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Vorrichtung zum Bremsen eines Schleifring-Asynchronmotors
Die vorliegende Erfindung'bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bremsen eines SchleifringAsynchronmotors mit Gleichstromerregung einer der beiden aus Stator- und Rotorwicklung gebildeten Motorwicklungen.
Es ist an sich bekannt, einen Asynchronmotor durch Speisung zweier Phasen seiner Statorwicklung mit Gleichstrom und Belastung des Rotors über regulierbare Widerstände abzubremsen.
Um einen ausgeglichenen Verlauf der Bremsung zu erreichen, ist es notwendig, die Rotorwiderstände der vorhandenen Drehzahl anzupassen. Eine weitere Beeinflussungsmöglichkeit besteht in der Anpassung der Erregung, die mit Vorteil in Abhängigkeit vom Strom der Rotorwiderstände gesteuert wird. Damit wird eine Kompensation des Lasteinflusses auf den Verlauf der Bremsung erreicht. Ferner ist eine Vorrichtung zum Bremsen eines Asynchronmotors bekannt, bei welcher die Bremsenergie in an dem Rotor angeschlossenen Widerständen vernichtet wird, wobei in Seme zu diesen Widerständen ein GrätzGleichrichter und die Statorwicklung geschaltet sind. Der Nachteil dieser Schaltung besteht einerseits darin, dass die Bremsenergie des Rotors in Widerständen vernichtet wird, und anderseits in der Trägheit des Regulierkreises für die Bremswiderstände.
Weiter ist eine Bremsvorrichtung für einen Asynchronmotor bekannt, bei welcher zwei Phasen der Statorwicklung für die Erregung mit Gleichstrom gespiesen werden. Der aus dem Netz bezogene Erregerstrom wird in einem Quecksilbergleichrichter gleichgerichtet und den zwei Phasen des Stators zugeführt. Die Gitter des Quecksilber- gleichrichters werden'Von einem rotorstromabhängingen Signal gesteuert. Die Bremsenergie wird in einem regulierbaren Flüssigkeitswiderstand vernichtet.
Es ist weiter bekannt, bei Schaltungen für den Anlauf an Stelle von regulierbaren Rotorwider- ständen, Anordnungen von ungesteuerten. und/oder gesteuerten Ventilen zu verwenden, die eine Beeinflussung des Anlaufdrehmomentes und eine Rückspeisung der nicht benötigten Rotorenenergie an das Netz erlauben. Asynchronmotoren, bei welchen die Bremsenergie in das Netz zurückgeführt werden kann, sind jedoch nicht bekannt.
Es ist Ziel der erfindungsgemässen Vorrichtung e ! ne einfache Schaltung zu erhalten, verbunden mit der Möglichkeit die ganze Bremsenergie an das Speisenetz zurückzuführen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Sekundärwicklung über ungesteuerte und/oder gesteuerte elektrische Ventilanordnungen die mit dem Speisenetz des Motors in Verbindung stehen und über ein Schaltelement an der Primärwicklung angeschlossen ist, wobei die dem jeweiligen Bremsmoment entsprechende Bremsenergie an das Speisenetz zurückgeführt wird, und der zwischen den Ventilanordnungen auftretende Gleichstrom ganz oder teilweise zur Erregung der Primärwicklung dient.
Eine besonders vorteilhafte Lösung wird erreicht, wenn die elektrischen Ventile eine an die SchleifringederRotorwicklungangeschlossene, ungesteuerte Grätz-'Brücke und eine in Serie dazu geschaltete und an das Speisenetz angeschlossene, durch eine Bremsprogrammsteuerung gesteuerte zweite Grätz-Brücke bilden.
Weitere Erfindungsmerkmale sind aus der Be-
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folgendenweise erläutert.
In der Zeichnung zeigt : Fig. l ein Schema der Vorrichtung mit äusserer Gleichstromquelle. Fig. 2 ein Diagramm der verschiedenen Statorströme des Motors, und Fig. 3 ein Schema der Vorrichtung ohne äussere-Gleichstromquelle..'
Die Vorrichtung besteht aus einem Asynchronmotor M mit- dem Stator S, dem Rotor R und den Rotorschleifmngen B. Die drei Statorphasen sind am Dreiphasen-Ortsnetz Ra über ein Schalt- schütz a angeschlossen. Die Schleifringe B sind mit einer aus sechs Gleichrichter-Ventilen Ve bestehenden GrÅatzschen, Brücke Ps verbunden.
Eine andere Grätzsche Brücke Pt, bestehend aus sechs gittergesteuerten Thyratronröhren T, dient als Wechselrichter ssii den duroh die Brücke Ps gleichgerichteten Rotorstrom I, und speist densel-
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gedeutetes Bremsprogramm PF gesteuert. Eine der beiden Verbindungen zwischen den. Brücken. Ps und Pt ist mit'zwei Phasen des Stators S über das Schaltschütz c verbunden. In diesem Kreis fliesst der Strom I. Die'beiden Phasen werden anderseits auch durch den Gleichstrom i aus einer weiteren Gleichrichterbrücke Re über das Schaltschütz b gespeist. Dieser Gleichrichter Re ist seinerseits an das Speisenetz angeschlossen.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist wie folgt :
Beim Bremsen wird das Schaltschütz a geöffnet und trennt den Stator des Motors M vom Netz Ra.
