DE421379C - Method for improving the utilization of power machines that are controlled by speed sharing - Google Patents

Description

Verfahren zur Verbesserung der Ausnutzung von Kraftmaschinen, die durch Geschwindigkeitsteilung geregelt werden. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, durch welches bei Kraftmaschinen, die in an sich bekannter Weise durch Geschwindigkeitsteilung unter Benutzung von elektrischen Hilfsmaschinen geregelt werden, die Ausnutzung aller Kraftübertragungseinrichtungen wesentlich verbessert wird. Diese Verbesserung soll einerseits erreicht werden .durch eine besondere Art der Erregungssteuerung der elektrischen Hilfsmaschinen, die den zum Zwecke der Geschwindigkeitsregelung der Arbeitsmaschine abgezweigten Energieteil des Hauptmotors auf die Arbeitsmaschine übertragen, und zwar soll hierdurch die für jeden Geschwindigkeitswert größte Drehmomentsabgabe der Hilfsmaschinen und eine Erweiterung der bisher erreichten Regelbereiche erzielt werden. Andererseits soll sie erreicht werden durch eine solche Gestaltung der Arbeitsbedingungen, die der bei den erwähnten Erregungssteuerungen bedingten charakteristischen Leistungsfähigkeit der Kraftübertragungseinrichtungen entspricht.Process for improving the utilization of prime movers that can be regulated by speed sharing. The invention is a Method by which in power machines, which in a known manner by Speed division regulated using electrical auxiliary machines the utilization of all power transmission devices is significantly improved will. On the one hand, this improvement is to be achieved through a special kind the excitation control of the electrical auxiliary machines, which are used for the purpose of speed control The energy part of the main engine branched off from the working machine is transferred to the working machine to be transmitted, and that is intended to result in the greatest torque output for each speed value of auxiliary machines and an expansion of the control ranges achieved so far will. On the other hand, it should be achieved through such a design of working conditions, those of those mentioned Excitation controls conditioned characteristic Performance of the power transmission equipment.

Das Wesentliche der an sich bekannten Kraftübertragungseinrichtung besteht darin, daß die gegebene zum Antrieb der Arbeitsmaschine zu verwendende Energie in zwei Teile zerlegt wird, von denen der eine Teil mehr oder minder unmittelbar, aber mit gleichbleibender Übersetzung der Arbeitsmaschine zugeführt wird, während der andere Teil mittels einer elektrischen Hilfsmaschine der Arbeitsmaschine zugeführt wird, wobei die Stromlieferung für diese durch die bei der Leistungsteilung abgezweigte Leistung des Hauptmotors erzeugt wird. Die Leistungsteilung erfolgt dabei .durch Zerlegung der Geschwindigkeiten, d. i. bei umlaufenden Leistungsspendern die Drehzahl. Die Zerlegung der Geschwindigkeit bzw. der Drehzahl wird in an sich bekannter Weise durch jedes Differentialgetriebe oder durch jedes Äquivalent desselben bewerkstelligt. Ein solches Äquivalent stellt jede Kraftmaschine, gleichgültig, ob sie motorisch oder eeneratorisch arbeitet, dar, sobald beide ihrer die Kraftäußerung hervorbringenden Teile beweglich, also drehbar angeordnet werden. Diese beiden die Kraftäußerung hervorbringenden Teile sind ebenso wie beim Krafterzeuger bei jedem Kraftübertragungsmittel festzustellen. Sie werden im weiteren als Aktions- und Reaktionsteil bezeichnet. Bei einer elektrischen Maschine sind sie Läufer und Ständer der Maschine, bei Kolbe.imaschinen Kurbelwelle und Kolbengehäuse, bei jedem Kraftübertragungsgetriebe Abtr iebswelle und Stützpunkt dieser oder einer Zwischenwelle. Bei Verwendung einer elektrischen Maschine als Energie- oder Geschwindigkeitszerleger, deren Anwendung an Stelle von Differentialgetrieben bekannt ist, vereinigen sich stets zwei mechanische mit einem elektrischen Energiespender oder -empfänger, wobei stets die mathematische Energiemenge, also nach Größe und Vorzeichen, von zweien dieser Energiespender oder -empfänger der Energiemenge des dritten mit umgekehrtem Vorzeichen entsprechen muß. Man kann deshalb die volle Leistung elektrisch zuführen und in zwei mechanische Komponenten gespalten weiterleiten oder die volle Leistung mechanisch zuführen und in zwei elektrische Komponenten gespalten weiterleiten.The essentials of the known power transmission device is that the given energy to be used to drive the working machine is divided into two parts, one of which is more or less immediate, but is fed to the working machine with a constant gear ratio while the other part is supplied to the working machine by means of an electrical auxiliary machine is, whereby the electricity supply for this branched off by the division of power Power of the main engine is generated. The division of services is carried out by Decomposition of the velocities, d. i. with rotating power donors the speed. The decomposition of the speed or the rotational speed is carried out in a manner known per se accomplished by any differential gear or its equivalent. Every prime mover, regardless of whether it is motorized, has such an equivalent or works energetically, as soon as both of them produce the expression of force Parts are movably, so rotatably arranged. These two express the force Producing parts are just like with the force generator in every power transmission means ascertain. In the following, they are referred to as the action and reaction part. In the case of an electrical machine, they are the rotor and stator of the machine, in the case of Kolbe.imaschinen Crankshaft and piston housing, output shaft for every power transmission gear and support point of this or an intermediate shaft. When using an electric Machine as an energy or velocity decomposer, its application in place of Differential gears are known, always combine two mechanical with one electrical energy donor or receiver, whereby always the mathematical amount of energy, So according to size and sign, of two of these energy donors or recipients must correspond to the amount of energy of the third with the opposite sign. One can therefore supply the full power electrically and in two mechanical components Pass on split or supply the full power mechanically and in two electrical ones Forward components split.

Bei jeder Spaltung in zwei mechanische Komponenten wird die abgezweigte mechanische Komponente über eine selbständige dynatno-elektrische Maschine der erwähnten Hilfsmaschine und durch diese der Arbeitsmaschine zugeführt.Each time it splits into two mechanical components, the branched off mechanical component via an independent dynatno-electrical machine of the ones mentioned Auxiliary machine and fed through this to the working machine.

Bei Abspaltung einer elektrischen Komponente kann diese unmittelbar der Hilfsmaschine der Arbeitsmaschine zugeführt werden. Diese verschiedenen Anordnungen sind an sich bekannt.If an electrical component is split off, this can be done immediately the auxiliary machine are fed to the working machine. These different arrangements are known per se.

Die Wirkung der elektrischen Zwischenglieder beim Regeln der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine besteht darin, daß die beiden elektrischen Maschinen, welche die dem abgespaltenen Geschwindigkeitsteil entsprechende Leistung an die Arbeitsmaschine überführen, durch Einstellung ihrer Erregungen den Wert des abgespaltenen Geschwindigkeitsteiles in einfacher Weise zu bestimmen erlauben, wodurch dann bei gegebener Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine festgelegt ist, da die abgespaltene Geschwindigkeit bzw. Drehzahl und die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine bzw. ihre Drehzahl unter Berücksichtigung etwaiger fester Übersetzungsverhältnisse im Getriebe zusammen die Geschwindigkeit oder Drehzahl der Hauptwelle ergeben müssen. Die beiden elektrischen Maschinen sind somit als ein Regelgetriebe mit veränderlicher Geschwindigkeit zu betrachten, welche den dem jeweiligen Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten der Hauptwelle und der Arbeitswelle immer mit Berücksichtigung fester Zwischenübersetzungen) entsprechenden Leistungsteil der Hauptwelle aufsaugen und der Arbeitsmaschine mit .der Drehzahl, mit welcher sie gerade umläuft, zuführen. Da die Anker der beiden elektrischen Maschinen, abgesehen von Sonderfällen der Ausführung, unmittelbar miteinander verbunden sind, müssen .die Spannungen an beiden Ankern (bei Vernachlässigung des geringen Spannungsverlustes an den Verbindungsleitungen) einander gleich sein. Bei einer gegebenen Drehzahl der mit der Arbeitsmaschine umlaufenden elektrischen Maschine ist die Relativgeschwindigkeit zwischen induziertem und induzierendem Teil der von der abgezweigten Energie betriebenen elektrischen Maschine jeweils gegeben. Gleiche Ankerspannungen an beiden Maschinen sind dann nur bei einem bestimmten Verhältnis .der Erregungen beider zu erzielen. Die Größe dieser Ankerspannungen und somit Erregungen bei den verschiedenen Drehzahlen der Arbeitsmaschine soll nun gemäß der Erfindung in neuartiger Weise so festgesetzt werden, daß die oben gestellten Aufgaben, beste Ausnutzung der Übertragungsmittel durch Erzielung der möglichen größten Drehmomente und des möglichen größten Regelbereiches, gelöst werden.The effect of the electrical links in regulating the speed the working machine is that the two electrical machines, which the power to the working machine corresponding to the split-off speed part transfer, by adjusting their excitement, the value of the split off speed part allow in a simple manner to determine what then at a given speed the main drive shaft the speed of the working machine is fixed because the split-off speed or rotational speed and the speed of the working machine or their speed taking into account any fixed gear ratios together in the gearbox must result in the speed or rotational speed of the main shaft. The two electrical machines are thus variable as a control gear Speed to consider which the the respective difference between the The speeds of the main shaft and the working shaft are always taken into account fixed intermediate ratios) soak up the corresponding power section of the main shaft and the working machine with the speed at which it is currently rotating. Since the armatures of the two electrical machines, apart from special cases of execution, are directly connected to each other, the voltages at both anchors (when neglecting the low voltage loss on the connecting lines) be equal to each other. At a given speed of rotation with the driven machine electric machine is the relative speed between induced and inducing Part of the electrical machine operated by the branched-off energy given. The same armature voltages on both machines are then only for one particular one To achieve the ratio of the excitements of both. The magnitude of these anchor stresses and thus excitations at the different speeds of the machine should now be set according to the invention in a novel way that the above Tasks, best utilization of the means of transmission by achieving the possible maximum torques and the largest possible control range.

