DE671329C - Device for controlling the relative synchronization of DC motors of a multi-motor drive with master speed - Google Patents

Description

Einrichtung zur Regelung des relativen Gleichlaus von Gleichstrommotoren eines Mehrmotorenantriebes mit Leitgeschwindigkeit Die Erfindung betrifft die Regelung von Mehrmotorenantrieben, insbesondere für Papiermaschinen, kontinuierliche Walzenstraßen und ähnliche Antriebe, bei denen mehrere Motoren miteinander oder mit einem Leitmotor in relativem Gleichlauf arbeiten. Verwendet man, wie dies meist der Fall ist, Gleichstrom zur Speisung der Motoren, so hat man zwar die Möglichkeit, alle Motoren gemeinsam oder jeden Motor für sich in weiten Grenzen zu regeln, jeder Regelvorgang benötigt jedoch eine bestimmte Zeit. Diese Verzögerungszeit wird um so größer, je größer die Motorleistung ist, und man hat-daher bei schweren Antrieben, wie sie beispielsweise in Walzenstraßen vorkommen, zu Hilfseinrichtungen greifen müssen, um den Regel-, vorgang zu beschleunigen. Dadurch werden aber die Schwierigkeiten, die -ohnehin bei Mehrmotorenantrieben vorhanden sind, noch um ein erhebliches Maß vergrößert. Außerdem haben alle bisher verwendeten Umformer den Nachteil, daß sie dauernder Wartung bedürfen, und daß ihr Wirkungsgrad ein verhältnismäßig geringer ist.Device for regulating the relative synchronism of DC motors of a multi-motor drive with master speed The invention relates to the control of multi-motor drives, especially for paper machines, continuous rolling mills and similar drives in which several motors are connected to each other or with a master motor work in relative synchronism. If, as is usually the case, direct current is used to feed the motors, it is possible to use all motors together or to regulate each motor individually within wide limits, each control process is required but a certain time. This delay time becomes greater the greater the engine power is, and you have - therefore with heavy drives, such as for example occur in rolling mills, have to resort to auxiliary equipment in order to to speed up the process. But this causes the difficulties, which - anyway in the case of multi-motor drives are still increased by a considerable amount. In addition, all previously used converters have the disadvantage that they are more permanent Require maintenance, and that their efficiency is a relatively low.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten ist vorgeschlagen worden, regelbare Gleichspannungen bei einem Mehrmotorenantrieb nicht durch regelbare Gleichstrommaschinen, sondern durch gittergesteuerte Quecksilberdampfgleichrichter zu erzeugen. Bei einem bekannten Mehrmotorenantrieb werden zu dem Zweck die Teilmotoren des Antriebes mit Hilfserregerwicklungen ausgerüstet, deren Erregerströme durch gittergesteuerte Queck-"silberdampfgleichrichter entsprechend den Drehzahlabweichungen der Teilmotoren von ihrem Sollwert einstellbar sind. Die Gleichrichter sind dabei wechselstromseitig an einen Hilfsgenerator angeschlossen, welcher mit einem der Teilmotoren gekuppelt ist. Dieser Generator liefert also die für die Hilfserregerwicklungen der anderen Teilmotoren notwendige Steuerenergie. Bekannt ist ferner die Speisung sowohl der Anker als auch der Erregung von Gleichstromrotoren über Gleichrichter aus einem Wechselstromnetz.To overcome these difficulties it has been proposed to use adjustable DC voltages with a multi-motor drive not through controllable DC machines, but to be generated by grid-controlled mercury vapor rectifiers. At a known multi-motor drive are the part motors of the drive with the purpose Equipped with auxiliary excitation windings, their excitation currents through grid-controlled mercury "silver vapor rectifiers adjustable according to the speed deviations of the sub-motors from their setpoint are. The rectifiers are connected to an auxiliary generator on the AC side, which is coupled to one of the sub-motors. So this generator delivers the control energy required for the auxiliary excitation windings of the other sub-motors. It is also known to feed both the armature and the excitation of direct current rotors via rectifier from an alternating current network.

