DE2343112B2 - Elektrische Wanderfeld-Laufbahn - Google Patents
Elektrische Wanderfeld-LaufbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Wanderfeld-Laufbahn zum Bewegen eines Körpers, z. B. eines
Webschützens, der die Laufbahn mit der mehrphasigen Erregerwicklung für das Wanderfeld zeitweise und teilweise
überdeckt, wobei die Erregerwicklung zumindest elektrisch in mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte
unterteilt ist, die durch den bewegten Körper in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Stellung kontaktlos ein-
bzw. ausschaltbar sind.
Elektrische Wanderfeld-Laufbahnen mit durchgehenden Erregerwicklungen sind, insbesondere bei langeren
Laufbahnen, unwirtschaftlich, da zur Erzeugung des Wanderfeldes über die gesamte Laufbahnlänge ein
entsprechend hoher Energieaufwand notwendig ist. Außerdem ergibt bei langen Laufbahnen die Erregerwicklung
eine Induktivität, die bei der vergleichsweise hohen Strombelastung beim Umpolen des Feldes
Schwierigkeiten bereitet, was vor allem bei Flachwebmaschinen als Nachteil anzusehen ist, da bei diesen Maschinen
im Hinblick auf eine erwünschte hohe Schußfadenleistung die Umpolzeiten für das Wanderfeld sehr
gering sein sollen.
Es sind bereits Wanderfeld-Laufbahnen bekannt, bei denen der Energieaufwand zur Erzeugung des Wanderfeldes
im wesentlichen unabhängig von der Laufbahnlänge ist (US-PS 26 30 839), doch wird bei diesen bekannten
Wanderfeld-Laufbahnen das Wanderfeld nicht durch eine mehrphasige Erregerwicklung, sondern
durch das Fortschalten sich übergreifender einphasiger Gleichstrom-Erregerwicklungen erzeugt. Das Einschalten
der einzelnen Wicklungen in der Reihenfolge ihrer Anordnung entlang der Laufbahn erfolgt dabei durch
einen oder mehrere Drehschalter, die die einzelnen Wicklungen in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge
an das Speisenetz anschließen. Zur Löschung des Schaltfunkens sind Kondensatoren vorgesehen, die jeder
stromführenden Wicklung zugeschaltet werden. Bei diesen bekannten elektrischen Wanderfeld-Laufbahnen
ergibt sich zwar der Vorteil eines von der Laufbahnlänge unabhängigen Energieaufwandes zur Erzeugung des
Wanderfeldes, das durch Fortschalten von einzelnen Gleichslrommagneten erzeugt wird, doch überwiegen
die dabei auftretenden Nachteile, nämlich die vergleichsweise langsame Fortbewegungsgeschwindigkeit
des Webschützens, die vergleichsweise aufwendige Konstruktion, die Störanfälligkeit und der Verschleiß
der Drehschalter sowie der durch das Fortschallen der Gleichstrommagnete bedingte ungleichmäßige Lauf
des Webschützens.
Bei einer anderen bekannten Wanderfeld-Laufbahn werden die einzelnen Elektromagnete nicht durch
einen Drehschalter, sondern durch den bewegten Schützen selbst fortgeschaltet, was jedoch die gleichen
Nachteile, wie sie bei Drehschaltern auftreten, mit sich bringt.
Schließlich ist eine elektrische Wanderfeld-Laufbahn
bekanntgeworden (FR-PS 15 21 402), bei der die mehrphasige Erregerwicklung in mehrere aufeinanderfolgende
Abschnitte unterteilt ist, so daß bei der Erregung des Wanderfeldes nur so viel Energie aufgebracht werden
muß, wie zur Erzeugung der Abschnitte notwendig ist, deren magnetischer Fluß durch den bewegten Körper
geht.
