Verfahren zum Betrieb einer aus asynchroner Vordermaschine und Kommutatorhinter maschine bestehenden Kaskade. Zum Antrieb von Arbeitsmaschinen mit stark schwankender Belastung werden häufig regelbare Kaskaden, bestehend zum Beispiel aus asynchroner Vordermaschine und Kom mutatorhintermaschine verwandt. Ein solcher Regelsatz kann durch entsprechende Herab regulierung der Drehzahl einem Anwachsen der Belastung angepasst werden. Die Bemes sung der Hintermaschine eines solchen Satzes hängt nur von dem Drehzahlregelbereich ab, der indessen häufig nicht mit Sicherheit fest zustellen ist. Eine Bemessung der Hinterma schine allein mit Rücksicht auf eine mög licherweise irgend einmal erforderliche tiefste Drehzahl wäre indessen sehr unwirt schaftlich, da die Hintermaschine dann zu gross und infolgedessen zu teuer würde.
Ist die Hintermaschine für einen gewissen normalen Regelbereich bemessen, so wird er findungsgemäss so verfahren, dass bei Über schreitung dieses Regelbereiches Widerstände oder Drosselspulen zur weiteren Herabregu lierung der Drehzahl in den Schlupfstrom- kreis geschaltet werden. Hierdurch wird bei verhältnismässig kleinen Hintermaschinen ein Schutz gegen zu grosse Überlastung erzielt. Die Einschaltung der Widerstände oder der Drosselspulen kann selbsttätig in Abhängig keit von Betriebszuständen der Antriebsma schine oder des Kaskadensatzes geschehen. Vorteilhaft kann man hierbei als Widerstand den bei Anlassern im Stromkreis liegenden Widerstand verwenden.
Bei Anwendung von Flüssigkeitsanlassern ist normalerweise beim tiefsten Eintauchen der Sichel in die Flüssig keit noch ein recht beträchtlicher Schlupf widerstand vorhanden, der bei Antrieben, wie sie für den Gegenstand der Erfindung in Frage kommen, etwa 4 bis 7 % beträgt. Um zu vermeiden, dass der Wirkungsgrad des Aggregates dauernd wesentlich herabgesetzt wird, musste man bisher besondere Kurz schlusskontakte anordnen, die für die verhält nismässig sehr hohen Läuferströme bemessen waren und konstruktiv zu Schwierigkeiten führten.
Durch Verwendung von Flüssigkeitsan lassern mit aufgelöstem Nullpunkt kann die Anordnung derartiger Kurzschlusskontakte vermieden werden und dafür ein den Anlas ser überbrückender Schalter verwandt, der in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Arbeitsmaschine oder des Kaskadensatzes ge steuert wird. Wird der Parallelschalter bei spielsweise geöffnet, so liegt der Widerstand des Grundschlupfes im Schlupfstromkreis und dient zu einer weiteren Herabregulierung der Drehzahl. Die Antriebsvorrichtung für den Parallelschalter kann zugleich auch noch zur selbsttätigen Einstellung des Schlupfes benutzt werden, indem der Flüssigkeitsan lasser selbst von dem Antriebsmotor für den Parallelschalter angetrieben wird, und zwar selbsttätig in Abhängigkeit von der Bela stung des Hauptmotors.
Hierdurch werden zusätzliche Widerstände vermieden und kann zum Beispiel bei Walzenstrassen ein sehr ab wechslungsvolles Arbeitsprogramm bewältigt werden, was mit Hilfe eines einzigen Wider standes nicht möglich wäre.
Ein Ausführungsbeispiel gemäss der Er findung zeigt Fig. 1. An das Netz 1 ist ständerseitig der asynchrone Vordermotor 2 angeschlossen, der mechanisch mit einer Kommutatormaschine 3 und mit einem Schwungrad 14 gekuppelt ist. Die Schleif ringe von Maschine 2 sind über einen Flüs sigkeitsanlasser 6, der im vorliegenden Falle mit aufgelöstem Nullpunkt ausgeführt ist, mit der Kommutatorhintermaschine 3 ver bunden. Diese wird von einer Drehfelder regermaschine 4 schleifringseitig erregt, die von einem Synchronmotor 5 angetrieben wird.