Gegenstand der Erfindung ist ein Gleichstrommehrmotorenantrieb in Gleichlaufsregelung mit Leitgeschwindigkeit, bei dem ebenfalls gittergesteuerte Ouecksilberdampfgleichrichter zur Erzeugung regelbarer Gleichspannungen verwendet werden. Erfindungsgemäß sind jedoch die" Gleichrichter wechselstromseitig an ein beliebiges, von dem Mehrinotorenantrieb nicht beeinflußtes Wechselstromnetz angeschlossen, und nur die Gitterkreise der Gleichrichter sind in Abhängigkeit von Drehzahlabweichungen der Teilmotoren von ihrem Sollwert beeinflußbar. Die Erfindung unterscheidet sich demnach von der bekannten Regeleinrichtung dadurch, daß die Gleichrichter an eine Wechselstromquelle angeschlossen sind, die von den Teilmotoren vollständig unabhängig ist, d. h. von ihrer Drehzahl nicht beeinflußt wird. Lediglich die Gitterspannungen der Entladungsgefäße werden mittelbar oder unmittelbar von den Teilmotoren geliefert.The invention relates to a DC multi-motor drive in Synchronization control with master speed, which is also grid-controlled Mercury vapor rectifier used to generate controllable DC voltages will. According to the invention, however, the "rectifiers are on the AC side any, from the multi-motor drive AC network not affected connected, and only the grid circles of the rectifiers are dependent on Speed deviations of the sub-motors from their setpoint can be influenced. The invention thus differs from the known control device in that the rectifier are connected to an alternating current source, which is completely controlled by the sub-motors is independent, d. H. is not influenced by their speed. Only the grid voltages of the discharge vessels are supplied directly or indirectly by the sub-motors.

Erst durch die Erfindung gelingt es, die Gleichstrommotoren eines Mehrmotorenantriebes nicht nur im Feldkreis, sondern auch im Ankerkreis über gittergesteuerte Gleichrichter zu regeln. Bei der obenerwähnten bekannten Regelanordnung wäre diese Art der Schaltung völlig ausgeschlossen; denn die Leistung des ,die Gleichr ichterenergie liefernden Teilmotors müßte in diesem Falle ganz erheblich, d. h. um ein Mehrfaches seiner eigentlichen Antriebsleistung, vergrößert werden. Diese Vergrößerung der Leistung eines der Teilmotoren würde z. B. dann praktisch ausgeschlossen sein, wenn es sich um Mehrmotorenantriebe handelt. bei denen die Zahl der im Gleichlauf arbeitenden IVIotoren verhältnismäßig groß ist, während die Leistung jedes einzelnen Motors verhältiiisinäßig klein ist. Für einen solchen Mehrmotorenantrieb wäre die bekannte Regelanordnung auch dann schon nicht brauchbar, wenn nicht nur ein Teil des Erregerstromes über die Steuergleichrichter geführt wird, sondern der ganze Erregerstrom. Die bekannte Schaltung hat somit nur einen sehr begrenzten Anwendungsbereich und kann vor allen Dingen dann nicht angewendet werden, wenn bei einem bereits bestehenden Mehrmotorenantrieb Regelung mit Quecksilberdarnpfgleichrichtern eingeführt werden soll.Only through the invention is it possible to make the DC motors a Multi-motor drive not only in the field circuit, but also in the armature circuit via grid-controlled To regulate rectifier. In the case of the known control arrangement mentioned above, this would be the case Type of circuit completely excluded; because the power of the rectifier energy delivering sub-motor would have to be quite considerable in this case, i. H. many times over its actual drive power. This enlargement of the Performance of one of the sub-motors would z. B. then be practically impossible if it is a question of multi-motor drives. where the number of working in synchronism IVIotoren is relatively large, while the performance of each individual engine is relatively small. For such a multi-motor drive would be the familiar one The control arrangement cannot be used even if not only part of the excitation current via the control rectifier, but the entire excitation current. The well-known Circuit has only a very limited area of application and can above all Things are then not used if with an already existing multi-motor drive Regulation with mercury vapor rectifiers is to be introduced.

