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Regelvorrichtung für den Antrieb mehrteiliger Arbeitsmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für Asynchronmotoren für den Antrieb
mehrteiliger Arbeitsmaschinen, deren Einzelteile in einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis
zueinander angetrieben werden; müssen. und deren Ständer oder Läufer unter Zwischenschaltung
von regelbaren Frequenzwandlern an ein Drehstromnetz .angeschlossen. sind.
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Derartige Regelvorrichtungen sind bereits bekannt. Bei einer dieser
Ausführungsfärmen ist jeder Frequenzwandler mit dem zugehörigen. Drehstrommoor in
Reihe geschaltet, so daß diese parallel an. ein Drehstromnetz angeschlossen. sind.
Der Nachteil bei dieser Anordnung besteht darin, daß
bei der Regelung eines
der Antriebsmotoren. die Drehzahl der anderen Motoren nicht becinfiußt wird. Somit
ist es notwendig, bei Änderung der Drehzahl eines der Mooren die Drehzahl der übrigen
Antriebsmotoren entsprechend zu ändern.. Dies ist aber- mühsam und erfordert einen
gewissen Zeitaufwand, während dessen die Betriebsbedingungen der Maschine nicht
einwandfrei sind, so daJ3 in der Regel ein Produkt hergestellt wird, welches den
Anforderungen nicht voll gewachsen ist.
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Nach einer weiteren bekannten Ausführwigsform werden dieTeilmotoren
einerArbeitsmaschine mit Gleichstrom betrieben. und durch die Änderung
der
Feldstärke geregelt. Dies 'erfolgt über einen Regelwiderstand, der von einem Drehstrommotär
angetrieben, wird und dessen. Eingangsfrequenz der Ausgangsfrequenz eines Frequenzwandlers
einer besonderen Regelvorrichtung entspricht.
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Dieses Prinzip hat jedoch gewisse Nachteile, da es insbesondere nur
für mit Gleichstrom gespeiste Teilmotorenantriebe Verwendung finden kann und eine
Übertragung auf eine Anordnung mit Drehstrommotoren als Teilantriebsmotoren der
Arbeitsmaschine nicht ohne weiteres möglich ist bzw. einen erheblichen Aufwand erfordert.
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Um die Mängel dier bekannten, Regelvorrichtungen zu vermeiden, wird
gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Frequenzwandler in Reihe und.
dieTeilarbeitsmotorenderart anzuschließen, daß die Ausgangsfrequenzen jedes Frequenzwandlers
die Eingangsfrequenzen sowohl für die asynchronen Teilmotoren der Arbeitsmaschine
als auch für die nachfolgenden Frequenzwandler erzeugen.
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Weiterhin sollen gemäß der Erfindung die An.-triebsmotoren der Rotoren
der Frequenzwandler in Abhängigkeit vom Betriebszustand des in der Arbeitsmaschine
zu be- oder verarbeitenden Materials gesteuert werden, damit je nach der Geschwindigkeit
der Antriebsmotoren die Ausgangsfrequenz des Frequenzwandlers einen bestimmten.
Wert annimmt. Die Geschwindigkeit der Antriebsmotoren der Rotoren der Frequenzwandler
kann beispielsweise über Fühlorgane und gegebenenfalls über Gleichrichteranordnungen
geregelt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert.
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In der Fig. i ist der Hauptfrequenzwandler mixt i und :2 bezeichnet.
Mit i ist ein regelbarer Hauptstrommotor bezeichnet, der auch ein Drehstromkollektormotor
sein kann, während 2 ein Asynchrongenerator ist, dessen. Stator an das Drehstromnetz
I angeschlossen: ist.
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Ein Teil der Energie des regelbaren, Motors i kann dazu. verwendet
werden, um über eine mechanische Kupplung, z. B. ein Getriebe 3, eine Arbeitsmaschine
oder Teile 4, 4' derselben unmittelbar anzutreiben. Der Asynchrongenerator 2 liefere
einem Frequenzwandler5 Energie, wobei dieser Frequenzwandler als Energieübermittler
dienre und zugleich als elektrisches Differential wirkt.