In Abb. i ist eine Ausführungsform der hier in Frage kommenden Anordnungen zur Geschwindigkeitsteilung dargestellt, und zwar jene, bei welcher die gegebene Drehzahl eines Hauptmotors M durch ein mechanisches Differentialgetriebe z, 2, 3 in zwei mechanische Leistungskomponenten zerlegt wird, die durch die Drehzahl des Aktionsteiles A des Differentialgetriebes und somit der Arbeitsmaschine S (die hier die Seiltrommel einer Aufzugseinrichtung sein mag) und durch die Drehzahl des Reaktionsteiles R, entsprechend der Drehzahl der Hilfsmaschine B, bestimmt sind.In Fig. I is an embodiment of the arrangements in question here shown for speed division, namely those at which the given Speed of a main motor M through a mechanical differential gear z, 2, 3 is broken down into two mechanical power components determined by the speed of the action part A of the differential gear and thus of the working machine S (the here may be the cable drum of an elevator device) and by the speed of the Reaction part R, according to the speed of the auxiliary machine B, are determined.

Bei Stillstand des Reaktionsteiles R läuft der Aktionsteil A mit einer der Drehzahl des Hauptmotors /11 und den festen Übersetzungsverhältnissen im Differentialgetriebe entsprechenden Drehzahl. Bei jeder Bewegung des Reaktionsteiles R und Veränderung der Drehzahl desselben muß sich die Drehzahl des Aktionsteiles A und somit der Arbeitsmaschine S in solchem Sinne ändern, .daß die Summe der Drehzahlen A und R unter Berücksichtigung der unveränderlichen Zahnradübersetzungen die Drehzahl der Maschine M ergibt.When reaction part R comes to a standstill, action part A runs with a the speed of the main motor / 11 and the fixed gear ratios in the differential gear corresponding speed. With every movement of the reaction part R and change the speed of the same must be the speed of action part A and thus of the machine S change in such a way that the sum of the speeds A and R taking into account of the invariable gear ratios, the speed of the machine M results.

Diese Spaltung der Drehzahl M kommt zustande durch die bewegliche (drehbare) Abstützung der Abrollstützpunkte der Räder 2 auf den Zahnkranz 3. Bekanntlich könnte :die gleiche Wirkung bei beliebiger kinematischer \"ertauschung der Glieder hervorgebracht werden. Es handelt sich immer nur darum, daß mindestens einer der an der Kraftübertragung zwischen dem Motor M und der Arbeitsmaschine S teilnehmenden Stützpunkte beweglich angeordnet wird.This split of the speed M comes about through the movable (Rotatable) support of the rolling support points of the wheels 2 on the ring gear 3. As is well known could: the same effect with any kinematic exchange of the links are produced. It is always a question of at least one of the participating in the power transmission between the motor M and the work machine S. Support points is arranged movably.

Eine andere Form dieser Einfügung eines beweglichen Stützpunktes besteht darin, den Reaktionsteil selbst von einer der beteiligten Maschinen, z. B. 111 oder B, drehbar anzuordnen, d. i. der Ständer des Dreiphasenmotors oder das Feldgestell der Gleichstrommaschine. Bei drehbarer Anordnung .des Ständers AI kann der Aktionsteil des Motors, also sein Läufer, mit einer je nach den Bedürfnissen gewählten festen Übersetzung unmittelbar die Arbeitsmaschine S antreiben, während der Ständer den Antrieb oder die Bremsung der Hilfsmaschine B übernehmen würde. Bei drehbarer Anordnung des Feldgestelles B würde dieses mit dem Hauptmotor und :ihr Anker unter Zwischenschaltung einer unveränderlichen Übersetzung mit der Arbeitsmaschine verbunden sein. Bei allen drei erwähnten Anordnungen ist die Wirkung der in Frage kommenden Vorgänge und somit die Anwendbarkeit der Erfindungsgedanken die gleiche. Der Ausgangspunkt derselben ist die im nachfolgenden beschriebene besondere Art der Erregungssteuerung der Maschinen H und B. Another form of this insertion of a movable support point consists in moving the reaction part itself from one of the machines involved, e.g. B. 111 or B, to be rotatably arranged, ie the stator of the three-phase motor or the field frame of the DC machine. With a rotatable arrangement of the stand AI, the action part of the motor, i.e. its rotor, can directly drive the work machine S with a fixed translation selected depending on the needs, while the stand would take over the drive or the braking of the auxiliary machine B. In the case of a rotatable arrangement of the field frame B, it would be connected to the main motor and: its armature with the interposition of an unchangeable translation with the working machine. In all three arrangements mentioned, the effect of the processes in question and thus the applicability of the inventive concept is the same. The starting point is the special type of excitation control of machines H and B described below.

Da bei diesen Anordnungen die inneren Vorgänge in dem ganzen Getriebe nicht so einfach zu übersehen sind wie bei unmittelbarem elektrischen Antrieb und die Beobachtung eines Meßinstrumentes für die Beurteilung dieser Vorgänge nicht genügt, war es bisher praktisch unmöglich, eine gute Ausnutzung der einzelnen Getriebeteile und insbesondere der elektrischen Maschine zu erreichen. Bei den bekannten Anordnungen war außerdem der Regelbereich auf :die Drehzahlregelung zwischen 0 und dem der Hauptmotordrehzahl unter Berücksichtigung der festen Übersetzungsverhältnisse entsprechenden Höchstwert beschränkt und eine Umsteuerung nur nach vorheriger Stillsetzung und Drehrichtungsumkehrung der Hauptantriebswelle möglich.Since with these arrangements the internal processes in the whole transmission are not as easy to overlook as with direct electric drive and the observation of a measuring instrument for the assessment of these processes is not suffices, it was previously practically impossible to make good use of the individual transmission parts and in particular the electrical machine. In the known arrangements The control range was also open: the speed control between 0 and that of the main engine speed taking into account the fixed gear ratios corresponding maximum value limited and a reversal only after prior shutdown and reversal of the direction of rotation the main drive shaft possible.