Die Erregeung der synchronen Erreger- masehine 4 wird in Abhängigkeit von der Netzbelastung durch den Eilregler 7 verstellt und beeinflusst je nach ihrer Stärke die Drehzahl des Aggregates derart, dass bei steigender Belastung eine Drehzahlerniedri gung und damit Entladung des Schwung rades, bei sinkender Belastung dagegen eine Drehzahlerhöhung und Aufladen des Schwungrades stattfindet. Der Flüssigkeits anlasser 6 ist durch einen Schalter 8, der mo- torisch von einem Hilfsmotor 9 gesteuert wird, im normalen Betrieb überbrückt. Dieser Hilfsmotor erhält hierbei seinen Betätigungs stromkreis über Kontakte 14. Der Parallel schalter 8 vermeidet die Ausführung des An lassers 6 mit Kurzschlusskontakten.
Schalter 8 ist im normalen Betrieb geschlossen, das heisst im Läuferkreis des Hauptmotors ist kein zusätzlicher Widerstand eingeschaltet und die Pufferung des Aggregates kann bei günstig bemessener Hintermaschine innerhalb des normalen Regelbereiches verlustlos er folgen. Steigt dagegen die Belastung derart, dass der Riegelbereich der Hintermaschine er schöpft wird, steht also der Eilregler 7 in der Stellung für tiefste Drehzahl, so schliesst er mit Hilfe von Kontakten 16 einen Hilfs stromkreis und ein Schütz 10 spricht an. Nunmehr wird ein anderer Betätigungsstrom kreis für Motor 9 über Kontakte 15 geschlos sen und damit Schalter 8 ausgelöst.
Sinkt anderseits die Belastung unter den am Eil- regler eingestellten Wert, so wird die Erre gung der Drehfeldmaschine 3 durch den Eil- regler derart beeinflusst, dass sich der Satz zu beschleunigen beginnt und das Schwung rad auflädt. Die Kontakte 16 werden geöff net, das Schütz 10 fällt ab, der Motor 9 schliesst wieder Schalter 8, der Widerstand 6 wird also wieder kurz geschlossen.
Bei Antrieben kleiner und mittlerer Lei stung kann man an Stelle des Motors 9 ge mäss Fig. 2 ein Schütz 11, das ebenfalls von der Stellung des Eilreglers 7 oder eines entsprechenden Apparates gesteuert wird, zum Überbrücken des Schlupfwiderstandes 6 verwenden.
In vorhandenen Anlagen, die nachträg- lieh mit einer Hintermaschine zur verlust losen Regelung ausgerüstet werden und bei denen meist ein normaler Anlasser vorhanden ist, lässt man das Aggregat mit Hilfe dieses Anlassers 6, wie dies Fig. 3 zeigt, an. Erst nach erfolgtem Anlassen schaltet man den Vordermotor von dem Flüssigkeitsanlasser auf die Hintermaschine 3 mit Hilfe des Um schalters 12 um. In Fällen der Überlastung wird nun in den Läuferstromkreis ein Wider- stand 13 oder eine Drosselspule selbsttätig eingeschaltet, die normalerweise durch ein Schütz 17, welches ebenfalls in Abhängigkeit der Drehzahl regelnden Apparate gesteuert wird, kurzgeschlossen werden.
Zweckmässig kann hierbei der Widerstand entweder in einer festen Stufe oder nacheinander in meh reren Stufen eingeschaltet werden, wobei die Schwungmassen zur Entladung kommen. Bei Entlastung wird die Überbrückung des Widerstandes selbsttätig wieder hergestellt.
Der Gegenstand der Erfindung findet nicht nur seine Anwendung auf mechanisch gekuppelte Regelsätze, sondern auch bei elek trisch gekuppelten und bei Regelsätzen mit beliebigen Hintermaschinen, also auch bei Gleichstromregelsätzen.
Endlich kann das Verfahren gemäss der Erfindung auch bei Umformern angewandt werden, die zur Kupplung von Netzen va riabler Frequenz dienen. Hierbei kann man eine selbsttätige Einschaltung des Widerstan des oder der Drosselspule in den Läuferkreis der Kaskade in Abhängigkeit von den Fre quenzschwankungen bewirken.
Method for operating a cascade consisting of an asynchronous front machine and a commutator rear machine. Controllable cascades, consisting for example of an asynchronous front machine and a commutator rear machine, are often used to drive work machines with strongly fluctuating loads. Such a rule set can be adapted to an increase in the load by correspondingly reducing the speed. The dimensioning of the rear machine of such a set depends only on the speed control range, which, however, often cannot be determined with certainty. Dimensioning the rear machine solely with regard to the lowest possible speed that may be required at some point would, however, be very inefficient, since the rear machine would then be too large and consequently too expensive.
