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Anordnung zum selbsttätigen Anlassen von Einankerumformern.
Beim Anlassen von Einankerumformern von der Wechselstromseite ergeben sich dadurch Schwierigkeiten, dass die Polarität der Gleichstromseite keine bestimmte ist. Sie hängt davon ab, in welchem Augenblick der Umformer in Synchronismus kommt, und es gelingt häufig erst nach mehrfachen Fehlschaltungen auf der Gleichstromseite die richtige Polarität zu erhalten.
Die Erfindung besteht in einer Anordnung, bei der das Heraussuchen der richtigen Polarität
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der Anlassstufen bis zur Abgabe eines Gleichstromes von richtiger Polarität vollständig selbsttätig vollzieht.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach der Erfindung beruht auf der bekannten Verwendung eines Relais zur Beeinflussung der Erregung des Umformers, dessen Anker bei annäherndem Synchronismus in Schwingungen gerät und dabei erfindungsgemäss einen der Erregerwicklung des Umformers vorgeschalteten Widerstand abwechselnd kurzschliesst und einschaltet. Durch den Vorschaltwiderstand in der Erregung des Umformers bei falscher Polarität wird das Feld geschwächt, wodurch der Rotor verzögert wird ; bei Kurzschluss des Widerstandes also bei voller Feldstärke wird der Rotor wieder beschleunigt, und dieses Spiel wiederholt sich solange bis der Umformer bei richtiger Polarität synchron läuft. Der Widerstand bleibt dann kurzgeschlossen.
Durch ein Zeitrelais, welches nur bei Gleichstromspannung oder annähernd Gleichstromspannung des Umformers anspricht, wird nach einiger Zeit der Umformer, der mit einem Drittel der Wechselspannung angelassen wurde, an die volle Spannung gelegt und ist dann betriebsbereit.
Eine Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben.
Der Einankerumformer 1 wird von dem Transformator 2 gespeist, dessen Primärwicklung über den Ölschalter 3 an das Netz 4 angeschlossen ist. Um den Einankerumformer mit einer Teilspannung anlassen zu können, ist der Transformator auf der Sekundärseite mit einer Anzapfung 5 versehen. Mittels des Umschalters 6 kann der Umformer von der Anlassspannung auf die volle Spannung umgeschaltet werden.
Der Erregerwicklung 7 des Umformers 1 ist ein Widerstand 8 vorgeschaltet, der durch ein Differentialrelais 9 abwechselnd kurzgeschlossen und eingeschaltet werden kann. Dieses Relais ist mit zwei Wicklungen 10 und 11 versehen, deren eine 10 von einer konstanten Spannung 12 erregt wird, während der Erregerstrom der anderen Spule 11 von der Bürste 32 des Umformers über die Leitung 33, den in der Stellung I geschlossenen Schalter 24 über Spule 11 und Leitung 34 zur anderen Bürste 35 verläuft. Der Erregerstrom der Spule 11 wechselt also je nach der Polarität des Umformers seine Richtung. Dadurch wird die konstante Erregung abwechselnd aufgehoben und verstärkt, so dass der Anker abwechselnd sinkt und wieder angezogen wird. Die Anordnung ist so getroffen, dass bei richtiger Polarität der Widerstand kurzgeschlossen ist.
An Stelle des Differentialrelais kann man auch ein polarisiertes Relais verwenden, dessen Anker je nach der Stromrichtung nach rechts oder links ausschlägt und dabei den Widerstand kurzschliesst oder einschaltet.
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Die Betätigung von Ölsehalter und Anlassschalter erfolgt auf elektromagnetischem Wege durch die Magnetspulen 14 und 15, die durch das Schütz 16 gesteuert werden. Dieses wird wiederum durch den nach jedem Kommando sofort wieder in seine Mittelstellung zurückkehrenden Steuerschalter 17 betätigt. Die Schalter 14 und 15 enthalten je zwei Magnetspulen 14', 14"und 15', 15". Wenn z. B. die Spule 14'unter Strom gesetzt wird, so zieht sie den Kern hinein und betätigt dadurch einen Schalter 30, der die Magnetspule von der Stromquelle trennt, so dass sie nicht dauernd unter Spannung steht und gleichzeitig den Stromkreis für die Betätigung der anderen Magnetspule M" vorbereitet. Der Schalter 15 arbeitet ebenso in Verbindung mit dem Schalter 31.