Um die eingangs erwähnten Aufgaben zu erfüllen, wird bei der neuen Anordnung gemäß der Erfindung die Regelung der Felder der beiden Dy namomaschinen H und B zu- einander und zur Drehzahleinstellung in eine feste Beziehung gebracht, die auf Grund der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnisse so gewählt sind, daß bei jeder Drehzahl die mögliche größte Beanspruchung der elektrischen Maschinen und somit auch des Hauptmotors und der übrigen Getriebeteile gewährleistet wird. Außerdem wird durch eine entsprechende Schaltung der Felder erreicht, daß die Drehzahl der Arbeitsmaschine über die der Drehzahl des Hauptmotors (unter Berücksichtigung der festen Übersetzungsverhältnisse) gegebene Höchstdrehzahl bei Stillstand der Maschine B beliebig gesteigert werden kann und daß die Umsteuerung der Arbeitsmaschine und ihre Regelung im umgekehrten Drehsinn ohne Umsteuerung des Hauptmotors auf rain elektrischem Wege bis zu beliebigen Drehzahlwerten bewerkstelligt werden kann. Durch weitere Ergänzungen der Erfindung wird erreicht, daß die Leistungsfähigkeiten des ganzen Regelsystems für den Rechts- und Linkslauf einander angeglichen werden.In order to achieve the tasks mentioned above, in the new arrangement according to the invention, the control of the fields of the two dynamo machines H and B is brought into a fixed relationship to one another and to the speed setting, which is chosen based on the knowledge on which the invention is based are that at any speed, the greatest possible stress on the electrical machines and thus also on the main motor and the other gear parts is guaranteed. In addition, by switching the fields accordingly, the speed of the working machine can be increased as desired above the maximum speed given the speed of the main engine (taking into account the fixed gear ratios) when machine B is at a standstill, and that the reversal of the working machine and its control vice versa Direction of rotation without reversing the main motor can be achieved electrically by rain up to any speed values. With further additions to the invention it is achieved that the capabilities of the entire control system for clockwise and counterclockwise rotation are matched to one another.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer jeweils vorgeschriebenen Drehzahl der Arbeitsmaschine die größte Leistung derselben dann erzielt werden kann, wenn das denkbar größte Drehmoment dieser Arbeitsmaschine zugeführt wird. Das gesamte bei solchen Svstemen der Arbeitsmaschine zuführbare Drehmoment ist gegeben durch die Summe der Drehmomente der beiden elektrischen Maschinen, denn die unmittelbare Drehmomentsübertragung von der Hauptmotorwelle über den Aktionsteil A des Differentialgetriebes auf die Arbeitsmaschine S kann nur in dem Maße der Belastung, -d. i. Drehmomentsabgabe des Reaktionsteiles R des Differentialgetriebes durch dieMaschine B erfolgen, und die Überleitung des durch die Maschine B abgesaugten Leistungsteiles durch die Maschine H an die Arbeitsmaschine S kann nur nach Maßgabe der Drehmomentsabgabe dieser Maschine erfolgen. Das Drehmoment der elektrischen Maschine H und B ist bestimmt durch ihre Stromstärke und ihre Feldstärke. Erfindungsgemäß sollen deshalb beide Werte bei beiden Maschinen solange wie möglich auf möglichst hohen Werten gehalten werden. Dieses Gesetz gilt innerhalb des ganzen angestrebten Regelbereiches, also im sogenannten unter- und übersynchronen sowie im ganzen negativen Drehzahlbereich. In allen diesen Bereichen nimmt man die Ankerstromstärke möglichst hoch und mit einem nur durch die Erwärmungsgrenze der Ankerwicklungen bestimmten Höchstwert an. Um die Aufgabe zu lösen, wird es also notwendig, die Feldstärken der beiden Maschinen so zu steuern, daß die Ankerspannungen beider Maschinen bei jeder Drehzahl einander gleich sind, dabei aber in möglichst vielen Drehzahlpunkten mit einer möglichst größten Ankerspannung gearbeitet wird. Damit gelingt es, die höchste Ausnutzung der elektrischen Maschinen und somit des Getriebes auf dem ganzen Regelbereich sicherzustellen. Dieser Zustand ist dann vorhanden, wenn der Erregungsverlauf an beiden Maschinen gemäß Abb. 5 gesteuert wird. Das ist so, daß die Erregung cH der Maschine H vom Drehzahlwert nA des Aktionsteiles des Geschwindigkeitsteilers und somit der Arbeitsmaschine S+5o Prozent (stets in Prozenten von nM, d. i. der Drehzahl des Hauptmotors M reduziert auf diese im Verhältnis der etwaigen festen Übersetzungen zwischen M und A) bis Null und minus ao den für die Maschine H zulässigen Höchstwert erhält und die Erregung eB von -i- 50 Prozent nA bis plus oo nA ebenfalls den für diese Maschine zulässigen Höchstwert erhält. Entsprechend dem durch die Linie nR ausgedrückten Verlauf der Drehzahl des Reaktionsteiles R und somit der Maschine B über den Drehzahlanstieg mA des Aktionsteiles und somit der Drehzahl nH der Maschine H müssen dann, um bei beiden Maschinen (unter Vernachlässigung der Ohmschen Verluste) gleiche Ankerspannungen zu erzeugen, die Erregungen 2H und eB in dem noch nicht erwähnten Teil den in Abb. 5 dargestellten Verlauf nehmen. Der sich bei diesem Erregungsverlauf und Drehzahlen ergebende Verlauf der Ankerspannung der beiden Maschinen ist durch die Linie EB - EH dargestellt. Diese Spannungslinie hat,in den Punkten -+- 50 Prozent n.A, + 150 Prozent mA und - 5o Prozent nA den gleichen Wert und bei allen im gleichen Abstand. von -+- 150 Prozent und - 50 Prozent nA liegenden Drehzahlen gleiche Werte d. h. in den praktisch hauptsächlichst in Betracht kommenden Drehzahlbereichsgrenzen - -5o Prozent bis -+- i 5o Prozent ist die Maschine mit ihrer vollen Spannung 3mal belastet. Nachdem die Spannung zweimal durch Null muß, nämlich beim Stillstand der Maschine H und beim Stillstand der Maschine B, d. i. bei Null und -+- ioo Prozent nA, läßt sich mathematisch nachweisen, daß der geradlinige Verlauf vom negativen zum positiven und wieder negativen Spannungshöchstwert die beste Ausnutzung der Maschine ergibt. Dies geht aus Folgendem hervor. Es kann nur ein mit .der Drehzahländerung von Null nA aus mehr als proportionales Ansteigen der Spannung EB eine Erhöhung der Leistung gegenüber der in Abb. 5 dargestellten Bemessung ergeben. Dazu müßte die Erregung eH bei Null nA erhöht werden, und dementsprechend müßte die Erregung eB rascher gesteigert werden. Um den gewählten Höchstwert der Spannung EB und EH einzuhalten, müßte die Erregung eH bei -- 5o Prozent, + 50 Prozent und + 150 Prozent nA auf den gleichen Wert heruntergeregelt werden wie bei der Anordnung nach Abb. 5, d. h. bei der höchsten Leistungsabgabe der Maschinen H und B würde man nur mit geschwächter Erregung arbeiten, d. h. z. B. bei einer Verdoppelung der Spannung eH bei Null nA würde man die Maschine während der Abgabe ihrer größten Leistung nur halb ausnutzen, ohne auch nur entfernt diesen Mehraufwand durch die etwas bessere Ausnutzung während des Drehzahlanstieges einbringen zu können. Die Verlaufslinien zeigen gleichzeitig, wie gemäß der Erfindung die Erweiterung der bisher mit derartigen Regelgetrieben mit Geschwindigkeitsteilung erzielten Regelbereiche mit ausschließlicher Regelung durch die Erregungssteuerung in Bereiche über + ioo Prozent nA und über Null auf minus nA Werte ausgedehnt wird. Dies geschieht gemäß der Erfindung durch Umsteuerung der Erregung eH beim Wert ioo Prozent nA unter Aufrechterhaltung der vollen Erregung eB und durch Umsteuerung der Erregung eB bei null Prozent nA unter Aufrechterhaltung der vollen Erregung eH. Die durch die Linien eH und eB dargestellten Erregungssteuerungen werden durch die Steuereinrichtung nach Abb. i durch den Steuerhebel C hervorgebracht, wie aus dem Schaltbild dieses Reglers in Abb. i zu ersehen ist, und zwar wie folgt: In der Stellung i des Steuerhebels ist das Feld der Maschine B ausgeschaltet, während das der Maschine H voll erregt ist. Während des Überganges des Steuerhebels aus der Stellung i nach 2 wird das Feld der Maschine B allmählich verstärkt, das der Maschine H bleibt unverändert -. Bei der Weiterbewegung von der Stellung 2 nach 3 bleibt das Feld der Maschine B voll erregt, und das Feld der Maschine H wird allmählich nahezu auf den Wert N ull gebracht. Bei einer Weiterbewegung nach Stellung 4. wird däs Feld der Maschine H umgeschaltet und allmählich wieder verstärkt. Bei der Bewegung des Steuerhebels von i nach 5 wird das Feld der Maschine B umgekehrt und allmählich verstärkt, während dasjenige der Maschine H unveränclert aufrechterhalten wird. In den Stellungen i und 3 werden außerdem die Ankerkle@minen der Hilfsmaschine H durch den Schalter L am Steuerhebel kurzgeschlossen. Aus diesen Stellungen des Steuerhebels ergeben sich bei der gewählten Anordnung folgende Vorgänge Der Motor M wird auf volle Umlaufzahl gebracht und seine Steuerung während der Bewegung des Steuerhebels G nicht mehr beeinflußt. Die Seiltrommel S ist bei der Stellung des Steuerhebels auf i durch den Kurzschluß der vollerregten Maschine H festgebremst, allenfalls kann außerdem oder ausschließlich eine mechanische Bremse hierzu benutzt werden. Die Maschine B läuft infolge des Stillstandes der Seiltrommel S mit einer der vollen Drehzahl des Motors 1I7 entsprechenden Drehzahl. Die Erregung der Maschine B ist ausgeschaltet, so daß das Zahnrad 3 ungebremst ablaufen kann. Bei der Be"vegung des Steuerhebels von i nach z wird das Feld der Maschine B eingeschaltet und der Kurzschluß der :Maschine H aufgehoben. [email protected] mit voller Drehzahl laufende Maschine B liefert Strom an die Maschine H, welche die Seiltrommel im Sinne des Hebens der Last N in Bewegung setzen möge. Die durch die Belastung der Maschine B entstehende Abbremsung des Rades 3 erzeugt gleichzeitig mittels der Umlaufräder 2 einen Re.aktionsdruek auf das Ritzel i, welches sich in einer Belastung des Motors M und einer treibenden Wirkung auf die Kurbel der Räder 2 äußert, so daß nun auch der Motor !b7 an dem Antrieb der Seiltrommel teilnimmt. Durch .das allmähliche Verstärken des Feldes der Maschine B wird trotz der eintretenden Steigerung- der Geschwindigkeit der Trommel S die treibende Wirkung des Motors auf die Seiltrommel und die Maschine B aufrechterhalten. In Stellung 2 ist die Seiltrommel S auf :die halbe der vollen Drehzahl des Motors 161 unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des Umlaufgetriebes entsprechenden Drehzahl gebracht. Bei der Weiterbewegung wird .das Feld der Maschine H geschwächt, die Umlaufzahl der Trommel steigt weiter, bis sie bei Stellung 3 des Steuerhebels den der vollen Motordrehzahl entsprechenden Wert erreicht. Durch die Umschaltung des Feldes der Maschine H bei der Weiterbewegung des Steuerliebels nach 4. wird das Feld der Maschine B umgeschaltet und allmählich verstärkt, so daß die Maschine H jetzt die voll erregte Maschine B, die in der Stellung 3 kurzgeschlossen war und stillstand, mit Strom versorgt, und zwar in solchem Sinne, daß sie das Rad 3 im entgegengesetzten Sinne wie früher antreibt und dadurch die Geschwindigkeit der Seiltrommel noch weiter erhöht, indem die Geschwindigkeit der Maschine B mit derjenigen des Motors I17 durch das Umlaufgetriebe summiert auf die Seiltrommel S übertragen wird. Bei der Auslage des Steuerhebels von i nach 5 wird das Feld der Maschine B im umgekehrten Sinne erregt. Sie treibt durch die Vermittlung der Maschine H die Seiltrommel S im umgekehrten Sinne wie früher