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Der Frequenzwandler 5 ist eine Asynchronmaschine mit Schleifringanker,
der von einem Gleichstrommotor 6 --mit elektronisch gesteuerter Anker- und Feldspeisung
über ein vorzugsweise selbstsperrendes Getriebe 8 angetrieben wird. Durch Änderung
der Umlaufzahl dies Motors 6 kann dieAusgangsfrequenz des Frequenzwandlers 5 auf
verschiedene Werte eingestellt werden.
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Der Anker des Frequenzwandlers 5 ist mit einem Verteilungssystem 9
verbunden., an das ebenfalls der Stator des nächsten Frequenzwand.lers 5 angeschlossen
ist, so däß die Frequenzwandler in Reihe geschaltet sind.
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Am Verteilungssystemg kann eine Anzahl Asynchron-Drehstrommotoren
angeschlossen, werden, wie schematisch mit i i angegeben ist, wobei die Rotoren
am Verteilungssystem 9 mit variabler Frequenz und die Statoren am Drehstromnetz
I angeschlossen sind.
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Die Drehzahl des Motors i i wird von der Formel nD = ho -f-
@. na
bestimmt, in der n, = Drehzahl des Rotors des Hauptfrequenzwandlers
2, 11-d1,2 ... USW. = Drehzahl des ersten, zweiten ... usw. Fre.quenzwandlers
5, np = Drehzuhl des Motors i i bedeuten.
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Aus dieser Beziehung geht hervor, daß.die Drehzahldifferenz zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Motoren ii nur von der Drehzahl des zwischengeschalteten
Frequenzwandlers bestimmt werden.
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Das Steuerorgan 7 für die Gitterspannung eines Gleichrichters für
den Gleichstrommotor 6 kann, falls man nur die Tourenzahlen konstant halten will,
eine Tachometerdynamo sein, oder aber es kann ein Organ sein, daß durch die Eigenschaften
des zu behandelnden Materials beeinflußt wird. Das Feld des Gleichstrommotors kann
auch in anderer bekannter Weise geregelt werden, z. B. mit Hilfe eines Widerstandes.
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In Fig. 2 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur kontinuierlichen
Herstellung von Alkalizellulose mit einem Zellenfilter schematisch dargestellt.
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Ein Film 2 i verläßt ein Zellenfilter 22, bewegt sich über ein Förderband
23 zu einem Walzen. system 24 und weiterhin über ein Transportband 25 zu einem Walzensystem
26. In diesem Falle bilden die Organe 22 und 23 ebenso wie 24 und. 25 jedesmal eine
Gruppe von Transportorganen, von. denen jede- durch einen. besonderen Motor angetrieben
wird.
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Das Zellenfilter 22 wird durch einen regelbaren Elektromotor 27, z.
B. durch einen Gleichstrommotor oder Drehstromkollektormotor, angetrieben. Dieser
Motor ist mechanisch mit dem ersten asynchronen Drehstromgenerator mit Schleifringanker
28 verbunden, dessen Rotor durch diesen Motor angetrieben wird. Die Tourenzahl des
Generators 28 kann zwar in einem bestimmten Verhältnis zur Tourenzahl der durch
den Motor 27 angetriebenen Achse des Zellenfilters 22 steheh, braucht jedoch nicht
dieselbe Geschwindigkeit zu haben.
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Der Statar des Generators 28 ist an ein Drehstromnetz angeschlossen.
Die drei Phasen des Rotors des Generators 28 sind über den Frequenzwandler 29 mit
dem Rotor des Motors 30 elektrisch verbunden, dessen Stator wiederum mit
dem Drehstromnetz verbunden ist.
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In derselben, Weise ist der Rotor des Frequ,enzwann Vers 29 über den
Frequenzwandler 31 mit den Rotor des Motors 32 gekuppelt, -dessen Stator
wiederum mit dem Drehstromnetz verbunden ist..
