DE972152C - Senkschaltung fuer Hebezeuge mit einem Asynchronmotor als Antriebsmittel - Google Patents

Description

Bei elektrisch betriebenen Winden und Kranen ist es vielfach erwünscht, die vom Windenmotor im Senksinn beschleunigte Last über die normale Senkdrehzahl des Motors hinaus zu beschleunigen und mit erhöhter Geschwindigkeit abzusenken. Bei Verwendung von Windenmotoren üblicher Bauart und kleinen Lasten bis zu 3 t kann dieser Senkvorgang rein mechanisch von Hand aus sicher beherrscht werden. Bei Anwendung von Verschiebeankermotoren oder anderen Motoren mit vom Motorfeld direkt oder indirekt gesteuerter Bremse, steht dem jedoch entgegen, daß hier mit der Abschaltung des Motors zwangläufig die Bremse einfällt. Ebenso ist der Vorgang bei Verwendung von Motoren üblicher Bauart nicht mehr sicher zu beherrschen, wenn größere Lasten bewegt werden sollen.

Es ist bekannt, den Wicklungssträngen des Ständers eines Asynchronmotors Kondensatoren solcher Kapazität parallel zu schalten, daß nach dem Abschalten des Motors vo_m Netz das Ständerfeld kurzzeitig aufrechterhalten wird. Durch diese Maßnahme läßt sich der Motor abbremsen, wenn dieser vom Netz getrennt wird.

Die Erfindung macht von dieser Maßnahme in anderer Weise Gebrauch bei einem Hebezeug, bei dem der Motor als Verschiebeankermotor ausgebildet oder mit einer mechanischen Bremse mit einem vom Ständerfeld beeinflußten Bremslüftgerät versehen ist. Dann bleibt beim Abschalten des Motors vom Netz der Verschiebeanker in der Betriebslage bzw. hält das Bremslüftgerät die Bremse weiter gelüftet, so daß eine Last mit erhöhter Geschwindigkeit abgesenkt werden kann.

Dei' Motor ist in diesem Fall nicht mehr an die Xetzfrequen?; gebunden, er kann vielmehr übersynchron laufen, jedoch ohne die Gefahr des Durchgehens. Zwar steigt die Aufnahmefähigkeit der Kondensatoren mit der Frequenz, jedoch ergibt sich durch die Verluste im Motor immer ein Gleichgewichtszustand, der die Drehzahl begrenzt. Diese Enddrehzahl wird durch die Größe der Kondensatoren beeinflußt. Sie kann auch willkürlich verändert werden, wenn man die Kondensatoren regelbar ausbildet. Damit ist eine Möglichkeit zur Regelung der übersynchronen Lastsenkdrehzahl auch für Motoren mit besonderem Bremslüftgerät gegeben.

Der Absenkvorgang gestaltet sich folgendermaßen: Der Motor wird zunächst im Senksinn eingeschaltet und die Last in der entsprechenden Richtung beschleunigt. Gleichzeitig liegen die Kondensatoren parallel zum Motor und liefern den Magnetisicrungsstrom für das Ständerfeld. Soll zum Fieren übergegangen werden, also zum Senken der Last nur durch deren Gewicht ohne Motorantrieb, ho wird der Motor vom Netz abgeschaltet. Die Kondensatoren halten danach die Erregung des Ständerfeldes aufrecht. Die Drehzahl des Motors erhöht sich jetzt so lange, bis durch die Verluste im Motor ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. Hierbei erhöht sich entsprechend der Magnetisierungscharakteristik die Klemmenspannung, und dadurch wird mit Sicherheit vermieden, daß die Bremse einfällt. Diese Erhöhung der Klemmenspannung wird gleichzeitig für die automatische Abschaltung der einzelnen im Dreieck geschalteten Kondensatorengruppen zur größtmöglichen Beschleunigung des Motors benutzt. Kurz vor Beendigung des Senkvorganges wird wieder auf das Netz im Senksinn zurückgeschaltet. Die Last wird unter Energierücklieferung in das Netz abgefangen und kanu langsam abgesetzt werden.