an, so daß sich die Last senkt. Die Belastung, welche die Maschine B durch das Umlaufgetriebe auf den Motor 11'7 ausübt, bleibt jedoch die gleiche wie bei der anderen Drehrichtung der Seiltrommel, so daß die durch den Motcr M auf die Seiltrommel durch diie Umlaufräder ausgeübte Wirkung nunmehr eine bremsende ist. Da jedoch .die Maschine B mit voller Geschwindigkeit läuft und die Maschine H zunächst stillsteht und wenig Leistung braucht bzw. bei jeder weiteren Steigerung der Drehzahl von H auch die Drehzahl von B gesteigert wird, so ist die Maschine B bei allen negativen Drehzahlen der Seiltrommel imstande, Leistung an die Maschine H überzuführen. Da bei diesem Drehsinn das Drehmoment des Motors M in bezug auf die Seiltrommel immer dem Drehmoment der Hilfsmaschine H entgegenwirkt, so ist es zweckmäßig, diese Art der Umsteuerung nur dort anzuwenden, wo das geforderte- Drehmoment in diesem Drehsinn geringer ist als beim umgekehrten Drehsinn, was in dein angeführten Beispiel eines eintrümdgen Aufzuges, bei welchem nur das Korbgewicht durch das Gegengewicht G ausgeglichen ist, zutrifft. Bei Arbeitsmaschinen, die in beiden Drehsinnen das gleiche Drehmoment verlangen, wird bei der dargestellten Anordnung der Umsteuerung im positiven Drehsinn die Leistungsfähigkeit der Hilfsmaschinen nicht voll ausgenutzt: Durch die Einschaltung einer mechanischen Umsteuerung oder sonstiger besonderer Umsteuerungseinrichtungen für den Antrieb des Rades i läßt sich natürlich für beide Drehrichtungen eine gleichmäßige Ausnutzung aller Maschinen erzielen.The invention is based on the knowledge that at a respectively prescribed speed of the work machine, the greatest power of the same can be achieved when the greatest conceivable torque is supplied to this work machine. The total torque that can be supplied to the work machine in such systems is given by the sum of the torques of the two electrical machines, because the direct torque transmission from the main motor shaft via the action part A of the differential gear to the work machine S can only be achieved to the extent of the load, -di the torque output of the Reaction part R of the differential gear take place through the machine B, and the transfer of the power part extracted by the machine B through the machine H to the working machine S can only take place in accordance with the torque output of this machine. The torque of the electrical machine H and B is determined by its current strength and its field strength. According to the invention, both values should therefore be kept at the highest possible values for as long as possible in both machines. This law applies within the entire desired control range, i.e. in the so-called under- and over-synchronous as well as in the entire negative speed range. In all these areas, the armature current strength is assumed to be as high as possible and with a maximum value determined only by the heating limit of the armature windings. In order to solve the problem, it is necessary to control the field strengths of the two machines so that the armature voltages of both machines are equal to each other at every speed, while working with the greatest possible armature voltage in as many speed points as possible. This makes it possible to ensure maximum utilization of the electrical machines and thus of the gearbox over the entire control range. This condition exists when the excitation curve is controlled on both machines as shown in Fig. 5. This is so that the excitation cH of the machine H from the speed value nA of the action part of the speed divider and thus of the working machine S + 50 percent (always in percentages of nM, i.e. the speed of the main motor M reduced to this in the ratio of the possible fixed gear ratios between M. and A) to zero and minus ao receives the maximum value permissible for the machine H and the excitation eB from -i- 50 percent nA to plus oo nA also receives the maximum value permissible for this machine. Corresponding to the curve of the speed of the reaction part R and thus of the machine B over the speed increase mA of the action part and thus the speed nH of the machine H, expressed by the line nR, then, in order to generate the same armature voltages in both machines (ignoring the ohmic losses) , the excitations 2H and eB in the part not yet mentioned take the course shown in Fig. 5. The curve of the armature voltage of the two machines resulting from this excitation curve and speeds is shown by the line EB - EH . This voltage line has the same value in the points - + - 50 percent nA, + 1 50 percent mA and - 50 percent nA and at the same distance for all. The same values between - + - 150 percent and - 50 percent nA speeds, ie in the most practical speed range limits - -5o percent to - + - i 50 percent, the machine is loaded 3 times with its full voltage. After the voltage has to go through zero twice, namely when machine H is at a standstill and machine B is at a standstill, i.e. at zero and - + - 100 percent nA, it can be mathematically proven that the straight course from negative to positive and again negative voltage maximum value results in the best utilization of the machine. This is evident from the following. Only a more than proportional increase in the voltage EB with the speed change from zero nA can result in an increase in the power compared to the dimensioning shown in Fig. 5. For this, the excitation eH would have to be increased at zero nA, and accordingly the excitation eB would have to be increased more rapidly. In order to adhere to the selected maximum value of the voltage EB and EH , the excitation eH would have to be reduced to the same value at - 50 percent, + 50 percent and + 150 percent nA as in the arrangement according to Fig. 5, ie at the highest power output of the Machines H and B would only work with weakened excitation, i.e., for example, if the voltage eH was doubled at zero nA, the machine would only be used halfway during the delivery of its greatest power, without even remotely this additional effort due to the somewhat better utilization during of the speed increase. The course lines simultaneously show how, according to the invention, the expansion of the control ranges previously achieved with such variable speed gearboxes with exclusive control by the excitation control is extended into ranges over + 100 percent nA and over zero to minus nA values. This is done according to the invention by reversing the excitation eH at the value 100 percent nA while maintaining the full excitation eB and by reversing the excitation eB at zero percent nA while maintaining the full excitation eH. The excitation controls represented by the lines eH and eB are brought about by the control device according to Fig. I through the control lever C, as can be seen from the circuit diagram of this controller in Fig Field of machine B switched off, while that of machine H is fully energized. During the transition of the control lever from position i to 2, the field of machine B is gradually strengthened, that of machine H remains unchanged -. When moving on from position 2 to 3, the field of machine B remains fully excited and the field of machine H is gradually brought almost to the value zero. When moving further to position 4, the field of machine H is switched over and gradually strengthened again. When the control lever is moved from i to 5, the field of machine B is reversed and gradually increased, while that of machine H is maintained unchanged. In positions i and 3, the anchor terminals of auxiliary machine H are also short-circuited by switch L on the control lever. The following processes result from these positions of the control lever in the selected arrangement. The motor M is brought to full revolutions and its control during the movement of the control lever G is no longer influenced. When the control lever is in position i, the cable drum S is braked due to the short circuit of the fully excited machine H; at most, a mechanical brake can also or exclusively be used for this purpose. As a result of the standstill of the cable drum S, the machine B runs at a speed corresponding to the full speed of the motor 1I7. The excitation of the machine B is switched off, so that the gear 3 can run unbraked. When the control lever is moved from i to z, the field of machine B is switched on and the short circuit of: machine H is canceled Lifting of the load N. The braking of the wheel 3 resulting from the load on the machine B simultaneously generates a reaction pressure on the pinion i by means of the planetary gears 2, which results in a load on the motor M and a driving effect on the The crank of the wheels 2 expresses itself so that the motor! B7 now also participates in the drive of the cable drum and maintain the machine B. In position 2, the cable drum S is at: half the full speed of the motor 161, taking into account the gear ratio brought the epicyclic gear corresponding speed. As the movement continues, the field of the machine H is weakened, the number of revolutions of the drum continues to increase until it reaches the value corresponding to the full engine speed at position 3 of the control lever. By switching the field of machine H when the control dear to 4 moves, the field of machine B is switched and gradually strengthened, so that machine H is now the fully excited machine B, which was short-circuited in position 3 and was at a standstill Power is supplied in such a way that it drives the wheel 3 in the opposite direction as before and thereby increases the speed of the cable drum even further, as the speed of the machine B and that of the motor I17 are transferred to the cable drum S by the epicyclic gearbox will. When the control lever is moved from i to 5, the field of machine B is excited in the opposite direction. Through the intermediary of the machine H, it drives the cable drum S in the opposite direction as before, so that the load is lowered. The load which the machine B exerts on the motor 11'7 through the epicyclic gear, however, remains the same as with the other direction of rotation of the cable drum, so that the effect exerted by the motor M on the cable drum through the planetary wheels is now a braking effect. However, since the machine B runs at full speed and the machine H initially stands still and needs little power or the speed of B is increased with every further increase in the speed of H, the machine B is capable of all negative speeds of the cable drum To transfer power to machine H. Since the torque of the motor M in relation to the cable drum always counteracts the torque of the auxiliary machine H in this direction of rotation, it is advisable to use this type of reversal only where the required torque in this direction of rotation is less than in the opposite direction of rotation, which is true in your example of a monotonous elevator in which only the cage weight is balanced by the counterweight G. In the case of machines that require the same torque in both directions of rotation, the performance of the auxiliary machines is not fully exploited with the arrangement of reversing in the positive direction of rotation: by engaging a mechanical reversing or other special reversing devices for driving the wheel i, of course, for both directions of rotation achieve an even utilization of all machines.