Alle diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Ouecksilberdampfgleichrichter, welche zur Erzeugung regelbarer Gleichspannungen dienen, wechselstromseitig an ein von dem Mehrmotorenantrieb nicht beeinflußtes Wechselstromnetz angeschlossen werden, und daß nur die Gitterkreise der Gleichrichter von Drehzahlabweichungen der Teilmotoren von ihrem Sollwert abhängig sind.All these disadvantages are avoided according to the invention in that that the mercury vapor rectifier, which is used to generate controllable DC voltages serve, on the AC side to one that is not influenced by the multi-motor drive AC mains are connected, and that only the grid circles of the rectifier of speed deviations of the sub-motors are dependent on their setpoint.

Für die Beurteilung der Bedeutung der Mehrmotorenschaltung der Erfindung, bei der die Gleichrichter an ein unabhängiges Wechselstromnetz angeschlossen sind, ist noch folgendes zu berücksichtigen: Zu den bisher bekannten und allgemein üblichen Mehrmotorenantrieben gehörten stets zwei Be-Standteile, welche voneinander vollkommen getrennt sind. Erstens die Stromquelle, welche den Motoren die Energie liefert, und zweitens eine besondere Regeleinrichtung, welche lediglich dazu dient, den Gleichlauf zwischen den einzelnen Motoren aufrechtzuerhalten. Das wesentlich Neue der Antriebsanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß diese Trennung zwischen den beiden Teilen des Mehrmotorenantriebes aufgehoben ist, und daß beide Teile in einem einzigen Apparat, noch dazu in einem ruhenden Apparat, vereinigt werden können. Das gittergesteuerte Entladungsgefäß ist befähigt, neben der Energielieferung auch eine beliebig feinstufige Regelung vorzunehmen, wobei diese Regelung die für einen Mehrmotorenantrieb sehr vorteilhafte Eigenschaft hat, daß sie praktisch verzögerungsfrei arbeitet. Während bei den bisher bekannten Anordnungen in dem Entladungsgefäß nur ein Steuerungsmittel gesehen wurde, welches als vorteilhafter Ersatz Für mechanisch arbeitende Steuerungsanordnungen verwendet werden kann, wird bei der Erfindung zum ersten Male die wichtige Erkenntnis ausgenutzt, daß bei Anwendung von gittergesteuerten Entladungsgefäßen für Mehrmotorenantriebe die beschriebene Vereinigung von zwei sonst voneinander getrennten Antriebsvorrichtungen möglich ist. Durch die Erfindung wird daher auf dein Gebiet der Mehrmotorenantriebe ein erheblicher Vorteil erzielt.For assessing the importance of the multi-motor circuit of the invention, in which the rectifiers are connected to an independent alternating current network, the following must also be taken into account: To the previously known and commonly used Multi-engine drives always belonged to two components, which are completely different from each other are separated. First, the power source that supplies the motors with energy, and secondly, a special control device which is only used to ensure synchronization maintain between each engine. The essentially new feature of the drive arrangement according to the invention consists in that this separation between the two parts of the multi-motor drive is canceled, and that both parts in a single device, can also be combined in a stationary apparatus. The grid controlled Discharge vessel is capable of delivering energy as well as any finely graded one Make regulation, this regulation very much for a multi-motor drive has the advantageous property that it works practically without delay. While only one control means in the previously known arrangements in the discharge vessel which was seen as an advantageous replacement for mechanically operating control arrangements can be used, the invention is the first time the important finding exploited that when using grid-controlled discharge vessels for multi-motor drives the described union of two otherwise separate drive devices is possible. The invention is therefore in your field of multi-motor drives achieved a significant advantage.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schaltung eines Mehrmotorenantriebes dargestellt. In dein Schaltungsschema sind der Einfachheit halber mehrere verschiedene Schaltungen vereinigt. In jedem Falle gilt aber für die zur Erzeugung regelbarer Gleichspannungen verwendeten gittergesteuerten Gleichrichter das Merkmal, daß die Gleichrichter wechselstromseitig an ein beliebiges, von dem Mehrmotorenantrieb unabhängiges Wechselstromnetz angeschlossen sind.In the drawing, the circuit is an embodiment of the invention a multi-motor drive shown. In your circuit diagram are simplicity for the sake of several different circuits combined. In any case, however, applies to the grid-controlled rectifiers used to generate controllable DC voltages the feature that the rectifier AC side to any of the Multi-motor drive independent AC network are connected.