+o Iu Abb. ι der Zeichnung ist ein Schaltschema gemäß der Erfindung für eine Druckknopfsteuerung dargestellt. Der Druckknopf »Heben« schaltet den Stromkreis von der Steuerleitung T_ST über den Halteknopf i, die Befehlsleitung 2, die Sicherheitskontakte 5 b und 6 b des Kondensatorschützes 5 und Senkschützeso und die Schützspule 8 a des Hebeschützes 8 nach R_ST. Das Hebeschütz 8 schaltet den Motor 9 über den Sicherheitsendschalter io ein. Ferner wird die Befehlsleitung 3 vom Druckknopf »Senken« durch den Schalter 8 & unterbrochen und die Kontakte 8 c und 8 d geschlossen, womit das Kondensatorschütz 5 von Rg_T her über die Spule 5 α eingeschaltet wird, zur Verbesserung des Leistungsfaktors. Das Hebeschütz 8 hält sich so lange über seinen Haltekontakt 8 c, unabhängig vom Fingerdruck auf den Druckknopf »Heben«, bis der »Halt«-Druckknopf 1 den Hubvorgang wieder unterbricht.

Der Druckknopf »Senken« schaltet den Stromkreis von der Steuerleitung T_ST über den Halteknopf 1, die Befehlsleitung 3, den Rückkontakt 8 & des Hebeschützes 8 und die Schützspule 6 α des Senkschützes 6 nach R_ST. Das Senkschütz 6 schaltet den Motor über den Sicherheitsschalter 11 ein. Die Kontakte 6 c und 6 d werden geschlossen und der Kontakt 6 b geöffnet. Die Befehlsleitung 2 vom »Heben«-Knopf wird unterbrochen; das Kondensatorschütz 5 wird über den Hilfskontakt 6d des Senkschützes 6 und die Schützspule 5 a mit einer eigenen Selbsthaltung über den Haltekontakt 5 d nach R_ST eingeschaltet. Dagegen hält sich das Senkschütz 6 von der Leitung 4 her über den Rückkontakt des Druckknopfes »Fieren« nach Haltekuopf ι unabhängig vom »Senken«-Knopf aufrecht.

Wird nun der Druckknopf »Fieren« gedrückt, dann wird die Selbsthalteleitung 4 des Senkschützes 6 unterbrochen, während das Kondensatorschütz 5 den Stromkreis Motor—Kondensator über den Endschalter 11 weiter aufrechterhält. Mit der Geschwindigkeit des Motors beim Durchziehen durch die Last steigt die Motorspannung an und schaltet nacheinander die parallel geschalteten Spannungsrelais 12 und 13 ein, die ihrerseits zur größtmöglichen Beschleunigung des Motors die parallel geschalteten Kondensatorengruppen 14, 15 abschalten bis auf die letzte Kondensatorengruppe 16 zur Erhaltung des Magnetisierungsstromes für den Motor. Durch den Unterbrecherkontakt 5 b des Kondensatorschützes 5 in der Befehlsleitung 2 bleibt auch während des »Fieren«-Vorganges der Druckknopf »Heben« wirkungslos.

Nach Rückgang des »Fieren«Knopfes in seine Ruhestellung wird über den noch geschlossenen Einschaltkontakt 5 c des Kondensatorschützes 5 in der Leitung 4 das Senkschütz 6 wieder eingeschaltet und damit der Motor wieder auf die normale, durch die Netzfrequenz bestimmte Senkgeschwindigkeit abgebremst. Ein Druck auf den Halteknopf 1 unterbricht die Zuleitung zum Senk- und Kondensatorschütz, und die Motorbremse kann wirksam werden.

Bei Anwendung eines Kontrollers zum Steuern des Motors werden die Kondensatoren, wie aus Abb. 2 zu entnehmen ist, unter Fortfall der Relais 12 und 13 (Abb. 1) direkt eingeschaltet. Auf diese Weise kann die Senkgeschwindigkeit durch wahlweises Zu- und Abschalten der Kondensatorengruppen geregelt werden. Diese Kontrollerschaltung ist auch insofern vorteilhaft, als beim Zurückschalten von der letzten Fierenstellung auf Senken die Kondensatorengruppen nach und nach wieder eingeschaltet werden, womit die hohe Drehzahl allmählich verkleinert wird. Beim Zurückschalten des Kontrollers in die Nullstellung werden die Kondensatoren abgeschaltet, so daß bei Verwendung eines Verschiebeankermotors die Bremse sogleich nach dem Abschalten des Motors wirksam wird.

