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Einrichtung zum selbsttätigen Einleiten und Aufheben des Läuferkurzschlusses
beim Umschalten auf Gegenstrombremsung bei Antrieben mit Wechselstrom-Asynchronmotoren
Für den Antrieb von Förderhaspeln wird im allgemeinen der Drehstrom-Asynchronmotor
mit Schleifringläufer verwendet, bei dem die Umschaltung der Drehrichtung durch
Vertauschen zweier Phasen im Ständer erfolgt, während das Anlassen und die Drehzahlregelung
durch Schalten von Widerständen im Läuferkreis vorgenommen wird. Nun ist bekanntlich
die Drehzahl dieser Maschinengattung stark von der Last abhängig, d. h. der Asynchronmotor
fährt nur dann annähernd eindeutig, wenn er mit kurzgeschlossenem Läufer betrieben
wird.
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Andererseits ist gerade bei derartigen Förderhaspeln das Lastmoment
starken Schwankungen unterworfen, ja es geht sogar häufig vom Positiven ins Negative
über. In diesem Falle müssen Sic4erheitseinrichtungen zur Anwendung kommen, die
verhindern, daB die Maschine unter dem Einflug der sinkenden Last durchgeht. Eine
Sicherheitseinrichtung hierfür besteht in der selbsttätigen LäuferkurzschluBvorrichtung,
die von der bekannten Tatsache Gebrauch macht, daB bei einem Asynchronmotor der
kurzgeschlossene Läufer die annähernd synchrone Drehzahl und damit die zulässige
Seilgeschwindigkeit gegen den EinfluB aller beschleunigenden Momente unbedingt aufrechterhält
und
zugleich die durch die sinkende Last erzeugte Energie über Läufer und Ständer des
Förder- bzw. Haspelmotors in das Netz zurückgibt.
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Bei dieser Läuferkurzschlußvorrichtung ist es nun für die Sicherheit
des Betriebes erforderlich, daß der Läuferkurzschluß vor dem Übergang auf Gegenstrombremsung
zwangsläufig aufgehoben wird, um zu verhindern, daß zu hohe Drehmomente und Stromspitzen
auftreten.
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Bei einer bekannten selbsttätigen Läuferkurzschlußvorrichtung für
Förderhaspeln u. dgl. wird von der Motorwelle ein Fliehkraftschalter angetrieben,
der bei Erreichen der synchronen Drehzahl den Läuferstromkreis mit Hilfe eines Relais
über ein Schütz kurzschließt. Dieser Kurzschluß wird erst dann wieder aufgehoben,
wenn der Steuerhebel bei der Rückführung in seine Mittelstellung durch einen Umschalter
die Relaisstromspule stromlos macht. Um zu verhindern, daß der Läuferstromkreis
beim Übergang auf Gegenstrombremsung ebenfalls kurzgeschlossen wird, ist außer dem
am Steuerhebel angebrachten Umschalter noch ein Drehrichtungsschalter vorgesehen.
Beide Umschalter sind so geschaltet, daß sie den Stromkreis zwischen Fliehkraftschalter
und Relais nur dann schließen, wenn die Motordrehrichtung der Auslage des Steuerhebels
entspricht, nicht aber, wenn mit Gegenstrombremsung gefahren wird. Durch diese Einrichtung
wird erreicht, daß der Läufer des Haspelmotors bei Synchrondrehzahl unabhängig von
der Aufmerksamkeit des Maschinisten selbsttätig kurzgeschlossen und dadurch die
Gefahr des Durchgehens der Maschine vermieden wird.
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Diese Einrichung genügt den an sie gestellten Anforderungen in vollem
Umfang. Sie hat aber den Nachteil, daß sie einen verhältnismäßig großen Aufwand
an Schalt- und Hilfseinrichtungen notwendig macht.
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Nach der Erfindung, die sich demgemäß auf eine Einrichtung zum selbsttätigen
Einleiten und Aufheben des Läuferkurzschlusses beim Umschalten auf Gegenstrom bei
Antrieben mit Wechselstrom-Asynchronmotoren, insbesondere von Förderhaspeln u. dgl.