Die Anlassvorrichtung wirkt nun folgendermassen : Wenn durch den Steuerschalter 17 das Kommando "Ein" gegeben wird, so verläuft ein Strom von dem Pluspol der Gleichstromquelle 12 über den Steuerschalter 17, die rechte Magnetspule des Schützes 16 und zum Minuspol der Stromquelle 12 zurück. Dadurch legtsieh-der-Sehalthebel 18 nach rechts und legt zunächst über die Kontakte 19', 19", die Spule 15'des Anlassschützes 15 an Spannung.
Indem diese ihren Kern einzieht, legt sie den Hebel des Anlassschalter 6 in die Stellung 1. Dabei wird auch der Schalter 21, der in dem Stromkreis der Magnetspule 1 liegt, geschlossen und diese erhält über die Kontakte 20', 20"des Schützes 16 Strom und zieht ebenfalls ihren Kern ein, so dass nun auch der Ölschalter 3 geschlossen wird. Auf der Gleichstromseite entsteht zunächst eine Wechselspannung, derenFrequenz in demMasse abnimmt, wie sich der Umformer dem Synchronismus nähert.
Der Anker des Relais 9, der bei rascher Folge der Polwechsel infolge seiner magnetischen Trägheit zunächst in Ruhe blieb, beginnt nun zu schwingen, wobei er abwechselnd den der Erregerwicklung 7 vorgeschalteten Widerstand 8 kurzschliesst und einschaltet. Das Relais ist so geschaltet, dass bei falscher Polarität das Feld des Umformers geschwächt wird, dabei wird der Läufer verzögert. Wenn das Feld durch den Kurzschluss des Widerstandes wieder gestärkt wird, so erhält er einen neuen Anstoss, bis er schliesslich mit der richtigen Polarität in den Synchronismus schlüpft.
Der Widerstand bleibt dann dauernd
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Der Erregerstromkreis eines Relais 13 ist über den Anker des Relais 9 geführt und wird beim jedesmaligen Kurzschliessen des Widerstandes 8 an die Ankerspannung des Umformers gelegt. Der Erregerstrom fliesst dann von der Bürste 32 über die Leitung 33 und den Schalter 24 zur Spule 13 und weiter über die Kontaktbrücke 9 und Leitung 34 zur Bürste 35.
Wenn der Umformer synchron läuft, ist Gleichstromspannung vorhanden ; das Relais, das mit Verzögerung arbeitet, zieht nach einer gewissen Zeit seinen Kern ein und gibt über Kontakt 22 dem Anlassschalter 15"das Kommando zum Weiterschalten auf Stellung 11. Der Strom für die Spule 15"verläuft dann vom Pluspol der Steuerstromquelle 12 über die Kontaktbrücke 22 des Relais 13 zur Spule 15"und über den Schalter 31 zum Minuspol der Stromquelle 12 zurück. - Dabei öffnen sich die Schalter 23 und 24, so dass die Spulen der beiden Relais 9 und 13 abgeschaltet werden. Gleichzeitig wird das Relais 9 durch den Schalter 28 überbrückt, der beim Übergang auf 11 geschlossen wird.
Der Umformer ist nun betriebsbereit, und man kann durch ein Signal, z. B. ein Transparent, mit der Aufschrift"betriebsbereit", durch eine Glimmlampe usw., die Betriebsbereitschaft des Umformers an der Schalttafel anzeigen.
Der Überstroimehalter 29 liegt parallel zu dem Kommandogeber 17. Durch das Ansprechen des Relais 29 wird der gleiche Steuerstromkreis geschlossen, wie wenn der Steuerschalter 17 auf "Aus" gestellt würde. Es fliesst dann ein Strom vom Pluspol der Steuerstromquelle 12 über die Brücke des Schalters 29 durch die Leitung 38 zur linken Spule des Magnetschalter 16, der den Kontakthebel 18 nach links legt.
