Titel: | Der gegenwärtige Stand des Fördermaschinenbaus mit besonderer Berücksichtigung des elektrischen Antriebes. |
Autor: | K. Drews |
Fundstelle: | Band 324, Jahrgang 1909, S. 209 |
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Der gegenwärtige Stand des Fördermaschinenbaus
mit besonderer Berücksichtigung des elektrischen Antriebes.
Von Ingenieur K. Drews.
(Fortsetzung von S. 195 d. Bd.)
Der gegenwärtige Stand des Fördermaschinenbaus mit besonderer
Berücksichtigung des elektrischen Antriebes.
Der Erregerdynamo E (Fig.
13, S. 193) sitzt auf der Umformerwelle. Diese Anordnung hat vor dem
Antrieb durch einen besonderen Drehstommotor den Vorteil, daß man bei Ausbleiben des
Netzstromes den angefangenen Förderzugmittels der im Schwungrad aufgespeicherten
Energie vollenden kann; im anderen Falle könnten Anlaßdynamo und Fördermotor nicht
erregt werden und wären lahmgelegt. Meist ist die Gesamtenergie des Schwungrades so
groß, daß sie noch für 2 bis 3 volle Treiben ausreicht.
Textabbildung Bd. 324, S. 209
Fig. 18. Steuerapparat für den Antriebsmotor der Fördermaschine.
UNR (s. Fig. 13) ist der
eigentliche vom Führer bediente Steuerschalter; Fig.
18 zeigt seine bauliche Ausführung. Wie aus dem Schema ersichtlich,
geschieht das Umsteuern durch Umkehr der Stromrichtung in der Erregerwicklung der
Anlaßdynamo CA, was eine Umkehr der Stromrichtung im
Ankerstromkreise zur Folge hat. Die Stromrichtung im Felde des Fördermotors bleibt
natürlich unverändert.
Textabbildung Bd. 324, S. 209
Fig. 19. Hilfsregulierwiderstand zum Abschalten des Feldes der
Anlaßdynamo.
Bei neueren Ausführungen der A.E.G. ist in den
Steuerschalter noch ein kleinerer Schalter eingebaut, mit dem man, um in größeren
Förderpausen an Energie zu sparen, das Feld des Fördermotors abschalten kann. Die
Einrichtung ist dabei so getroffen, daß die Abschaltung nur in der Nullstellung des
Steuerhebels bewirkt werden kann; solange das Feld offen ist, bleibt auch der
Steuerhebel gesperrt.
Der Notfeldausschalter NFA in Fig. 13 hat den Zweck, durch Abschalten der Erregung der Anlaßdynamo den
Fördermotor stromlos zu machen, d.h. stillzusetzen. Die Betätigung dieses Schalters
geschieht von Hand, wenn etwa der Hauptsteuerhebel versagen sollte. Fig. 19 zeigt den Schalter mit dem Handantrieb. Der
Apparat wirkt aber auch selbsttätig, und zwar wenn die Sicherheitsbremse einfällt;
ihr Gestänge löst einen Sperrhaken aus, der die Bürste für gewöhnlich mit dem vorn
sichtbaren Zahnrade gekuppelt hält.
Fig. 20 zeigt die auf einer Marmortafel montierten
Maximalschalter AMA, Kurzschlußschalter KS und Momentausschalter MA des Schaltungsschemas Fig. 13.
Textabbildung Bd. 324, S. 209
Fig. 20. Maximalautomat mit Kurzschlußschalter für den Bremselektromagneten
und einpoligen Hauptmomentausschalter.
Ersterer löst selbsttätig aus, wenn der Ankerstrom des Fördermotors eine unzulässige
Höhe erreicht. Beim Auslösen wird gleichzeitig der unter ihm sitzende
Kurzschlußschalter betätigt, durch den nach Fig. 13
der Stromkreis des Bremsmagneten BM kurzgeschlossen
wird; wodurch die Sicherheitsbremse in schon früher erörterter Weise zum Einfallen
gebracht wird. Der Maximalausschalter kann vom Führerstande aus mittels
Fernsteuerung eingelegt werden; er springt jedoch stets wieder heraus,
Textabbildung Bd. 324, S. 210
solange die Ursachen des selbsttätigen Auslösens noch
nicht behoben sind. Messungen an dieser Anlage lieferten folgendes Ergebnis:„Glück auf“ 1906.
Dauer des Versuches
8 Stunden
Gefördertes Quantum
657 t (82 t/St.)
