 5 aufgenommenes Zahnradpaar 6; 7 zwangsläufig erteilten Drehrichtung, an der Gleichspannungsquelle 3 angeschlossen ist Wie aus derset to it by the direct current motor M 2 or M \ acting as a drive motor via a on the workpiece spindles 4; 5 recorded gear pair 6; 7 inevitably given direction of rotation, is connected to the DC voltage source 3 As from the Zeichnung weiterhin ersichtlich, sind den Gleichstrommotoren M\; M2 fremderregte Feldwicklungen I\K\ und I2K2 zugeordnet, wobei nach dem Ausführungsbeispiel die Erregerspannung für die Feldwicklungen I1K1; I2K2 vom Thyristorgerät 2 mit zur Verfügung gestellt wird.The drawing also shows the DC motors M \; M 2 separately excited field windings I \ K \ and I 2 K 2 assigned, wherein according to the embodiment, the excitation voltage for the field windings I 1 K 1 ; I 2 K 2 is made available by the thyristor device 2.

Es ist jedoch ohne weiteres möglich die Erregerspannur.fa auf eine andere Art, zum Beispiel Stelltransformatoren und Gleichrichte r, bereitzustellen. Am Thyristorgerät 2 sind Potentiometer 8; 9 ange-However, it is easily possible to provide the excitation voltage in a different way, for example variable transformers and rectifiers. On the thyristor device 2 are potentiometers 8; 9

schlossen, durch die eine getrennte Einstellung der Erregerspannung für die Feldwicklungen I\K\; I2K2 e; iTiöglicht wird und somit eine stufenlose Bestimmung des jeweils erforderlichen Bremsmomentes vorgenommen werden kann.closed, through which a separate setting of the excitation voltage for the field windings I \ K \; I 2 K 2 e; It is made possible and thus a stepless determination of the braking torque required in each case can be made.

Am Strommesser 10 wird das eingestellte Bremsmoment abgelesen. Zwischen dem in seiner Drehzahl zu regelnden Motor, im Ausführungsbeispiel ist es der Gleichstrommotor M\, und dem Thyristorgerät 2 ist eine schematisch dargestellte Drehzahlregeleinrichtung 11 angeordnet, der für durchzuführenden Soll-Ist-Vergleich, als Sollwertgeber ein Potentiometer 12 und als Istwertgeber ein Tachogenerator 13 vorgeschaltet sind. Das Potentiometer 12 ist mit einer nicht dargestellten Skala versehen, an der die erforderliche Drehzahl eingestellt werden kann. Am Ausgang der Gleichspannungsquelle 3 sind Schütze S2; Sj angeordnet, durch deren entsprechende Betätigung die Spannung zwischen der Gleichspannungsquelle 3 und der Gleichstrommotoi en M\; M2 umpolbar istThe set braking torque is read on the ammeter 10. Between the motor whose speed is to be controlled, in the exemplary embodiment it is the direct current motor M \, and the thyristor device 2, a schematically illustrated speed control device 11 is arranged, which is a potentiometer 12 as a setpoint generator and a tachometer generator 13 as an actual value generator for the target / actual comparison to be carried out are connected upstream. The potentiometer 12 is provided with a scale, not shown, on which the required speed can be set. At the output of the DC voltage source 3 are contactors S 2 ; Sj arranged, by their corresponding actuation, the voltage between the DC voltage source 3 and the DC power motor M \; M 2 is polarity reversible

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung soll nachstehend am Beispiel der Neueinstellung der Zahnradläpp- und Laufprüfmaschine näher erläutert werden.The mode of operation of the device according to the invention is shown below using the example of a new setting the gear lapping and running testing machine are explained in more detail.