Die beispielsweise zum Antrieb einer kontinuierlichen Walzenstraße .dienenden Gleichstrommotoren i, 9, und 3 werden mit Hilfe con Differentialvorrichtungen 4., 5 und 6 in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Leitwelle 7 in ihrer Drehzahl geregelt. Als Differentialvorrichtungen kann man die bekannten mechanischen Differentialgetriebe verwenden. Die Abhängigkeit zwischen der Drehzahl der Leitwelle ; und den Motoren i, -9 und 3 kann aber auch durch andere rein elektrisch wirkende Differentialanordnungen hergestellt werden.For example, to drive a continuous roller train . Serving DC motors i, 9, and 3 are with the help of con differential devices 4., 5 and 6 in a manner known per se as a function of the speed of a guide shaft 7 regulated in their speed. The known differential devices can be used as differential devices use mechanical differential gear. The dependence between the speed the guide shaft; and the motors i, -9 and 3 can also be purely electric by others acting differential assemblies are produced.

Die beiden Teilmotoren i und :2 sind an Sammelschienen 8 angeschlossen, die von einem gittergesteuerten Gleichrichter 9 gespeist werden. Im Gitterkreis dieses Gleichrichters liegt ein Transformator und eine Gleichstromdynamo io. Durch Änderung der Erregung dieser Gleichstromdynamo kann die Spannung des Gleichrichters 9 und damit die Spannung an den Sammelschienen 8 geregelt werden; denn eine Änderung der Spannung der Gleichstrommaschine io ändert den Zündzeitpunkt der Anoden des Quecksilberdampfgleichrichters 9. Mit der Spannung der Sammelschienen 8 ändert sich die Spannung der beiden Teilmotoren i und a und damit deren Drehzahl.The two sub-motors i and: 2 are connected to busbars 8, fed by a grid-controlled rectifier 9 will. A transformer and a DC dynamo are located in the grid circle of this rectifier ok By changing the excitation of this DC dynamo, the voltage of the rectifier can be increased 9 and thus the voltage on the busbars 8 can be regulated; because a change the voltage of the DC machine io changes the ignition timing of the anodes of the Mercury vapor rectifier 9. With the voltage of the busbars 8 changes the voltage of the two sub-motors i and a and thus their speed.

Die Erregerwicklung ii des Motors i ist an ein Hilfsgleichstroinnetz 1z angeschlossen. Die Erregung dieses Motors wird unter Vermittlung der Differentialvorrichtung 4. durch einen Regler 13 geändert, sobald ein Drehzahlunterschied zwischen dem Motor i und der Leitwelle 7 eintritt. Im Gegensatz dazu ist bei dem Motor 2 die Erregerwicklung 1.4 an einen besonderen gittergesteuerten Gleichrichter 15 angeschlossen. Die Gitterspannung dieses Gleichrichters steht unter dem Einfluß eines Reglers 16, der in Abhängigkeit von der Stellung der Differentialvorrichtung 5 geregelt wird. Durch den Regler 16 wird also, ähnlich wie bei dem Gleichrichter 9, der Zündzeitpunkt der Anoden des Gleichrichters 15 geändert.The excitation winding ii of the motor i is connected to an auxiliary direct current network 1z connected. The excitation of this motor is through the intermediary of the differential device 4. Changed by a controller 13 as soon as there is a speed difference between the engine i and the guide shaft 7 occurs. In contrast, the motor 2 has the field winding 1.4 connected to a special grid-controlled rectifier 15. The grid tension this rectifier is under the influence of a controller 16, which is dependent is controlled by the position of the differential device 5. Through the controller 16 so, similar to the rectifier 9, the ignition timing of the anodes of the Rectifier 15 changed.