Dabei werden die Kontakte 36 und 37 miteinander verbunden und es fliesst ein Strom vom Pluspol über Leitung 39, Kontakte 36 und 37 durch die Spule 14"und über den Schalter 30 zum Minuspol zurück.
Die Spule 14" zieht ihren-Kern nach links, wodurch der Hauptschalter 3 geöffnet wird.
Wenn durch irgendeine Störung der Ölschalter 3 herausfällt, so werden die Schalter 25 und 26 geöffnet. Durch den Schalter 25 wird der Widerstand 8 in den Erregerkreis des Umformers eingeschaltet, so dass die Erregung des Ankers geschwächt wird und er seine Gleichstromspannung verliert. Das Wiedereinschalten kann nun ohne weiteres dadurch erfolgen, dass durch den Steuerschalter 17 von neuem das Einschaltkommando gegeben wird. Der Vorgang des Anlassens wiederholt sich dann, wie vorstehend beschrieben.
Wenn z. B. unter der Wirkung des Überstromrelais 29 der Ölschalter 3 herausfällt, solange sich der Anlassschalter noch in der Stellung I befindet, so wird ebenfalls der Schalter 25 geöffnet. Dadurch wird der Vorschaltwiderstand 8 eingeschaltet und die Erregung soweit herabgesetzt, dass in den Anlassstufen des Transformators keine gefährlichen Spannungen auftreten können. Gleichzeitig mit dem Ausschaltschütz 14" des Ölschalterantriebes wird durch Schalter 29 auch die Spule 15 an das Netz 12 angeschlossen und dadurch der Anlassschalter 6 betätigt, so dass er in die Stellung 11 übergeht.
Die Anlassvorrichtung befindet sich nun wieder in der Stellung, in der sie vor dem Anlassen war und der Umformer kann von neuem angelassen werden, indem mit dem Steuerschalter 17 lediglich das Einschaltkommando gegeben wird.
Wird der Anlassschalter zu früh in die Stellung I zurückgeführt, d. h. bereits zu einer Zeit, wo der Umformer noch mit hoher Drehzahl läuft und infolgedessen Spannung abgibt, so besteht die Gefahr, dass
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die Anlassstufen des Transformators beschädigt werden. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass das Anlassschütz-M'in Abhängigkeit von der Gleichspannung verriegelt wird und erst dann für die neue Einschaltbewegung freigegeben wird, wenn die Gleichspannung unter ein gewisses
Mass gesunken ist. Die Verriegelung kann z.
B. dadurch erfolgen, dass der Stromkreis, der den Anlasser aus der Stellung II in die Stellung 1 zurückführt, über einen Relaisschalter 27 geleitet ist, dessen Kontakte geöffnet sind solange der Umformer noch eine gewisse Spannung liefert und die sich erst dann schliessen und den Steuerstrom hindurchlassen, wenn bei sinkender Gleichspannung des Umformers das Relais 27 seinen Kern loslässt. Das Relais 27 hat also die Gleichspannung des Umformers zu überwachen. Sein
Erregerstromkreis führt demgemäss von der Bürste 32 über die Leitung 33 und 40 zur Spule 27 und über die Leitung 34 zur Bürste 35. Gegebenenfalls verwendet man hiefür das Zeitrelais 13. Die Verriegelung des
Schützes kann auch in anderer Weise erfolgen, indem man z.
B. eine elektromagnetisch betätigte Sperr- klinke unmittelbar auf den Kontaktgeber 16 wirken lässt oder indem das Relais 27 den Einschaltstrom- kreis des Schützes 18 unterbricht.
Die Anordnung nach der Erfindung stellt ein einfaches und unbedingt zuverlässiges Mittel dar, um das sonst schwierige Anlassen von Einankerumformern in sicherer Weise zu vollziehen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum selbsttätigen Anlassen von Einankerumformern mit einer Teilspannung auf der
Wechselstromseite unter Verwendung eines Relais zur Beinflussung der Erregung des Umformers, gekenn- zeichnet durch einen Vorschaltwiderstand im Erregerkreise des Umformers, der bei richtiger Polarität durch das Relais kurzgeschlossen wird.