Die Anordnung der Kondensatoren hat außer dem erwähnten Vorzug, das Fieren der Last bei Verwendung eines Motors mit durch das Motorfeld gesteuerter Bremse und größeren Lasten mit Motoren üblicher Bauart zu ermöglichen, den weiteren Vorteil, den Leistungsfaktor zu verbessern. Dies ist auch beim Heben möglich, wie aus dem Schaltbild ersichtlich ist. Es ist nur wichtig, daß bei Verwendung der erstgenannten Motorenart die Kondensatoren in der Aus- bzw. in der Nullstellung

vom Motor abgeschaltet sind, damit eine sichere Bremsung gewährleistet ist.

Als Kondensatoren werden vorzugsweise Elektrolyt-Kondensatoren verwendet, die raumsparend unmittelbar an Motor oder Gehäuse des Schaltgerätes unterzubringen sind. Sie sind auch weniger kostspielig als andere Kondensatoren.

Die Erfindung ist allgemein überall dort anwendbar, wo Lasten von elektrisch mit Asynchronmotor

ίο betriebenen Winden und Kranen mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten gesenkt als gehoben werden sollen, insbesondere im Hafenbetrieb. Sie bietet den Vorzug, daß auch in diesen Fällen als Windenmotor ein solcher mit vom Motorfeld gesteuerter Bremse, insbesondere ein Verschiebeankermotor, anwendbar ist. Sie ermöglicht es sogar, die als Elektroflaschenzüge bekannten Blockwinden für solche Zwecke anzuwenden, also z. B. als Bauwinden, wo das Fieren der Last in jedem Fall erwünscht ist.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Senkschaltung für Hebezeuge mit einem Asynchronmotor als Antriebsmittel, dessen Ständerwicklungssträngen Kondensatoren solcher Kapazität parallel geschaltet sind, daß nach Abschalten des Motors vom Netz das Ständerfeld aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (9) als Verschiebeankermotor ausgebildet oder mit einer mechanischen Bremse mit einem vom Ständerfeld beeinflußten Bremslüftgerät versehen ist, wodurch beim Abschalten des Motors vom Netz infolge Aufrechterhaltung des Ständerfeldes durch die Kondensatoren der Verschiebeanker des Motors in der Betriebslage bleibt bzw. das Bremslüftgerät die Bremse weiter gelüftet hält, so daß eine Last mit erhöhter Geschwindigkeit abgesenkt werden kann.
2. 2. Senkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität der Kondensatoren veränderbar ist, um eine Regelung der übersynchronen Senkdrehzahl zu erreichen.
3. 3. Senkschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Kapazität der Kondensatoren zur Regelung der übersynchronen Senkdrehzahl über Relais (12, 13) erfolgt, die von der Klemmenspannung des Motors gesteuert werden und eine kleinere oder größere Anzahl von Kondensatorengruppen (14, 15, 16) anschalten (Abb. 1).
4. 4. Senkschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Kapazität der Kondensatoren stufenweise durch einen Kontroller erfolgt (Abb. 2).
5. 5. Senkschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren in der Nullstellung des Kontrollers bzw. nach dem Drücken eines »Aus «-Druckknopfes ausgeschaltet sind.
6. 6. Senkschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kondensatorengruppen (14, 15, 16) im Dreieck geschaltet sind.
7. 7. Senkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kondensatoren Elektrolyt-Kondensatoren verwendet werden.

   In Betracht gezogene Druckschrifen :
   Deutsche Patentschriften Nr. 468 149, 535 999, 589763, 5δ9^8ΐ3, 631869, 682 206, 7IO 435, 063.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Q 909 522/43 5.59