In der beschriebenen Anordnung ist der Teil des Umlaufgetriebes, welcher im positiven Drehsinn das Aktionsmoment des Umlaufgetriebes überträgt, als Aktionsteil A bezeichnet, während der Teil, welcher die Reaktionsleistung ürerträgt, mit R bezeichnet ist. Bei Verwendung eines Motors mit drehbarem Aktions- und Reaktionsteil, z. B. drehbarem Läufer und Ständer eines Drehstrommotors, treten diese beiden Teile an die Stelle der Teile A und R im dargestellten Beispiel.In the arrangement described is the part of the epicyclic gear which transmits the action torque of the epicyclic gear in the positive direction of rotation, as an action part A denotes, while the part which bears the reaction power is denoted by R. is. When using a motor with a rotating action and reaction part, z. B. rotatable rotor and stator of a three-phase motor, these two parts occur in place of parts A and R in the example shown.

Wie oben angeführt, muß bei der Umsteuerung der Arbeitsmaschine S in der beschriebenen Weise (ohne Umsteuerung des Hauptmotors) die Hilfsmaschine H gegen das vom Motor ausgeübte Drehmoment arbeiten. Sie kann deshalb nicht, wie beim Lauf nach er anderen Richtung, zur Überwindung des von der Last erzeugten W Widerstandsmomentes herangezogen werden, dazu kommt, daß auch die Massenwiderstände bei dieser Drehrichtung die Leistungsfähigkeit der Hilfsmaschine ungünstig beeinflussen. Beim Anlauf der Hilfsmaschine H im Sinne des vom Aktionsteil A ausgeübten Drehmomentes sind durch das Drehmoment, welches der Aktionsteil A und die Hilfsmaschine H ausüben, die Massen des Aktionsteiles und der mit .ihm verbundenen Maschine zu beschleunigen; gleichzeitig aber werden die Massen des Reaktionsteiles R verzögert. Die bei der Verzögerung desselben frei werdende Leistung wird durch die Hilfsmaschinen B und H zur Überwindung des Beschleunigungswiderstandes des Aktionsteiles A ausgenutzt. Beim Anlauf des Aktionsteiles entgegen dem vom Aktionsteil A ausgeübten Drehmoment muß jedoch nicht nur der Aktionsteil, sondern auch der bereits mit voller Geschwindigkeit umlaufende Reaktionsteil beschleunigt werden. Die Hilfsmaschinen haben somit nicht nur die Nutzarbeit und das gegenläufige Drehmoment des AktionsteilesA, sondern auch noch die Massenwiderstände des Reaktions- und Aktionsteiles zu überwinden. Dies ist in Abb. 2 für den Geschwindigkeits-. bereich + - zoo Prozent veranschaulicht. Es gelten in dieser Abbildung sowie in den Abb. 3 und .f folgende Bezeichnungen: pA Beschleunigung des Aktionsteiles, LN Leistung zum Heben der Nutzlast, LA Leistung für die Beschleunigung aller mit dem Aktionsteil umlaufenden Massen, ZR Leistung für die Verzögerung aller mit dem Reaktionsteil umlaufenden Massen, LR - LA angenommen, _ LM gesamte Leistung, welche der Hauptmotor !1T und somit die Kraftquelle zu liefern hat, LH Leistung, welche die Hilfsmaschine II an die Arbeitsmaschine abzugeben hat.As stated above, when the working machine S is reversed in the manner described (without reversing the main engine), the auxiliary machine H must work against the torque exerted by the engine. It can therefore not be used to overcome the W drag torque generated by the load, as it is when running in the other direction, and the mass resistances in this direction of rotation also have an unfavorable effect on the performance of the auxiliary machine. When the auxiliary machine H starts up in the sense of the torque exerted by the action part A, the masses of the action part and the machine connected to it are to be accelerated by the torque exerted by the action part A and the auxiliary machine H; at the same time, however, the masses of the reaction part R are delayed. The power released during its deceleration is used by auxiliary machines B and H to overcome the acceleration resistance of action part A. When the action part starts up against the torque exerted by action part A, however, not only the action part but also the reaction part, which is already rotating at full speed, must be accelerated. The auxiliary machines thus not only have to overcome the useful work and the opposing torque of the action part A, but also the mass resistances of the reaction and action part. This is in Fig. 2 for the speed. area + - zoo percent illustrated. The following designations apply in this figure as well as in Fig. 3 and .f: pA acceleration of the action part, LN power for lifting the payload, LA power for the acceleration of all masses circulating with the action part, ZR power for the deceleration of all with the reaction part rotating masses, LR - LA assumed, _ LM total power that the main engine! 1T and thus the power source has to deliver, LH power that the auxiliary machine II has to deliver to the working machine.

ZB ist gleich LH, Leistung der Hilfstnaschine B, it-A Drehzahl des Aktionsteiles A, reduziert auf die Drehzahl des Motors 37, aaR Drehzahl des Reaktionsteiles, reduziert auf die Drehzahl des Motors M, ftM Drehzahl des Hauptmotors. , IH ist - IB Ankerstrom in den Hüfsmas,#hinen H und B, unter Voraussetzung gleichbleiibender und voller Erregung der jeweils mit weniger als der halben Hauptmotorgeschwindigkeit laufenden Hilfsmaschinen H bzw. B, I, Ankerstromstärke der Hilfsmaschinen H und B unter Voraussetzung voller Ausnutzung ihrer Leistungsfähigkeit bei gleicher Erregung wie für IH und IB.For example, LH, power of the auxiliary machine B, it-A is the speed of the action part A, reduced to the speed of the motor 37, aaR the speed of the reaction part, reduced to the speed of the motor M, ftM the speed of the main motor. , IH is - IB armature current in the Hüfsmas, # behind H and B, provided that the auxiliary machines H or B, I are constantly and fully excited, respectively, running at less than half the main motor speed, armature current strength of the auxiliary machines H and B, provided that they are fully utilized Efficiency with the same excitement as for IH and IB.

LS - ZN + LG. LS - ZN + LG.

LG = Leistung zum Heben des Gegengewichtsüberschusses. LG = power to lift the excess counterweight.