bezieht, werden diese Anforderungen in gleicher Weise, jedoch mit wesentlich einfacheren
Mitteln erfüllt. Gemäß der Erfindung wird an den Wechselstrom-Asynchronmotor eine
Gleichstrommaschine einfachster Bauart angebaut, die beispielsweise über Trockengleichrichter
fremd erregt sein kann. Diese Gleichstrommaschine dient zur Erregung eines nicht
polarisierten Relais; in dessen Stromkreis am Steuerhebel angeordnete Kontakte,
ein regelbarer Widerstand sowie Sperrventile vorgeschaltet sind, und das dazu dient,
den Läuferkurzschluß beim Übergang auf Bremsschaltung abhängig von der Drehrichtung
aufzuheben.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, wobei der Einfachheit halber alle die Teile weggelassen sind, die nicht
unmittelbar mit dem Erfindungsgegenstand in Verbindung stehen. Mit a ist der Wechselstrom-Asynchronmotor
eines Förderhaspelantriebes bezeichnet, dessen Drehrichtungsumkehr in bekannter
Weise durch Vertauschen zweier Phasen im Ständer vorgenommen wird. Die allgemein
bekannten Einrichtungen zum Anlassen und zur Drehzahlregelung des Klotors vermittels
Widerständen im Läuferkreis sind in der Abbildung weggelassen worden. Mit dem Motor
a ist unmittelbar eine kleine Gleichstrommaschine b gekuppelt, die beispielsweise
über Trockengleichrichter fremd erregt sein kann. Diese Gleichstrommaschine b speist
über Kontakte cl und c., die mit dem Steuerhebel d für Auf, O, A betätigt werden,
über einen regelbaren Vorwiderstand e das Spannungsrelais f, das die
Aufgabe hat, bei zu hohen Drehzahlen den Läuferkurzschluß einzuleiten und ihn beim
Übergang auf Gegenstrombremsung aufzuheben. Um sicherzustellen, daß der Läuferkurzschluß
jeweils dann aufgehoben wird, wenn unabhängig von der Drehrichtung des Antriebsmotors
von Fahren auf Bremsen übergegangen wird, sind in dem Stromkreis des Spannungsrelais
f zwei Sperrventile g und h eingefügt.
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Nimmt man beispielsweise an, daß sich der Steuerhebel d in seiner
Stellung Ab befindet, wobei der Kontakt e2 geschlossen ist, und nimmt man weiterhin
an, daß der Motor a sich bei kurzgeschlossenem Läuferstromkreis mit seiner vollen
synchronen Geschwindigkeit dreht, so sieht man ohne weiteres, daß das Relais f bei
den an der Gleichstrommaschine b eingetragenen Polaritäten erregt wird, da das Sperrventil
h den Stromverlauf zum Relais f freigibt. Wird nun bei diesem Betriebszustand durch
Umschalten des Steuerhebels d über seine Nullstellung in die Stellung Auf die Gegenstrombremsung
eingeleitet, so ist die Spannung der Gleichstrommaschine b über das Sperrventil
g und den Regelwiderstand e auf das Relais f unwirksam, so daß dessen
Kontakt f1 öffnet. Die Schaltverbindungen vom Relais f zum Läuferkreis des Motors
a sind in der Abbildung weggelassen. Beim Öffnen des Kontaktes f1 wird der Läuferkurzschluß
am Motor a aufgehoben.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich durch einen wesentlich
einfacheren und damit billigeren Aufbau aus, da gegenüber der bekannten Einrichtung,
bei der ein h@liehkraftschalter mit mehreren unabhängig voneinander schaltenden
Kontakten, ein Drehrichtungsschalter sowie mindestens 2 Hilfsschütze erforderlich
sind, lediglich eine Gleichstrommaschine einfachster Bauart in Verbindung mit zwei
Sperrventilen benötigt wird. Sie hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß die gemäß
der Erfindung verwendete Gleichstrommaschine in allen Fällen betriebssicherer ist
als ein Fliehkraftschalter jeglicher Ausführung. Die mit dem Antriebsmotor a gekuppelte
Gleichstrommaschine b dient im übrigen nicht nur der Speisung des Relais für die
Beeinflussung des Läuferkurzschlusses; sie kann in gleicher Weise auch für die Lieferung
der Steuerspannung eines etwa erforderlichen Fahrtreglers herangezogen werden. In
gleicher Weise kann die Gleichstrommaschine auch die Spannung für den Drehzahlmesser
liefern.
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Anschließend sei noch erwähnt, daß die Schaltung
gemäß
der Erfindung nicht auf Förderhaspelantriebe beschränkt ist; sie kann in gleicher
Weise auch bei anderen Fördereinrichtungen, Aufzügen, Baggern u. dgl., mit demselben
Erfolg zur-Anwendung kommen.