If the rear machine is dimensioned for a certain normal control range, it is proceeded according to the invention in such a way that, if this control range is exceeded, resistors or choke coils are switched into the slip circuit to further reduce the speed. In this way, protection against excessive overloading is achieved in the case of relatively small rear machines. The switching on of the resistors or the choke coils can be done automatically depending on the operating status of the drive machine or the cascade set. Advantageously, the resistor in the circuit of starters can be used as the resistor.
When using liquid starters is normally at the deepest immersion of the sickle in the liquid speed still quite a considerable slip resistance, which is about 4 to 7% in drives as they are for the subject of the invention in question. In order to avoid that the efficiency of the unit is permanently significantly reduced, you previously had to arrange special short-circuit contacts that were dimensioned for the relatively very high rotor currents and structurally led to difficulties.
By using liquid starters with a resolved zero point, the arrangement of such short-circuit contacts can be avoided and a switch bridging the starter is used, which is controlled depending on the operating states of the machine or the cascade set. If the parallel switch is opened, for example, the resistance of the basic slip is in the slip circuit and serves to further down-regulate the speed. The drive device for the parallel switch can also be used to automatically adjust the slip by the liquid starter itself is driven by the drive motor for the parallel switch, automatically depending on the load on the main motor.
This avoids additional resistance and, for example, a very varied work program can be mastered in the case of roller lines, which would not be possible with the help of a single resistance.
An embodiment according to the invention is shown in FIG. 1. The asynchronous front motor 2, which is mechanically coupled to a commutator machine 3 and to a flywheel 14, is connected to the network 1 on the stator side. The slip rings of machine 2 are a liq sigkeitsanlasser 6, which is designed in the present case with resolved zero, ver with the commutator rear machine 3 connected. This is excited by a rotating field exciter 4 on the slip ring side, which is driven by a synchronous motor 5.
The excitation of the synchronous excitation machine 4 is adjusted as a function of the network load by the rapid regulator 7 and, depending on its strength, influences the speed of the unit in such a way that with increasing load a speed reduction and thus discharge of the flywheel, with decreasing load, however, a Speed increase and charging of the flywheel takes place. The liquid starter 6 is bypassed in normal operation by a switch 8 which is controlled by an auxiliary motor 9. This auxiliary motor receives its actuating circuit via contacts 14. The parallel switch 8 avoids the execution of the starter 6 with short-circuit contacts.
Switch 8 is closed in normal operation, which means that no additional resistance is switched on in the rotor circuit of the main motor and the buffering of the unit can follow without loss within the normal control range if the rear machine is conveniently dimensioned. If, on the other hand, the load increases to such an extent that the locking area of the rear machine is exhausted, i.e. if the high-speed controller 7 is in the position for the lowest speed, it closes an auxiliary circuit with the help of contacts 16 and a contactor 10 responds. Now another actuating circuit for motor 9 is closed via contacts 15 and thus switch 8 is triggered.
If, on the other hand, the load falls below the value set on the high-speed controller, the excitation of the induction machine 3 is influenced by the high-speed controller in such a way that the set begins to accelerate and the flywheel is charged. The contacts 16 are geöff net, the contactor 10 drops out, the motor 9 closes switch 8 again, the resistor 6 is therefore again briefly closed.
For drives of small and medium-sized Lei, instead of the motor 9 according to FIG. 2, a contactor 11, which is also controlled by the position of the high-speed regulator 7 or a corresponding apparatus, is used to bridge the slip resistance 6.
In existing systems that are retrospectively equipped with a rear machine for lossless control and in which a normal starter is usually present, the unit can be started with the aid of this starter 6, as FIG. 3 shows. Only after starting you switch the front engine from the liquid starter to the rear machine 3 with the help of the order switch 12. In cases of overload, a resistor 13 or a choke coil is automatically switched on in the rotor circuit, which is normally short-circuited by a contactor 17, which is also controlled as a function of the apparatus regulating the speed.
The resistor can expediently be switched on either in a fixed step or one after the other in several steps, the centrifugal masses being discharged. When the load is released, the bridging of the resistance is automatically restored.
The object of the invention is applied not only to mechanically coupled rule sets, but also to elec trically coupled and rule sets with any rear machines, including DC rule sets.
Finally, the method according to the invention can also be used in converters which are used to couple networks of variable frequencies. Here you can cause an automatic activation of the resistance or the choke coil in the rotor circuit of the cascade depending on the frequency fluctuations Fre.