Bei der Unterteilung der Wanderfeld-Laufbahn in einzelne Abschnitte ergibt sich aber ein weiteres Problem,
da zur Kompensation der Blindströme Kondensatoren vorgesehen werden müssen. Üblicherweise
werden diese Kondensatoren für die gesamte Wanderfeld-Laufbahn ausgelegt. Wird jedoch die Wanderfeld-Laufbahn
unterteilt, so ist dies nicht mehr möglich. Außerdem können beim Einschalten der einzelnen Abschnitte
unangenehme Spannungsspitzen auftreten.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine elektrische Wanderfeld-Laufbahn
der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß jeder eingeschaltete Abschnitt hinsichtlich
des Blindstromanteiles kompensiert wird und gefährliche Spannungsspitzen beim Einschalten der
einzelnen Abschnitte vermieden werden.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß
jeder über Thyristoren od. dgl. einschaltbare Abschnitt parallel zur Wicklung geschaltete Kondensatoren zur
Blindstronikompensation aufweist, wobei die in den Zuleitungen zu den Wicklungen liegenden Thyristoren
durch einen Zündimpulsgeber nacheinander beim Nulldurchgang der verketteten Spannung der entsprechenden
Phasen durchschaltbar sind. Die Maßnahme, für jeden Abschnitt eigene, zur Wicklung paiallel geschaltete
Kondensatoren zu verwenden, ergibt nicht nur ausreichende Blindstromkompensation, sondern auch eine
besonders wirtschaftliche Konstruktion, da zum Anschluß der Kondensatoren nur geringe Kabellängen erforderlich
sind und daher die benötigte Kupfermenge kleingehalten werden kann.
Würden diese Kondensatoren willkürlich mit den Laufbahnabschnitten ans Versorgungsnetz geschaltet
werden, so könnten unangenehme Spannungsspitzen auftreten, da bei einem solchen Schalten die Kondensatoren
plötzlich an die verkettete Spannung der entsprechenden Phasen angelegt werden, was die Gefahr einer
thermischen Überlastung der Thyristoren und der diesen vorgeschalteten Halbleitersicherungen mit sich
bringt. Um diese Nachteile zu verhindern, werden gemäß der Erfindung die Schaltthyristoren in den einzelnen
Phasen der Erregerwicklung durch einen Zündimpulsgeber nacheinander beim Nulldurchgang der verketteten
Spannung der entsprechenden Phasen durchgeschaltet, so daß beim Einschalten des Abschnittes die
Kondensatoren beim Nulldurchgang der Spannung ans Netz gelegt werden. Die Spannung an den Kondensatoren
kann sich daher ohne schädliche Spannungsspit-
zen mit Netzfrequenz vom Wert Null aufbauen.
In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße elektrische
Wanderfeld-Laufbahn schematisch in einem Blockschaltbild dargestellt.
Die Drehstrom-Erregerwicklung der Wanderfeld-Laufbahn
ist in einzelne elektrisch· getrennte, aufeinanderfolgende Abschnitte 1 unterteilt, die jeder für sich
an ein Drehstromnetz 2 angeschlossen sind. Die Laufbahn 3 ist entsprechend den Erregerwicklungsaüschnitten
1 in einzelne zusammensetzbare Baueinheiten 4 unterteilt, so daß Wanderfeld-Laufbahnen beliebiger, abgestufter
Länge im Baukastensystem aus untereinander gleichen Baueinheiten zusammengesetzt werden können.
Da sich die Feldlinien des Erregerfeldes über einen gegenüber üblichen Drehstrommaschinen großen Luftweg
schließen müssen, würde ein vergleichsweise großer Blindstrom in den Netzleitungen auftreten, wenn
keine Kondensatoren zur Blindstromkompensation vorgesehen wären. Diese vorzugsweise im Dreieck geschalteten
Kondensatoren 5 könnten zwar zu jedem Abschnitt 1 zugeschaltet werden, bevor dieser Abschnitt
an das Netz gelegt wird, doch ist es wegen des wesentlich geringeren Schaltungsaufwandes vorteilhafter,
jedem Abschnitt 1 eigene Kondensatoren fest zuzuordnen, damit dieser Maßnahme der Bedarf an teuren
und empfindlichen Schaltern und an notwendiger Kabellänge bedeutend herabgesetzt werden kann.