Gleichzeitig schliesst das Schaltschütz b den Erregerkreis der Statorwicklung S, worauf in dieser ein Strom i entsteht. Dieser durch den Gleichrichter Re gelieferte Erregerstrom i wird durch eine Selbstinduktion 12 geglättet. Der Strom i muss, um beispielsweise den nominalen LeerlaufKraftfluss des Motors zu erzielen, geregelt sein.
Sobald ein Strom i entsteht, so tritt an den Motorschleifringen B sowie am Grätz-Gleichrich- ter Ps eine Spannung auf. Der Sehützenschalter c tritt in Tätigkeit, indem seine Kontakte 1 und 2 schliessen und der für den Anlauf benötigte Kontakt 3 öffnet, wodurch die Statorwicklung S des Motors in Serie zwischen die Brücken Ps und Pt
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Brücke Ps gelieferte Rotorstrom I durchfliesst nun ganz oder teilweise die zwei Phasen der Statorwicklung, je nachdem ein Nebenschlusskreis am Stator, wie er weiter unten beschrieben wird, vorhanden ist oder nicht.
Auf diese Weise addiert sich der Strom I ganz oder teilweise zum Strom i, proportional zu dem im Rotor R induziertem Strom, so dass die Ankerrückwirkung der Maschine kompensiert wird, wodurch ein sehr hohes maximales Bremsmoment erzielbar ist, das dem mehrfachen Nennbremsmoment der Asynchronmaschine entspricht.
Die Kurven der Fig. 2 zeigen die verschiedenen Ströme in Funktion des Rotorstromes Ir. Man erkennt daraus, dass der Sarom i in Funktion des Stromes Ir sehr rasch abnimmt. Der totale Erregerstrom, d. h. der Strom I +i fällt praktisch mit dem Strom I zusammen, wenn I gross ist an bezug
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Die Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform, wobei die äussere Gleichstromquelle Re weggelassen wird. Die notwendige Grunderregung zur Einleitung des Bremsvorganges kommt dadurch zu Stande, dass die Ventilanordnung Pt, in Fig. 3 aus Transistoren'bestehend, derart beeinflusst wird, dass über die Ventilanordnung Pf, die Statorwick- lung S des Motors und die Ventilanordnung Ps durch Gleichrichtung des Netzes Ra in der Ventilanordnung Pt, ein Zirkulationsstrom Siessen kann, ohne dass die Rotorspannung vorhanden ist.
So- bald dieser Zirkulationsstrom zu fliessen'beginnt, wird der Stator S erregt, die Rotorspannung baut sich auf, und der Rotorstrom beginnt über die Ventilanordnung Ps zu fliessen und übernimmt nun ganz oder teilweise die Erregung des Stators, je nachdem ein Nebenschlusskreis am Stator vorhanden ist oder nicht. Die Ventilanordnung Pt arbeitet nun ihrerseits als Wechselrichter.
Der gemeinsame Vorteil der beiden beispielsweise aufgeführten Vorrichtungen liegt darin, dass der ganze, dem jeweiligen Bremsmoment entsprechende Rotorstrom in das Speisenetz Ra zurückgeführt wird.
Die gesteuerte Ventilanordnung Pt ermöglicht, die Intensität des gleichgerichteten Rotorstromes und damit das Bremsmoment zu regeln, also eine Verzögerung in Funktion eines gegebenen Programms zu erzielen. Es ist zu bemerken, dass es gelegentlich nötig ist, dem Stator nur einen Teil des gleichgerichteten Rotorstromes zuzuführen. Es
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Motors zu regeln. In diesem Fall verteilt sich der Strom auf die Statorwicklung und die Nebenschlusswicklung im gleichen Verhältnis, sowohl im stationären Zustand als auch bei zeitlicher Anderung desselben. Auf diese Weise lässt sich durch zweckmässige Einstellung der Konstanten des Ne- bensohlusskreises der gleichgerichtete Teilstrom, der den Stator durchfliessen muss, nach Belieben dosieren.
Es ist auch zu erwähnen, dass an Stelle der vor- gesehenen Selengleichrichter auch GermaniumGleichrichter oder Silizium-Dioden verwendbar sind. An Stelle von Thyratronröhren können ferner auch Halbleiterelemente vorgesehen sein. An Stelle der Thyratron-Gittersteuerung wären dann entsprechende Halbleitersteuerungen zu verwen- den.
In Fig. I und 3 wird gezeigt, wie die Statorwicklung S als Primärwicklung mit Gleichstrom erregt und der in der Sekundärwicklung (Rotor R) erzeugte Bremsstrom in der Brücke Ps gleichgerichtet wird. Analog kann aber auch die Rotorwicklung R als Primärwicklung mit Gleichstrom erregt und der in der Sekundärwicklung (StatorS) erzeugte Bremsstrom in der Brücke Ps gleichgerichtet werden.
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