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Die Frequenzwandler 29 und 31 sind asynchrone Maschinen mit Schleifringanker.
Der Stator von ä9 ist elektrisch mit dem Rotor von 28, und der -Stator von 31 mit
- denn Rotor von 29 verbunden. Der Rotor von 29 ist ebenfalls elektrisch verbunden
mit
dem Rotor von 30 und der Rotor von 31 mit dem Rotor von 32. Die Rotoren von
29 und 31 werden: über die Schneckengetriebe 33 und: 34 mechanisch angetrieben.
Jedes dieser Getriebe wird mechanisch durch einen Gleichstrommotor,35 bzw. 36 angetrieben.
Diese Gleichstrommotoren werden über ein Gleichrichtersystem gespeist, das schematisch
mit 37 und 38 bezeichnet ist und dessen Gitterspannung man in an sich bekannter
Weise regeln kann.
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Für den Fall, daß man nuf das Verhältnis und die Unterschiede der
Geschwindigkeiten zwischen, sämtlichen angetriebenen Maschinenteilen -- wie in Fig.
2 die Teile 22 mit 23, 24 mit 25 und 26 -konstant halten will, wird als Regelorgan
für die Gitterspannung eine Tachometerdynamo gebraucht, die nicht näher dargestellt
ist.
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Damit ist der ganze Antriebsmechanismus insofern von Spannungs- und
Frequenzänäerungen. im Netz und von nicht beabsichtigten Belastungsänderungen unabhängig
.geworden., so daß das Verhältnis oder die Unterschiede der Geschwindigkeiten konstant
bleiben.
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Bei diesem besonderen Fall, der hier als Beispiel beschrieben ist,
kommt es jedoch häufig vor, daß infolge kleiner Konzentrationsunterschiede im Alkalizellulosebrei,
aus dem der Film auf dem Zellenfilter entsteht, oder aber infolge anderer nicht
immer ganz bekannter Faktoren die Eigenschaften des Films sieh ändern, so daß es
notwendig ist, das Verhältnis der Geschwindigkeiten von 22 mit 23, 24 mir 25 und
26 zu ändern. Es kann hierbei vorkommen, daß es nur notwendig ist, das Verhältnis
von 22-23 zu 2q.-25 zu ändern, jedoch dabei das Verhältnis 24-25 zu 26 unverändert
zu lassen., während auch das Umgekehrte vorkommen kann oder sogar der Fall, daß
das Verhältnis von 22-23 zu 24-25 und das Verhältnis von 24-25 zu 26 geändert werden
muß. Um dies zu erreichen, nimmt man für die Steuerung der Gitterspannung im System
37 oder 38 keine Tachometerdynamo, sondern man steuert die Gitterspannung des Röhrengleichrichters
in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit vom, den. Veränderungen der Lage der
Fühler 39 und 4o. Hiermit kann man dann erreichen, daß bei der geringsten Änderung
im Durchhang oder der Dicke des Films 21 nach dem Filter 22 oder nach dem Walzensystem
24 das Verhältnis der Geschwindigkeiten sofort korrigiert wird, bis .der erwünschte
Durchhang wieder erreicht ist.
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Obwohl die .Abmessungen der verschiedenen in diesem System gebrauchten
Motoren natürlich ganz dem zu verarbeiteten Material anzupassen sind., und es für
jeden Fachmann selbstverständlich ist, daß man bei der Erzeugung von synthetischen
Fasern in einer ganz anderen, Größenordnung arbeitet, als beim obenerwähnten Beigpiel,
liegt die Berechnumg der flür jeden besonderen Fall vorkommenden Größe innerhalb
des. Rahmens der normalem, Kenntnisse eines Sachverständigen auf diesem Fachgebiet.
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Wesentlich ist, daß die Frequenzwandler derart berechnet sein müssen,
daß sie auch beim Stillstand und wenn der volle Strom hindurchgeht, nicht übermäßig
warm werden.