DE953888C - Device for torque monitoring of three-phase drives with switchable gear - Google Patents

Description

Einrichtung zur Drehmoment-Uberwachung von Drehstrom-Antrieben mit schaltbarem Getriebe Beim Drehstrom-Antrieb einer Arbeits- oder Bearbeitungsmaschine ist die Leistungsaufnahme des Motors abhängig von der Belastung der Abtriebswelle. Das Motordrehmoment ist dabei eine Funktion von Leistung und Drehzahl. Da der Drehstrommotor selbst nicht regelbar ist, wird die DrelhzahlleinsteElung der Arbeitswelle in ein etwa über MagnetkupplRmgen schaltbares Getriebe verlegt. Man wird bestrebt sein müssen, eine Arbeits-oder Bearbeitungsmaschine, beispielsweise eine Drehbank, so arbeiten zu lassen, daß die Motorleistung voll ausgenutzt wird, daß also der Motor dauernd das volle Drehmoment abgibt. Hier tritt nun eine Schwierigkeit auf. Je größer das Moment am Getriebeausgang bei kleiner werdender Abtriebsdrehzahl des Getriebes wird, um so stärker müssen die tfbertragungsglieder im Getriebe (Zahnräder, Welle usw.) sein. Dem wirtschaftlich vertretbaren Bauaufwand sind hier Grenzen gezogen. Man geht deshalb im unteren Drehzahlbereich des Antriebes nicht bis auf das von der Motorseite her zulässige Drehmoment hinauf, sondern begrenzt es, z. B. in der Weise, daß das im Getriebe auftretende Moment im unteren Drehzahlbereich konstant bleibt. Man entlastet also den Antrieb und arbeitet nicht mehr mit der vollen, sondern mit einer entsprechend verringerten Motorleistung.Device for torque monitoring of three-phase drives with switchable gear With the three-phase drive of a work or processing machine the power consumption of the motor depends on the load on the output shaft. The engine torque is a function of power and speed. Because the three-phase motor itself cannot be regulated, the rotation speed adjustment of the working shaft is turned into a Relocated gear shiftable via magnetic couplings, for example. One will strive must, a work or processing machine, for example a lathe, so to let work so that the engine power is fully utilized, that is, the engine continuously delivers the full torque. Here now a difficulty arises. The bigger the torque at the gearbox output as the output speed of the gearbox decreases the stronger the transmission links in the gearbox (gears, shaft etc.). There are limits to the economically justifiable construction costs. Therefore, in the lower speed range of the drive, one does not go down to the the motor side up permissible torque, but limits it, z. Am the Way that the torque occurring in the transmission is constant in the lower speed range remain. So you relieve the drive and no longer work with the full, but with a correspondingly reduced engine power.

Bei den bisher bekannten Drehstrom-Antrieben dieser Art wird entweder in das Getriebe eine Rutschkupplung eingeschaltet, die ein überschreiten des zulässigen Momentes an der Abtriebswelle des Getriebes verhindert, oder der Bedienungsmann iiberwacht an einem Meßinstrument die Leistungsaufnahme des Motors und greift ein, wenn der zulässige Grenzwert überschritten wird. In the previously known three-phase drives of this type, either A slip clutch is switched on in the gearbox, which means that the permissible limit is exceeded Torque on the output shaft of the gearbox or the operator monitors the power consumption of the motor on a measuring instrument and intervenes, if the permissible limit is exceeded.

Wenn man die Überschreitung des zulässigen Drehmomentes zur selbsttätigen Anzeige bzw. Beeinflussung der Maschine heranziehen will, so sind hierfür die üblichen Stromwächterschaltungen nicht ohne weiteres brauchbar. Denn sie überwachen die Stromaufnahme des Antriebsmotors unabhängig von der Ausgangsdrehzahl des Getriebes, können also nicht feststellen, ob die Stromaufnahme bei einem bestimmten Drehzahlwert im Hinblick auf das Getriebe noch zulässig ist oder ob eine Momentüberschreitung im getriebemäßig unzulässigen Gebiet liegt. If you exceed the permissible torque for automatic If you want to use display or influencing of the machine, the usual ones are used for this Current monitor circuits not readily usable. Because they monitor the current consumption of the drive motor regardless of the output speed of the gearbox, so can does not determine whether the current draw in terms of a certain speed value on the gearbox is still permissible or whether the torque is exceeded in the gearbox prohibited area.