Wird beispielsweise ein Webschützen mittels des Wanderfeldes in Richtung des Pfeiles 6 über die Laufbahn
bewegt, so wird beim Erreichen eines neuen Laufbahnabschnittes 4 über einen induktiven oder kapazitiven
Annäherungsschalter 7 der Erregerwicklungsabschnitte 1 der bereits überfahrenen Baueinheit 4 in
nicht näher dargestellter Weise vom Netz getrennt. Vor dem Verlassen des jeweiligen Abschnittes wird der
Webschützen an einem zweiten Annäherungsschalter 8 vorbeibewegt, der das Einschalten des folgenden Erregerwicklungsabschnittes
bewirkt. Um aber beim Einschalten der Erregerwicklungsabschnitte hohe Ein-Schaltstromstöße
zu vermeiden, werden nicht alle Phasen R, S, 7" des Netzes 2 gleichzeitig, sondern nacheinander
beim jeweiligen Nulldurchgang der verketteten Spannung zugeschaltet. Zu diesem Zweck ist jeweils
ein Zündimpulsgeber 9 vorgesehen, der die Schaltthyristoren 10 im richtigen Zeitpunkt ansteuert. Den Zündimpulsgebern
wird über Spannungswandler 11 und 12 jeweils die verkettete Spannung zugeführt, die zur
Steuerung des Zündzeitpunktes der Thyristoren 10 verwendet wird. Da das Potential der Abschnitte der Erregerwicklung
durch keine Sternpunktserdung od. dgl. festgelegt ist, kann eine Phase (im dargestellten Beispiel
die Phase S) fest mit dem Netz verbunden sein, so daß die Schaltthyristoren nur für die anderen Phasen
(Phasen R und T) notwendig sind. Bei Betätigung des Schalters 8 durch den vorbeibewegten Webschützen
wird der Zündimpulsgeber 9 angeregt, der beim jeweils folgenden Nulldurchgang der verketteten Spannung
die Thyristoren 10 ansteuert, die durchschalten und den folgenden Wicklungsabschnitt an das Netz legen. Die
zeitliche Abstimmung des Einschaltend der einzelnen Phasen bewirkt, daß die Kondensatoren 5 nicht plötzlich
an eine Spannung angelegt werden, sondern daß sich die Spannung an den Kondensatoren allmählich
mit der Netzfrequenz aufbauen kann, so daß keine unerwünscht hohen Stromstöße entstehen können, die die
Gefahr einer thermischen Überlastung der Thyristoren 10 und der diesen vorgeschalteten Halbleitersicherungen,
die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, mit sich bringen.
An Stelle der Zündimpulsgeber 9 für jeden Abschnitt 1 könnte ein Zündimpulsgeber für alle Abschnitte vorgesehen
sein, der lediglich die Zündimpulse für die Schaltthyristoren der einzelnen Abschnitte entsprechend
dem einzuschaltenden Abschnitt weitergibt.
Nach dem Verlassen des Abschnittes 1, 4 und Erreichen eines neuen Abschnittes 1, 4 wird der verlassene
Abschnitt über den Schalter 7 ausgeschaltet, und der Vorgang wiederholt sich. Für die Bewegung des Webschützens
in entgegengesetzter Richtung kann ein zweiler Satz von Annäherungsschaltern vorgesehen
sein. Will man vier Schalter je Abschnitt vermeiden, so können beispielsweise die Schalter in der Längsmitte
jedes Abschnittes angeordnet oder richtungsabhängige Schalter verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Elektrische Wanderfeld-Laufbahn zum Bewegen eines Körpers, z. B. eines Webschützens, der die Laufbahn mit der mehrphasigen Erregerwicklung für das Wanderfeld zeitweise und :eilweise überdeckt, wobei die Erregerwicklung zumindest elektrisch in mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte unterteilt ist, die durch den bewegten Körper in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Stellung kontakt los ein- bzw. ausschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder über Thyristoren (10) od. dgl. einschaltbare Abschnitt (1) parallel zur Wicklung geschaltete Kondensatoren (5) zur BlindstromkompeRsation aufweist, wobei die in den Zuleitungen zu den Wicklungen liegenden Thyristoren (10) durch einen Zündimpulsgeber (9) nacheinander beim Nulldurchgang der verketteten Spannung der entsprechenden Phasen durchschaltbar sind.
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