Die Werte LH ergeben sich aus der Zerlegung der Werte LM dm Verhältnis der Umlaufzahlen n., nR. Bei einer Gestaltung der Erregung gemäß der Erfindung ergibt sich dann eine Strombelastung der Hilfsmaschinen I-I und B gemäß der Linie IH - I$. Aus dieser Linie ist zu ersehen, daß die Hilfsmaschinen bei dieser Betriebsweise und bei gleich großer Nutzarbeit in beiden Drehrichtungen beim Betrieb .in negativer Drehrichtung und entsprechend roo Prozent der Hauptmotorgeschwindigkeit zweimal so stark belastet sind als beim Betrieb -in positiver Drehrichtung mit gleicher Geschwindigkeit.The values LH result from the decomposition of the values LM dm the ratio of the numbers of revolutions n., NR. If the excitation is designed according to the invention, there is then a current load of the auxiliary machines II and B according to the line IH - I $. From this line it can be seen that the auxiliary machines with this mode of operation and with the same amount of useful work in both directions of rotation when operating in the negative direction of rotation and correspondingly percent of the main engine speed are loaded twice as much as when operating in the positive direction of rotation at the same speed.

Dem geschilderten Nachteil wird gemäß der Erfindung :dadurch begegnet, daß die Nutzarbeit zwangläufig mit der Drehrichtung durch Anbringung von über- oder Unterausgleich der zu überwindenden Last oder zusätzliche Pufferungen so verändert wird, daß bei beiden Drehrichtungen möglichst gleichartige Belastungen der Hilfsmaschinen und somit eine möglichst vollkommene Ausnutzung derselben erzielt wird. In Abb. 3 ist der Verlauf der Belastungslinien gemäß dieser Betriebsweise dargestellt unter sonst gleichen Voraussetzungen wie in Abb. 2. Die an sich gleichgebliebene Leistung zum Heben der Nutzlast ZN wird durch gleichzeitige Aufwendung einer Leistung LG für das Überwinden eines (negativen) Gegengewichtsüberschusses bei positivem Drehsinn erhöht und bei negativer Drehrichtung vermindert auf den Wert L$. Die sich daraus ergebenden Belastungslinien LM und LH bedingen eine Belastung der Hilfsmaschinen im Hauptstromkreis nach einer Linie JH ^ JB, die in beiden Drehrichtungen gleiche Höchstwerte aufweist.According to the invention, the described disadvantage is counteracted by the fact that the useful work is inevitably changed with the direction of rotation by applying over- or under-balancing of the load to be overcome or additional buffering so that loads of the auxiliary machines that are as similar as possible in both directions of rotation and thus as perfect as possible Utilization of the same is achieved. In Fig. 3 the course of the load lines according to this mode of operation is shown under otherwise the same conditions as in Fig. 2. The performance for lifting the payload ZN, which remains the same, is achieved by simultaneously using a performance LG for overcoming a (negative) counterweight excess in the case of a positive one Direction of rotation increased and with a negative direction of rotation reduced to the value L $. The resulting load lines LM and LH cause a load on the auxiliary machines in the main circuit according to a line JH ^ JB, which has the same maximum values in both directions of rotation.

Diese zusätzliche Belastung LG kann z. B. bei zweitrümigen Fördermaschinen dadurch hervorgebracht werden, daß man die eine Förderschale wesentlich schwerer baut oder mit einem Hilfsgewicht G belastet. Bei eintrümig betriebenen Aufzugsmaschinen kann der schon vorhandene Unterschied der Nutzleistung bei Rechts- oder Linkslauf durch entsprechende Wahl der Gegengewichte so abgestimmt werden, claß 1-ei beiden Betriebsrichtungen und unter Berücksichtigung der zu wählenden Beschleunigungsverhältnisse eine gleich günstige Ausnutzung der Hilfsmaschinen erzielt wird. Dieses Ziel läßt sich auch auf andere `'eise mit an sich bekannten Hilfseinrichtungen erreichen.This additional burden LG can, for. B. can be brought about in two-legged hoisting machines that one of the hoist bowls is built much heavier or loaded with an auxiliary weight G. In the case of elevator machines operated with one lump, the already existing difference in the useful power in clockwise or counter-clockwise rotation can be coordinated by selecting the appropriate counterweights so that the auxiliary machines can be used equally well in both operating directions and taking into account the acceleration ratios to be selected. This goal can also be achieved in other ways with auxiliary devices known per se.

Bei Arbeitsmaschinen, die an sich beim Rechts- und Linkslauf verschieden belastet sind, z. B. bei eintrümigen Aufzugsmaschinen, Hobelmaschinen u. dgl., kann eine Vergleichmäßigung der Belastung der Hilfsmaschinen beim Rechts- und Linkslauf auch dadurch erzielt «-erden, daß man die Schwungmassen des Reaktionsteiles in solcher Weise gegen die Schwungmassen, welche mit dein Aktionsteil umlaufen, abstimmt, daß die elektrischen Maschinen und Getriebeteile unter Berücksichtigung der Beschleunigungs- und Verzögerungsbeanspruchungen in beiden Drehrichtungen möglichst gleich gut ausgenutzt werden. Die Wirksamkeit dieser Maßnahme ist ebenfalls aus Abb. 3 ersichtlich. Durch das Vergrößern oder Verringern der Schwungmassen, welche mit dem Reaktionsteil umlaufen, erhöht sich oder verringert sich der Wert LR und dadurch die Leistungsspitzen ZN, LM und LH bei der höchsten negativen Drehzahl. Würde also z. B. in Abb. 3 durch einen noch stärkeren Einfluß der Leistung LG der Wert LM bei nA - - i oo Prozent noch mehr vermindert werden, dann wäre es ohne weiteres möglich, durch Erhöhen der Leistung ZR den gleichen Höchstwert LM und LH und somit auch von JH zu erreichen wie bisher und somit eine gleich hohe Belastung der Hilfsmaschinen in beiden Drehrichtungen herzustellen. Eine Beeinflussung des höchsten Belastungswertes der Hilfsmaschinen bei positiver Drehrichtung erfolgt nicht bei den angenommenen Geschwindigkeitswerten, da ZR bei nA - -[- 100 Prozent stets den Wert Null besitzt.For machines that are loaded differently when running clockwise and counterclockwise, z. B. with single-wing elevator machines, planing machines, etc., an equalization of the load on the auxiliary machines in clockwise and counter-clockwise rotation can also be achieved by putting the centrifugal masses of the reaction part in such a way against the centrifugal masses that circulate with your action part, agrees that the electrical machines and transmission parts are used equally well in both directions of rotation, taking into account the acceleration and deceleration loads. The effectiveness of this measure can also be seen in Fig. 3. By increasing or decreasing the centrifugal masses that circulate with the reaction part, the value LR increases or decreases and thereby the power peaks ZN, LM and LH at the highest negative speed. So would z. If, for example, in Fig. 3 the value LM can be reduced even more at nA - - i oo percent by an even stronger influence of the power LG, then it would be easily possible, by increasing the power ZR, to achieve the same maximum value LM and LH and thus also from JH to achieve as before and thus to produce an equally high load on the auxiliary machines in both directions of rotation. The maximum load value of the auxiliary machines with a positive direction of rotation is not influenced by the assumed speed values, since ZR always has the value zero at nA - - [- 100 percent.

Erfindungsgemäß kann die Vergleichmäßigung der Leistung der Hilfsmaschinen ferner noch dadurch bewerkstelligt werden, daß die Beschleunigungslinien für beide Drehrichtungen verschiedenartig gestaltet werden, bzw. claß die Einhaltung dieser verschiedenartigen Gestaltung durch an sich bekannte Hilfsmittel entsprechend der Drehrichtung gesichert wird. Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis des Einflusses der Massenwirkungen auf die Gesamtbelastung der Hilfsmaschinen aus. In Abb. .4 sind die Belastungsverhältnisse dargestellt unter gleichen Voraussetzungen wie in Abb. z. Es ist jedoch dadurch bei den beiden Endgeschwindngkeitsw-erten ein gleich hoher Strombelastungswert IH erzielt worden, daß die Beschleunigung pA beim Lauf des Aktionsteiles entgegen dem Drehmoment des Aktionsteiles entsprechend kleiner gewählt wurde als beire Lauf des Aktionsteiles im Sinne seines Drehmomentes. Während die Linie Lm in Abb. :2 einen ungebrochenen Verlauf zeigt, erhält sie bei dem Betriebverfahren nach Abb. 3 eine Knickung bei der Drehzahl Null. Bei dem Betriebsverfahren nach Abb. 4 erfährt diese Linie einen schroffen Bruch bei der Drehzahl Null, da die Verkleinerung der Leistungen für die Beschleunigung von Reaktions- und Aktionsteil durch den verminderten Beschleunigungswert die Gesamtleistung LM wesentlich vermindert. Natürlich könnte auch zunächst mit größerer Beschleunigung gearbeitet werden und erst mit zunehmender Geschwindigkeit die Beschleunigung auf den in der Zeichnung angenommenen Wert vermindert werden, um eine Überschreitu-ig der Belastungsfähigkeit der Hilfsmaschinen zu verhüten.According to the invention, the equalization of the performance of the auxiliary machines can also be achieved in that the acceleration lines for both Direction of rotation can be designed in different ways, or compliance with these different design by means known per se according to the Direction of rotation is secured. The invention is based on the knowledge of the influence the mass effects on the total load on the auxiliary machines. In Fig. 4 are the load conditions shown under the same conditions as in Fig. z. However, it is the same for the two final speed values Current load value IH has been achieved that the acceleration pA when running the action part contrary to the torque of the action part was selected correspondingly smaller than during the course of the action part in terms of its torque. While the line Lm in Fig.: 2 shows an unbroken course, it is obtained in the operating procedure according to Fig. 3 a kink at zero speed. In the operating procedure according to In Fig. 4, this line experiences a sharp break at zero speed because of the reduction in size the benefits for the acceleration of the reaction and action part by the reduced Acceleration value significantly reduces the overall performance LM. Of course you could can also initially be worked with greater acceleration and only with increasing Speed reduces the acceleration to the value assumed in the drawing in order to prevent the load capacity of the auxiliary machines from being exceeded.