Anzahl der Züge
365
Verbrauchte KW/St.
1549
gemessen in der Zuleitung zum Drehstrom-Antriebsmotor.
Textabbildung Bd. 324, S. 211
Fig. 24. Mittelwertskurven der Fördermaschine in Heringen a.d. Werra.
A Volt des Fördermotors, B Amp. des
Fördermotors, C, KW des Drehstrommotors, D, KW des Fördermotors.
Auf den einzelnen Zug entfällt somit ein Energiebedarf von 4,24 KW/St, oder 5,77
PS/St., dabei sind geleistet worden
\frac{1800 \cdot 441}{3600 \cdot 75}=2,94
Schachtpterd-St.
(Durchschnittliche Förderung f.d. Zug 1800 kg, Teufe e441
m.)
Gesamtwirkungsgrad der Anlage
\frac{2,94}{4,77}=0,51.
Die Verluste betragen mithin 5,77 – 2,94 = 2,83 PS/St.
Der Fördermotor gibt bei dem einzelnen Zug 3,57 PS/St. an die Welle ab; es gehen also
durch Schachtreibung, Seilsteifigkeit und Reibungs widerstand der Fördermaschinen
0,63 PS/St, verloren.
Der Fördermotor verbraucht bei dem einzelnen Zug 4,12 PS/St.; der Umformer 5,77
PS/St. Mithin beträgt der Energieverlust im Umformer für einen Zug 1,65 PS/St.
Der leerlaufende Schwungradumformer verbrauchte bei abgeschalteter Erregerwicklung
des Fördermotors t8 PS.
Dieser Verlust ist natürlich immer vorhanden, bei flotter, wie bei geringerer
Förderung. Mit der Anzahl der Züge in der Stunde wird daher der Gesamtwirkungsgrad
fallen. Z.B. beträgt bei nur 180 Zügen mit 324 t Förderung in acht Stunden der
Energiebedarf für einen Zug
5,77+\left(\frac{18 \cdot 8\,(365-180)}{365 \cdot 180}\right)=6,17\mbox{
PS/St.}
Mithin Wirkungsgrad
\frac{2,94}{6,17}=0,477.
Fig. 21–23 stellen die
selbsttätig verzeichneten Kurven dar. Nach Fig. 21 hält sich der
dem Netz entnommene Strom angenähert auf 246 Amp., ein Beweis für das genaue
Arbeiten des selbsttätigen Schlupfreglers. Der Stromabfall an einigen Stellen des
Schaubildes deutet auf etwas längere Pausen an jenen Stellen hin. Im Gegensatz zu
der konstanten Stromstärke des Drehstrom-Antriebmotors steht die stark veränderliche
des Fördermotors, wie sie Fig. 22 für Lastfahrt, Fig. 23 für Seilfahrt
zeigen. Bei Lastfahrt schwankt die Stromstärke zwischen + 1280 und – 800 Amp.
In Fig. 24 sind die Mittelwerte für ein Treiben aus
den registrierten Kurven aufgezeichnet. Da bei dieser Anlage die Förderkörbe
einetagig sind, so findet auch kein Umsetzen der Körbe an der Hängebank statt. Fig. 24a zeigt das Stromdiagramm der Fördermaschine
auf Zeche Zollern II der Gelsenkirchener
Bergwerks-A.-G. mit zweimaligem Umsetzen.
Textabbildung Bd. 324, S. 211
Fig. 24a. Stromdiagramm der Fördermaschine der Zeche Zollern II.
Ein großer Vorteil der Leonardschaltung gegenüber der
reinen Widerstandsregelung besteht in der Zwangsläufigkeit zwischen Stellung des
Steuerhebels und Fördergeschwindigkeit, und zwar für alle Lasten, gleichgültig, ob
diese gehoben oder gesenkt – „eingehängt“ wie der Bergmann sagt – werden.
Diese Eigenschaft bietet nun den weiteren Vorteil, daß man mit einfachen Mitteln
sowohl den Förderkorb an der Hängebank selbsttätig zum Stillstand bringen, d.h. die
Verzögerung im richtigen Augenblick einleiten kann, wie das Zeitmaß des Anlassens,
also die Beschleunigung unabhängig von der Willkür des Führers machen kann. Die
Vorrichtungen hierfür befinden sich am Teufenzeiger und werden von dessen Spindeln
betätigt.
(Fortsetzung folgt.)