Nach Aufnahme des zu bearbeitenden beziehungsweise zu prüfenden Zahradpaares 6; 7 auf den Werkstückspindeln 4; 5 und der Einstellung der erforderlichen Drehzahl am Potentiometer 12 erhält einer der Gleichstrommotoren M\ oder Af2, im Ausführungsbeispiel ist es der Gleichstrommotor M\, die volle Erregerspannung zugeteilt, während der Gleichstrommotor M2 zunächst nicht erregt wird. Der erregte Gleichstrommotor M\ entwickelt sein volles Drehmoment und bewegt über das Zahnradpaar 6; 7 den Gleichstrommotor M2 entgegen dessen angeschlossener Drehrichtung. Durch Verstellen des Potentiometers 9 nach links wird jetzt die Peldspannung des Gleichstrommotors M2 und damit dessen Drehmoment, das hier gleich dem Bremsmoment ist, stufenlos erhöht.
Dadurch wird im Anker A2B2 des Gleichstrommotors M2 eine Spannung induziert, die mit der vom Thyristorgerät 2 her anliegenden Spannung gleiche Richtung hat und sich demzufolge zu dieser addiert.
Diese Spannung läge jetzt voll am antreibenden Gleichstrommotor M\ an und würde zwangsläufig dessen Drehzahl erhöhen. Durch eine zwischen dem Potentiometer 12 als Sollwertgeber und dem Tachogenerator 13 als htwertgeber in bekannter Weise durchgeführten Soll-Ist-Vergleich und der anschließenden dementsprechenden Drehzahlregelung durch die Drehzahlregeleinrichtung 11, wird jedoch die vom Thyristorgerät 2 abgegebene Spannung soweit herabgesetzt, daß die Summe der Spannungen vom Thyristo/gerät 2 und bremsendem Gleichstrommotor M2 den antreibenden Gleichstrommotor Mi bei der vorgegebenen Drehzahl halten.
Der durch die beiden Motoren Mi; M2 fließende Strom besteht jetzt aus zwei Teilen. Die im Motor M2 erzeugte Spannung treibt einen Strom durch die Freilaufdioden der halbgesteuerten Thyristorbrücke sowie durch den Motor M\ im inneren Kreis. Zusätzlich treibt noch die Thyristorbrücke einen geringen Strom an, der aus dem Netz kommt und ins Netz zurückfließt. Mit Zugabe der Feldspannung an den Motor M2 wird der Anteil von Strom und Spannung aus dem Netz an der Gesamtleistung geringer, d. h. mit zunehmendem Bremsmoment steigt der Wirkungsgrad der Anlage. Der am Zahnradpaar wirkenden Leistung, die sich aus Drehmoment und Drehzahl ergibt, steht eine wesentlich geringere Leistungsaufnahme aus dem Netz gegenüber. Dem Netz wird nur soviel Leistung entnommen, wie zur Deckung der systembedingten Verluste erforderlich ist.After recording the pair of gear wheels 6 to be processed or checked; 7 on the workpiece spindles 4; 5 and the setting of the required speed on the potentiometer 12 receives one of the direct current motors M \ or Af 2 , in the embodiment it is the direct current motor M \, the full excitation voltage, while the direct current motor M 2 is initially not excited. The excited DC motor M \ develops its full torque and moves via the gear pair 6; 7 the direct current motor M 2 opposite to its connected direction of rotation. By adjusting the potentiometer 9 to the left, the field voltage of the direct current motor M 2 and thus its torque, which here is equal to the braking torque, is increased continuously.
As a result, a voltage is induced in the armature A 2 B 2 of the direct current motor M 2 , which has the same direction as the voltage applied from the thyristor device 2 and consequently adds to it.
This voltage would now be fully applied to the driving DC motor M \ and would inevitably increase its speed. However, the voltage output by the thyristor device 2 is reduced to such an extent that the sum of the voltages from Thyristo / device 2 and braking DC motor M2 keep the driving DC motor Mi at the specified speed.
The one by the two engines Mi; M2 flowing stream now consists of two parts. The voltage generated in the motor M 2 drives a current through the free-wheeling diodes of the half-controlled thyristor bridge and through the motor M \ in the inner circle. In addition, the thyristor bridge drives a small amount of current that comes from the network and flows back into the network. With the addition of the field voltage to the motor M 2 , the proportion of current and voltage from the network in the total power decreases, ie the efficiency of the system increases with increasing braking torque. The power acting on the gear pair, which results from the torque and speed, is offset by a significantly lower power consumption from the network. Only as much power is drawn from the network as is necessary to cover the system-related losses.