Die bekannten Schaltungen zur Überwachung der Stromaufnahme eines Drehstrommotors beruhen darauf, zwei Spannungen hinsichtlich ihrer Größe in einem Meßgerät mit zwei Wicklungen zu vergleichen. Die eine Spannung kann dabei an einem Sollwertgeber (Potentiometer) eingestellt werden. The known circuits for monitoring the power consumption of a Three-phase motors are based on two voltages in terms of their size in one Compare meter with two windings. One tension can be applied to one Setpoint generator (potentiometer) can be set.

Schaltungen dieser Art sind in den deutschen Patentschriften 832 I68 und 882 446 beschrieben.Circuits of this type are described in German patents 832 I68 and 882,446.

Sie werden gemäß der Erfindung zur Begrenzung des zulässigen Drehmomentes des Getriebes eines Drehstromantriebes dadurch brauchbar gemacht, daß die Vergleichs spannung als drehzahlabhängige Spannung eingeführt wird. Das Potentiometer wird also ersetzt oder ergänzt durch spannunggebende Mittel, die unmittelbar drehzahlabhängige Spannungen als Vergleichsspannungen in das Meßgerät eingeben.According to the invention, they are used to limit the permissible torque of the gearbox of a three-phase drive made useful that the comparison voltage is introduced as a speed-dependent voltage. The potentiometer will thus replaced or supplemented by voltage-generating means that are directly speed-dependent Enter stresses as equivalent stresses in the measuring device.

Ein Mittel hierfür ist beispielsweise ein Tachometerdynamo, der von der austreibenden Getriebewelle (oder der maßgeblichen Welle der Arbeitsmaschine) angetrieben wird. Wenn sich die Spannung des Tachometerdynamo linear mit seiner Drehzahl ändert, was ohne Schwierigkeiten mit hinreichender Genauigkeit möglich ist; so ergibt der Tachometerdynamo also die Vergleichsspannung zur - lastabhängigen Motorspannung. Durch Einschaltung eines regelbaren Widerstandes oder Potentiometers zwischen Tachometerdynamo und Meßgerät läßt sich dabei der Ansprechwert des Meßgerätes verändern. A means for this is, for example, a tachometer dynamo, which is from the driving gear shaft (or the relevant shaft of the driven machine) is driven. If the voltage of the speedometer dynamo is linear with its Speed changes, which is possible without difficulty with sufficient accuracy is; the tachometer dynamo thus gives the equivalent voltage to the load-dependent one Motor voltage. By switching on an adjustable resistor or potentiometer the response value of the measuring device can be set between the tachometer dynamo and the measuring device change.

Man kann auch mit einem einstellbaren Widerstand, ähnlich den bekannten Schaltungen, arbeiten, in der Weise, daß der Widerstand in einzelne Teilwiderstände unterteilt ist, die jeweils zusammen mit der Schaltung einer neuen Getriebestufe geschaltet werden. One can also use an adjustable resistor, similar to the known ones Circuits work in such a way that the resistance is divided into individual partial resistances is divided, each together with the circuit of a new gear stage be switched.