Wenn ein Mehrmotorenantrieb mit der Schaltung aufgebaut wird, wie sie in der Zeichnung für den Teilmotor a dargestellt ist, so gilt für diesen Melirmotorenantrieb das Merkmal, daß alle Motoren ankerstromseitig an einen gemeinsamen Gleichrichter, d. h. beim Ausführungsbeispiel den Gleichrichter 9, angeschlossen sind, während der Erregerstrom der Motoren je durch einen besonderen Gleichrichter, beim Ausführungsbeispiel den Gleichrichter 15, geliefert wird.If a multi-motor drive is built with the circuit, how it is shown in the drawing for the sub-motor a, then applies to this Melirmotorenantrieb the feature that all motors are connected to a common rectifier on the armature current side, d. H. in the embodiment, the rectifier 9 are connected while the excitation current of the motors each through a special rectifier, in the exemplary embodiment the rectifier 15 is supplied.

Der in der Schaltung der Zeichnung noch angegebene Teilmotor 3 ist im Gegensatz zu den beiden Motoren i und z nicht an die Sammelschiene 8, sondern an einen besonderen Gleichrichter 17 angeschlossen. Dieser Gleichrichter ist wechselstromseitig ebenso wie die Gleichrichter 9 und 15 an ein von dem Mehrmotorenantrieb unabhängiges Wechselstromnetz angeschlossen. Im übrigen ist der Gleichrichter 17 im Gegensatz zu der Schaltung des Teilmotors z in den Ankerstromkreis des Teilmotors 3 geschaltet. Der Zündzeitpunkt der Anoden des Gleichrichters 17 wird durch einen Regler i8 verändert, der unter dem Einfluß der Differentialvorrichtung 6 steht. Die Erregerwicklung i9 des Motors 3 ist dabei an eine konstante Gleichspannung 12 ,angeschlossen. Für einen Mehrinotorenantrieb, der entsprechend der Schaltung des Teilmotors 3 aufgebaut ist, gilt somit das Merkmal, daß der Ankerstromkreis jedes Teilmotors an einen besonderen Gleichrichter angeschlossen ist.The sub-motor 3 still indicated in the circuit of the drawing is In contrast to the two motors i and z, not to the busbar 8, but rather connected to a special rectifier 17. This rectifier is on the AC side just like the rectifiers 9 and 15 to an independent one of the multi-motor drive AC mains connected. Incidentally, the rectifier 17 is in contrast connected to the circuit of the sub-motor z in the armature circuit of the sub-motor 3. The ignition timing of the anodes of the rectifier 17 is changed by a controller i8, which is under the influence of the differential device 6. The excitation winding i9 of the motor 3 is connected to a constant DC voltage 12. For one Multi-motor drive, which is constructed according to the circuit of sub-motor 3, Thus the feature applies that the armature circuit of each sub-motor is connected to a special one Rectifier is connected.

Claims (1)

PATENTANSI'RÜCIIR: i. Einrichtung zur Regelung des relativen Gleichlaufs von Gleichstrommotoren eines Mehrmotorenantriebes mit Leitgeschwindigkeit, die über gittergesteuerte Gleichrichter mit Strom versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter wechselstromseitig an ein beliebiges, von den Mehrmotorenantrieben nicht beeinflußtes Wechselstromnetz angeschlossen sind und zugleich bei einer Abweichung eines der Motoren von der Leitgeschwindigkeit die Gitterspannung des Gleichrichters derart geändert wird, daß das gewünschte Geschwindigkeitsverhältnis wieder hergestellt wird. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerstromkreis jedes Teilmotors an einen besonderen Gleichrichter angeschlossen ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß alle Motoren ankerstromseitig an einen gemeinsamen Gleichrichter angeschlossen sind, während der Erregerstrom der Motoren je durch einen besonderen Gleichrichter geliefert wird.PATENT ANSI'RÜCIIR: i. Device for controlling the relative synchronism of direct current motors of a multi-motor drive with master speed that exceeds grid-controlled rectifiers are supplied with power, characterized in that that the rectifier AC side to any of the multi-motor drives unaffected alternating current network are connected and at the same time in the event of a deviation one of the motors on the master speed the grid voltage of the rectifier is changed so that the desired speed ratio is restored will. a. Device according to Claim i, characterized in that the armature circuit each sub-motor is connected to a special rectifier. 3. Establishment according to claim i, characterized in that all motors are connected to one armature current side common rectifiers are connected while the excitation current of the motors each supplied by a special rectifier.