Es ist aus Obigem zu ersehen, daß der Einfloß, den die Massen des Reaktionsteiles auf die gesamten Steuervorgänge besitzen, durch eine geeignete Ausgestaltung des Betriebsverfahrens ausgeglichen und nützlich verwertet werden kann. Der Einfluß dieser Massenwirkungen ist natürlich während der Verzögerung der Arbeitsmaschine ein umgekehrter und muß daselbst entsprechend berücksichtigt werden. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß man die Steuerung in Abhängigkeit von den Belastungswerten sowohl des Hauptmotors sowie der Hilfsmaschinen beherrschen läßt. Ein ausschließliches. Beherrschen der Steuerung in Abhängigkeit von der Belastung des Hauptmotors würde nicht zum Ziel führen, da es auch bei sehr geringen Belastungen des Hauptmotors möglich ist, wesentliche Teile des Getriebes - insbesondere die Hilfsmaschinen - durch die scharfe Veränderung der Erregungen fier Hilfsmaschinen in gefahrbringender Weise zu überlasten. Umgekehrt genügt eine Beherrschung der Steuerung in Abhängigkeit von der Belastung der Hilfsmaschinen allein auch nicht, da auch bei Begrenzung der Belastung der Hilfsmaschinen Überlastungen anderer Getriebeteile möglich bleiben.It can be seen from the above that the influx which the masses of the Have reaction part to the entire control processes, through a suitable design of the operating process can be balanced and used usefully. The influence this mass action is of course during the deceleration of the work machine the other way round and must be taken into account accordingly. According to the invention this is done by having the control depending on the load values can master both the main engine and the auxiliary machines. An exclusive one. Mastery of the control depending on the load on the main engine would be does not lead to the goal, as it does so even with very low loads on the main engine it is possible to remove essential parts of the transmission - in particular the auxiliary machines - due to the sharp change in the excitation of auxiliary machines into dangerous ones Way to overload. Conversely, it is sufficient to master the control in dependence from the load on the auxiliary machines alone, even if the Load on the auxiliary machines Overloads of other gear parts remain possible.

Eine weitere Möglichkeit der zweckmäßigen Beeinflussungen der Arbeitsvorgänge besteht darin, daß den Hilfsmaschinen durch andere Maschinen, die parallel oder hintereinander zu ihnen geschaltet sind, aus besonderen Massen- oder Batteriespeichern oder zusätzlichen Arbeitsmaschinen Energie zugeführt bzw. entnommen wird, wobei die Regelung dieser ausgleichenden Wirkung der zusätzlichen Einrichtungen in Abhängigkeit von den Belastungen der Hauptmaschine oder der Hilfsmaschinen oder .den durch dieselben verursachten Geschwindigkeitsabweichungen erfolgen kann. In Abb. i ist eine solche Anordnung strichpunktiert eingezeichnet. Die Hilfsmaschine h ist parallel an die Klemme der Hilfsmaschine B .angeschlossen und wird von einem Schwungrad SR Z angetrieben. Durch Veränderung ihrer Erregung kann die Geschwindigkeitsbeeinflussung des Schwungrades bzw. der Leistungsaufnahme des Hauptmotors bzw. der Hilfsmaschinen H und B mit an sich bekannten Mitteln erzielt werden. Wird die Arbeitsmaschine bei dieser Anordnung ohne Umsteuerung des Hauptmotors @im Rechts- und Linkslauf betrieben, dann kann zweckmäßig in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Arbeitsmaschine die Wirkung dieser zusätzlichen Pufferung verändert werden. Schließlich kann auch bei Verwendung von mechanischen Geschwindigkeitsteilern die dauernd durchlaufende Welle mit einem Schwungrad SR, versehen werden, welches in Abhängigkeit von den Veränderungen der Belastung dieser Welle entsprechend den damit verbundenen Geschwindigkeitsänderungen des Hauptmotors M zur Wirkung kommt. Selbstredend können auch besondere an sich bekannte Mittel dazu benutzt werden, diese Pufferwirkung zu vollkommener Wirkung zu bringen, z. B. gelingt dies durch Beeinflussung des Drehmomentes des Hauptmotors, z. B. durch Einschaltung von Widerstand in den Läuferstrom von Induktionsmotoren.Another possibility of the appropriate influencing of the work processes is that the auxiliary machines by other machines, which are connected in parallel or one behind the other, from special mass or battery storage or additional work machines, energy is supplied or removed, the regulation of this compensating effect of additional facilities depending on the loads on the main machine or the auxiliary machines or the speed deviations caused by the same. Such an arrangement is shown in phantom in Fig. I. The auxiliary machine h is connected in parallel to the terminal of the auxiliary machine B and is driven by a flywheel SR Z. By changing their excitation, the speed of the flywheel or the power consumption of the main engine or the auxiliary machines H and B can be influenced by means known per se. If the working machine is operated with this arrangement without reversing the main motor @ in clockwise and counterclockwise rotation, then the effect of this additional buffering can expediently be changed depending on the direction of rotation of the working machine. Finally, even with the use of mechanical speed dividers, the continuously passing shaft can be provided with a flywheel SR, which comes into effect depending on the changes in the load on this shaft in accordance with the associated speed changes of the main motor M. Of course, special means known per se can also be used to bring this buffer effect to its full effect, e.g. B. does this by influencing the torque of the main engine, z. B. by switching on resistance in the rotor current of induction motors.

Durch die Einschaltung von einem Widerstand in den Läuferstromkreis der Hilfsmaschinen kann schließlich ebenfalls eine gewisse Beeinflussung ihrer Belastung erzielt werden bzw. eine Beeinflussung des Zusammenhanges der Drehzahlen der einzelnen Getriebeteile, wodurch die mit denselben verbundenen Schwungmassen in anderer Weise zur Auswirkung kommen als bei unmittelbar aufeinandergeschalteten Ankern der Hilfsmaschinen und bloße Beeinflussung ihrer Erregerstromkreise. Umgekehrt können die Einflüsse der Belastungen auf den Zusammenlrang der einzelnen Drehzahlen durch die zusätzliche Erregung einer oder beider Hilfsmaschinen in Abhängigkeit der Belastung des Hauptmotors oder der Hilfsmaschinen bzw. der dadurch entstehenden Abweichungen der Drehzahlwerte von Soll-,verten korrigiert werden.By switching on a resistor in the rotor circuit Finally, the auxiliary machines can also have some influence on their load can be achieved or an influence on the relationship between the speeds of the individual Gear parts, whereby the centrifugal masses connected to the same in a different way have an effect than with anchors of the auxiliary machines connected directly to one another and mere influencing of their excitation circuits. Conversely, the influences can the loads on the merging of the individual speeds by the additional Excitation of one or both auxiliary machines depending on the load on the main engine or the auxiliary machines or the resulting deviations in the speed values of target and vertices are corrected.