Wenn dann die entgegengesetzten Zahnflanken zur Anlage und damit zur Bearbeitung kommen sollen, muß die Einstellung der Erregerspannungen der Motoren Mw M2 so geändert werden, daß jetzt der Motor M2 der stärkere wird. Damit würde sich bei Änderung dir Antriebsrichtung auch die Drehrichtung ändern. Um dies zu vermeiden, wird dann die Polarität der Spannung aus dem Thyristorgerät 2 gegenüber den beiden Motoren Mi;M2 umgeschaltet. Zu diesem Zweck sind das Schütz S\ und die am Ausgang der Gleichspannungsquelle 3 angeordneten Schütze S2; Si zu betätigen. Unter der Voraussetzung, daß zur Bestimmung der vorherigen Antriebsrichtung des Zahnradpaares 6; 7 sich das Schütz S2 in Betriebsstellung befand, wird der Wechsel der Antriebsrichtung durch Betätigung der Schütze S1; S2; S3 in folgender Reihenfolge erreicht, Schütz 1 öffnen — Schütz 2 öffnen - Schütz 3 schließen — Schütz 1 schließen.If the opposite tooth flanks are then to come into contact and thus to be machined, the setting of the excitation voltages of the motors M w M 2 must be changed so that the motor M 2 is now the stronger. If the drive direction changes, the direction of rotation would also change. In order to avoid this, the polarity of the voltage from the thyristor device 2 is then switched over with respect to the two motors Mi; M2. For this purpose the contactor S \ and the contactors S 2 ; Si to press. With the prerequisite that to determine the previous drive direction of the gear pair 6; 7 the contactor S 2 was in the operating position, the change of the drive direction by actuating the contactors S 1 ; S 2 ; S 3 reached in the following order, open contactor 1 - open contactor 2 - close contactor 3 - close contactor 1.

Da diese Schaltvorgänge bekanntlich sehr kurzzeitig ablaufen, bleibt der Ablauf des Arbeitsprozesses davon unberührt. Befindet sich vor Wechsel der Antriebsrichtung des Schütz S3 in Betriebsstellung, so wird analog dazu verfahren.Since these switching processes are known to take place very briefly, the work process remains unaffected. If contactor S 3 is in the operating position before the drive direction is changed, the procedure is analogous to this.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zum Speisen der Anker von zwei, je eine Werkstückspindel einer Zahnradläpp- und Laufprüfmaschine antreibenden Gleichstromebenschlußmotoren aus einem Wechselstromnetz, wobei die Anker der beiden Motoren miteinander in Reihe geschaltet, mit einem in Phasenanschnittsteuerung arbeitenden steuerbaren Gleichrichter verbunden sind, wobei die Erregungen der Motoren so eingestellt sind, daß der eine im motorischen, der andere im Gegenstrombremsbetrieb arbeitet, mit einer Drehzahlregeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Gleichrichter ein Thyristorgerät in halbgesteuerter Brückenschaltung (2) ist und von der Drehzahlregeleinrichtung (11), welche eine unterlegte Strombegrenzungsregelung enthält, ansteuerbar ist1. Circuit arrangement for feeding the armature of two direct-current shunt motors, each driving a workpiece spindle of a gear lapping and running test machine, from an alternating current network, the armatures of the two motors connected in series with a controllable one working in phase angle control Rectifiers are connected, the excitations of the motors are set so that the one im motor-driven, the other works in counter-current braking mode, with a speed control device, characterized in that the controllable rectifier is a thyristor device in a semi-controlled bridge circuit (2) and of the Speed control device (11), which contains an underlying current limiting control, can be controlled is 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität der Gleichspannung aus dem steuerbaren Gleichrichter gegenüber den Gleichstrommotoren (M\IM2) umschaltbar ist2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the polarity of the direct voltage from the controllable rectifier with respect to the direct current motors (M \ IM 2 ) can be switched
DE19732333597 1972-07-21 1973-07-02 Circuit arrangement for feeding the armature of two direct current shunt motors, each driving a workpiece spindle of a gear lapping and running test machine, from an alternating current network Expired DE2333597C3 (en)

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