In Fig. I ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Schaltung mit einem Tachometerdynamo dargestellt. RST ist das Drehsftomnetz, UVW die Motorwicklung. In die Phase R ist ein Widerstand Rv eingeschaltet, an dem ein der Belastung proportionaler Spannungsabfall auftritt. Die Spannung in den Wicklungen WI ist ein Abbild des Motordrehmomentes. Eine zweite Wicklung W2 liegt an den Klemmen eines Tachometerdynamo TD. In Fig. I is a schematic embodiment of the circuit with a speedometer dynamo. RST is the rotary current network, UVW is the motor winding. In phase R a resistor Rv is switched on, at which one is proportional to the load Voltage drop occurs. The voltage in the windings WI is an image of the motor torque. A second winding W2 is connected to the terminals of a tachometer dynamo TD.

Die Wicklungen WI und W2 wirken gegeneinander. Wird jetzt das Getriebe auf eine bestimmte kleinste Drehzahl geschaltet, in der ein bestimmtes Drehmoment nicht überschritten werden darf, so geht die Drehzahl des Tachometerdynamo TD und damit seine Spannung entsprechend zurück. Die Durchflutung der Wicklung W2 wird entsprechend geringer. Steigt jetzt die Stromaufnahme des Motors auf den zulässigen Grenzwert an, so überwiegt die Wirkung der Wicklungen WI. Das Relais A spricht an und schließt oder öffnet einen Kontakt. Hierdurch kann entweder der Antriebsmotor oder der Vorschubmotor abgeschaltet werden, oder der Vorschub kann verringert werden, oder es kann ein Signal ausgelöst werden u. dgl. An einem einstellbaren Widerstand R2 läßt sich dabei der Ansprechwert der Spule W2 einstellen.The windings WI and W2 act against one another. Will now be the transmission switched to a certain minimum speed in which a certain torque must not be exceeded, the speed of the tachometer dynamo TD and so that its tension returns accordingly. The flow through the winding W2 is correspondingly lower. The current consumption of the motor now increases to the permissible level Limit value, the effect of the windings WI predominates. The relay A responds and closes or opens a contact. This allows either the drive motor or the feed motor can be switched off, or the feed can be reduced, or a signal can be triggered and the like at an adjustable resistor R2 the response value of the coil W2 can be set.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die Abhängigkeit zwischen Drehzahl und Ansprechwert durch einen gestuften Widerstand R3 hergestellt, dessen Kontakte KI, K2, K3 in Abhängigkeit von der Getriebeschaltung geschaltet werden, etwa zusammen mit den Magnetkupplungen, über die jeweils die Abtriebsdrehzahl des Antriebes eingestellt wird. In the embodiment according to FIG. 2, the relationship between the speed is and response value produced by a stepped resistor R3, its contacts KI, K2, K3 are shifted as a function of the gear shift, roughly together with the magnetic couplings, via which the output speed of the drive is set will.

Die Wirkung ist die gleiche wie in Fig. I.The effect is the same as in Fig. I.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zur Überwachung des Abtriebs-Drehmomentes eines aus Drehstrom-Antriebsmotor und schaltbarem Getriebe bestehenden Antriebes, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Meßgerät eine von der Stromaufnahme bzw. dem Drehmoment des Motors abhängige Spannung mit einer von der Abtriebsdrehzahl des Getriebes abhängigen Spannung verglichen wird. PATENT CLAIMS: I. Device for monitoring the output torque a drive consisting of a three-phase drive motor and switchable gearbox, characterized in that in a measuring device one of the power consumption or the Motor torque dependent voltage with a voltage of the output speed of the Transmission dependent voltage is compared. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als drehzahlabhängige Vergleichsspannung die Spannung eines Tachometerdynamo dient, der mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist. 2. Device according to claim I, characterized in that as a speed-dependent Comparison voltage is the voltage of a speedometer dynamo, which is used with the output shaft of the transmission is connected. 3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlabhängige Spannung an einem in Stufen schaltbaren Widerstand abgegriffen wird, der unmittelbar oder unmittelbar zusammen mit der Getriebe schaltung geschaltet wird. 3. Device according to claim I, characterized in that the speed-dependent Voltage is tapped at a resistor that can be switched in stages, which is directly or is switched directly together with the transmission circuit.