Claims (16)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verbesserung der Ausnutzung von Kraftmaschinen, die durch Geschwindigkeitsteilung geregelt ,verden, bei welchen dlie Umsetzung des dem abgezweigten Geschwindigkeitsteil entsprechenden Leistungsteiles des Hauptmotors auf die Arbeitsmaschine durch Gleichstromhilfsmaschinen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß .die jeweils mit wen'.ger als der halben Hauptmotorgeschwindigkeit (dem Sinn und dem Wert nach, unter Berücksichtigung etwaiger unveränderlicher Übersetzungsverhältnisse) umlaufende Hilfsmaschine voll erregt wird, während die Erregung der anderen Hilfsmaschine entsprechend .der gewünschten Lastgeschwindigkeit eingestellt wird. PATENT CLAIMS: i. Process to improve the utilization of Prime movers regulated by speed division, verden in which dlie implementation of the power part corresponding to the branched speed part of the main motor on the driven machine is carried out by DC auxiliary machines, characterized in that .the each with less than half the main engine speed (in terms of meaning and value, taking into account any invariable gear ratios) rotating auxiliary machine is fully excited, while the excitation of the other auxiliary machine is set according to the desired load speed. 2. Verfahren zum Regeln von Kraftmaschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erweiterung des Regelbereiches nach der Verminderung der Drehzahl des Reaktionsteiles auf den Wert Null die Erregung der vom Aktio:isteil angetriebenen Hilfsmaschine umgekehrt und allmählich wieder verstärkt wird. 2. Procedure for controlling prime movers according to claim i, characterized in that for expansion of the control range after reducing the speed of the reaction part to the Value zero the excitation of the auxiliary machine driven by the Aktio: isteil vice versa and is gradually strengthened again. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Reaktionsteil angetriebene Hslfsmaschine während des Laufes des Aktionsteils mit einer die Hauptmotorgeschwindigkeit übersteigenden Drehzahl annähernd voll erregt wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that that the auxiliary machine driven by the reaction part during the running of the action part almost fully energized with a speed exceeding the main engine speed will. 4.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Umsteuerung des Aktionsteiles unter Vermeidung einer Umsteuerung des Hauptmotors die Erregung der vom Reaktionsteil angetriebenen Hilfsmaschine umgesteuert und allmählich verstärkt wird. 4 .. The method according to claim i to 3, characterized in that for the purpose of reversing of the action part while avoiding a reversal of the main engine the excitation the auxiliary machine driven by the reaction part is reversed and gradually strengthened will. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Aktionsteil angetriebene Hilfsmaschine während des Laufes des Reaktionsteiles im Drehsinne des Reaktionsteiles annähernd voll erregt wird. 5. The method according to claim 4, characterized in that the action part driven auxiliary machine during the course of the reaction part in the direction of rotation of the Reaction part is almost fully excited. 6. Verfahren nach Anspruch q. und 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch besondere Hilfseinrichtungen, z. B, bei Aufzugsmaschinen durch Über- oder Unterausgleich der toten Lasten oder durch besondere an sich bekannte Ausgleicheinrichtungen, die Arbeitsleistung für Rechts-und Linkslauf verschieden gestaltet wird, um unter Berücksichtigung der von den einzelnen Maschinenteilen und Hilfsmaschinen zu leistenden Beschleunigungs-und Verzögerungsarbeit eine möglichst günstige Belastung der elektrischen Maschinen und deren Getriebeteile zu erzielen. 6. The method according to claim q. and 5, characterized in that by special auxiliary devices such. B, for elevator machines by over- or under-balancing the dead loads or by special known ones Compensation devices, the work performance for right and left rotation different is designed to take into account that of the individual machine parts and auxiliary machines to be performed acceleration and deceleration work as possible to achieve favorable loading of the electrical machines and their gear parts. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Maschinen, .die beim Rechts- und Linkslauf verschieden belastet sind, z. B. eintrümige Aufzugsmaschinen oder einseitig arbeitende Maschinen, das Schwungmoment der mit dem Aktionsteil umlaufenden Massen gegen jenes der mit dem Reaktionsteil umlaufenden Massen in solcher Weise abgestimmt wird, daß die elektrischen Maschinen u--d die Getriebeteile unter Berück sichtigung der Beschleunigungs- und Verzögerungsbeanspruchungen in beiden Drehrichtungen möglichst gleich gut ausgenutzt werden. B. 7. The method according to claim i to 6, characterized in that in machines, .die are loaded differently in clockwise and counterclockwise rotation, z. B. single-wing elevator machines or machines working on one side, the momentum of the rotating with the action part Masses against that of the masses circulating with the reaction part in such a way it is coordinated that the electrical machines and the transmission parts are taken into account sighting the acceleration and deceleration loads in both directions of rotation, if possible can be used equally well. B. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsveränderung der anzutreibenden oder zu bremsenden Maschine in solcher Weise geformt und allenfalls durch an sich bekannte Mittel eine solche Formung erzwungen wird, daß die Ausnutzung der elektrischen Maschinen und der Getriebeteile unter Berücksichtigung der Belastungsfähigkeit und des Belastungseinflusses der mit den beiden Teilen des Hauptmotors oder seines Geschwindigkeitsteilers umlaufenden Massen eine möglichst günstige wird. Method according to claims i to 7, characterized in that that the change in speed of the machine to be driven or braked shaped in such a way and possibly by means known per se such Forming is forced that the exploitation of the electrical machines and the transmission parts taking into account the load capacity and the load influence of the revolving with the two parts of the main engine or its speed divider Masses as cheap as possible. 9. Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Regelorgane in Abhängigkeit von der Belastung der Haupt- und der Hilfsmaschine gesperrt wird. io. 9. The method according to claim i to 8, characterized characterized in that the movement of the control organs as a function of the load the main and the auxiliary machine is locked. ok Verfahren nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Hilfsmaschinen durch eine aus einem Massen-oder Batteriespeicher oder durch zusätzliche Arbeitsmaschinen angetriebene oder abgebremste Maschine zusätzliche Energie zugeführt oder entnommen wird. i i. Method according to claim i to 9, characterized in that the auxiliary machines by one of a mass or Battery storage or driven or braked by additional machines Machine additional energy is supplied or withdrawn. i i. Verfahren nach Anspruch i bis i o, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rechts-und Linkslauf der Arbeitsmaschine verschiedene Wirkungen der Pufferung hervorgebracht werden, um die Verschiedenheit der Massenwirkungen und der Arbeitsbelastung der Maschine unter Berücksichtigung bester und gleichmäßiger Ausnutzung aller Teile auszugleichen: Procedure according to Claims i to i o, characterized in that during clockwise and counterclockwise rotation of the working machine Different effects of buffering are produced to account for the diversity the mass effects and the workload of the machine taking into account to compensate for the best and even utilization of all parts: 12. Verfahren nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines besonderen Geschwindigkeitsteilers der mit der Summengeschwindigkeit umlaufende Teil der Maschine ein Massenschwungrad besitzt, das durch die infolge der Belastungsänderungen entstehenden Geschwindigkeitsschwankungen oder mit bekannten Mitteln in Abhängigkeit von der Belastung der Kraftquelle zur Wirkung gebracht wird. 12. Procedure according to Claims i to i i, characterized in that when using a special Speed divider the part of the machine rotating with the total speed has a mass flywheel, which is caused by the changes in load Speed fluctuations or by known means depending on the Load of the power source is brought into effect. 13. Verfahren nach Anspruch I bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerung regelmäßig oder wahlweise durch ein Wendegetriebe erfolgt. 1q.. 13. The method according to claim I to 12, characterized in that the reversal is regular or optional takes place by a reversing gear. 1q .. Verfahren nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch zusätzliche Erregung einer oder beider Hilfsmaschinen in Abhängigkeit von der Gesamtleistung der Maschine oder der Belastung der Hilfsmaschinen oder der Belastung des Hauptmotors bzw. den durch dieselbe entstehenden Abweichungen der Geschwindigkeitswerte von Sollwerten eine Veränderung der Maschinengeschwindigkeit unabhängig von der Veränderung der Steuerhebellage hervorgebracht wird, um diese Geschwindigkeitsabweichungen auszugleichen oder zu steigern, wobei diese Änderungen in verschiedener Stärke je nach der Stellung des Steuerhebels erfolgen können. Method according to claims i to 13, characterized characterized in that by additional excitation of one or both auxiliary machines depending on the overall performance of the machine or the load on the auxiliary machines or the load on the main engine or the deviations resulting from it the speed values of setpoints a change in the machine speed regardless of the change in the control lever position is brought about to this Compensate for or increase speed deviations, with these changes can be made in different strengths depending on the position of the control lever. 15. Verfahren nach Anspruch i bis 1q., dadurch gekennzeichnet, daß zurErhöhung der Nachgiebigkeit des Steuersystems der Widerstand des Läufers oder des Ständerstromkreises des Hauptmotors oder der Widerstand des Ankerstromkreises der Hilfsmaschinen erhöht wird, allenfalls verschieden stark in Abhängigkeit von der Steuerhebelstellung oder von der Geschwindigkeit. 15th Method according to Claims i to 1q., Characterized in that in order to increase the flexibility of the control system, the resistance of the rotor or stator circuit of the main motor or the resistance of the armature circuit of the auxiliary machines is increased, if necessary to different degrees depending on the position of the control lever or the speed. 16. Verfahren nach Anspruch i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinengeschwindigkeit außer durch die Beeinflussung der Hilfsmaschinen noch durch die Regelung des Hauptmotors bzw. der durchlaufenden Antriebswelle des Geschwindigkeitsteilers geregelt wird.16. The method according to claim i to 15, characterized in that the machine speed apart from influencing the auxiliary machines, regulating the main engine or the continuous drive shaft of the speed divider is regulated.