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Kaskade zur Schlupfregelung.
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Synchron- oder Asynchronmaschine antreibt und im Ständer durch den Strom eines mit dem Hauptmotor direkt oder durch eine Übersetzung starr gekuppelten Frequenzwandlers erregt wird. Schliesst man die Schleifringe dieser letzteren Maschine an die Sekundärwicklung eines Stromtransformators an, dessen Primärwiciduno : mit der des Ständers des Hauptmotors in Reihe liegt, so ist der Schlupf des Induktionsmotors annähernd proportional seiner Belastung.
Bei Kraftübertragungssystemen, wie bei Förderanlagen, Walzenstrassen und ähnlichen Antriebes, bei denen die Wucht von Schwungmassen zum Belastungsausgleich herangezogen wird, ist es jedoch erwünscht, dass der Schlupf schneller als die Belastung wächst, denn die Schwungmassen sollen hauptsächlich den Zweck erfüllen, die Belastungsspitzen zu überwinden.
Um diese Forderung zu erfüllen, verwendet man erfindungsgemäss einen Stromtransformator, der so geschaltet ist, dass seine Primärwicklung mit der Primärwicklung jener Maschine in Reihe liegt, welche durch die Kommutatorhintermaschine angetrieben wird. Gleichzeitig können noch ein oder mehrere Transformatoren benutzt werden, durch deren Einstellung eine den Verhältnissen des. jeweiligen Betriebes entsprechende Sehlupfregelung erreicht wird.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel und in der Fi2'. 2 ein Schaubild mit Kennlinien dargestellt.
Ein Asynchronmotor a (Vordermaschine der Kaskade) ist an ein Dreiphasennetz u. an M'ange- schlossen. Seine Schleifringe b sind mit einer Kollektormasehine c (Hintermasehine) verbunden, die. mit einem Generator i direkt gekuppelt ist. Die Maschine c trägt im Ständer eine Kompemationswic, klung cl und eine Erregerwieklung, die von einem Frequenzwandler {gespeist wird, der mit dem Vordermotor direkt oder durch eine Übersetzung starr gekuppelt ist. Die Schleifringe des Frequenzwandlers f sind an die
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und damit auch angenähert proportional der vom Vordermotor a abgegebenen Schlupfenergie.
In vielen Fällen ist es jedoch vorteilhaft, für die Maschine. i eine Synchronmaschine oder eine kompensierte Asynchronmaschine zu verwenden, deren Leistungsfaktoren in weiten Grenzen gleich,, Eins" gemacht werden können.
Eine solche Anordnung ist jedoch vielfach noch nicht für die vorhandenen Betriebsverhältnisse brauchbar, namentlich dann, wenn der normale Schlupf der Asynchronmaschine gegenüber dem durch die Kommutatormaschine erzeugten Zusatzschlupf klein ist. Um diesen Übelstand zu beseitigen, schaltet man erfindungsgemäss noch die sekundäre Wicklung des Stromtransformators o mit denjenigen von zwei Transformatoren m, und v, oder wenigstens mit einer von ihnen, parallel.
Die Primärwicklung des Trans- formators n liegt in Reihe mit der Ständerwicklung des Hauptmotors, diejenige des Transformators ist, in Reihe mit einem Ohmschen Widerstand k und einer Selbstinduktivität !. Anstatt der letzteren kann
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Aufgabe kann auch gelöst werden, wenn eine entsprechend bemessene Synchronmaschine benutzt wird. bei der durch eine Belastungs- bzw. Erregungsänderung der Scheinwiderstand eingestellt werden kann.
Der Zusatzschlupf des Hauptmotors besteht somit aus den drei Komponenten s""%, und von denen jede von jenem Transformator herrührt, dessen Bezeichnung mit dem Index m. n und o über- einstimmt.
In Fig. 2 sind die Werte der einzelnen Zusatzschlupfe in Abhängigkeit von der Belastung A'dar- gestellt. Die Grösse von s", ist unabhängig von der Belastung und kann beliebig geregelt werden, wie dies aus dem parallelen Verlauf oder aus der Parallelverschiebung jener Kurve s", = ff (N) zur Abszisse zu entnehmen ist. Der Zusatzschlupf s ist. in erster Annäherung der Belastung proportional, und durch entsprechende Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Transformators H kann der Winkel, den die Kurve s" mit der x-Achse bildet, beliebig eingestellt werden.
Der Wert von s, nach dem sieh die Kriim- mung der eingezeichneten Kurve richtet, entspricht ungefähr der Sehlupfleistung d. h. dem Produkt aus Belastung und Schlupf des Vordermotors und steigt daher um so steiler an, je grosser die Bela, tunn ist. Durch passende Wahl der Abmessungen der drei Stromtransformatoren kann die neue Anordnung den verschiedensten Betriebsbedingungen angepasst und ein besonders starker Drehzahlabfall in einem bestimmten Belastungsbereieh erzielt werden.
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oder n fortfallen.
Anstatt die Transformatoren anzuzapfen, kann man ihrer Primär- oder Sekundärwicklung auch feste oder regelbare Seheinwiderstände parallel schalten.
Schliesslich kann man auch noch die Primär-oder Sekundärwicklungen von zwei oder mehreren Stromtransformatoren in einem einzigen Apparat parallel geschaltet miteinander vereinigen, so dass mit einer einzigen Sekundär-oder Primärwicklung, die vorteilhaft mit Anzapfungen versehen ist. der geforderte Zweck erreicht werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kaskade zur Schlupfregelung, die aus einer Induktionsvordermasehine mit starr gekuppeltem Frequenzwandler nebst einer mit einer Drehstrommaschine gekuppelten Kommutatorhintermaschine besteht, wobei die letztere durch den Frequenzwandler erregt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringe des Frequenzwandlers (f) an die Sekundärwicklung eines Stromtransformators (o) angeschlossen sind, dessen Primärwicklung vom Strom der mit der Kommutatorhintermaschine (e) gekuppelten Drehstrommaschine (i) durchflossen wird.