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Anordnung zum Reversieren von Drehstrommotoren
In der Technik der elektrischen Antriebe mit Hilfe von Asynchronmotoren besteht oft die Aufgabe, dass die Drehrichtung der Motoren schnell hintereinander umgekehrt werden soll. Ein bekanntes Verfahren zur Umkehrung der Drehrichtung besteht darin, dass die Drehfeldrichtung des Anschlusses an den Motor jeweils mit Hilfe von Schützen umgekehrt wird. Diese Anordnung wird in grossem Umfang praktisch be- benutzt. Sie hat den Nachteil, dass bei häufiger Drehrichtungsumkehr oder auch beim häufigen Ein-und
Ausschalten der Motoren ("Tippen") die Lebensdauer der verwendeten Schalter infolge von Lichtbogenbil- dung in unangenehmer Weise begrenzt ist.
Es ist schon vorgeschlagen worden, mit Hilfe von Starkstromdioden, wie Germanium-oder Silizium- dioden, die parallel zu mechanischen Schaltstrecken gelegt sind, bei Wechsel- oder bei Drehstrom die Ausbildung von Schaltentladungen zu verhindern oder zumindest zu verringern. Diese Wirkung der Dioden beruht darauf, dass an den Schaltstrecken immer dann kein Lichtbogen auftritt, wenn sie in derjenigen Stromhalbwelle geöffnet werden während welcher die parallel liegende Diode stromdurchlässig ist.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Reversieren von Drehstrommotoren mit Hilfe von Schaltstrecken, welche die Drehfeldrichtung umkehren. Erfindungsgemäss sind in Reihe mit den Schaltstrecken (Si und S2) Hilfsschaltstrecken (S1' und S2 ') angeordnet, wobei die zusammengehörigen Phasen zwischen den Schaltstrecken und den Hilfsschaltstrecken miteinander fest verbunden sind und dass die Hilfsschaltstrecken durch Starkstromdioden (7, 8) überbrückt sind, welche die Schaltentladungen an den Schaltstrekken vermindern oder verhindern.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Beispiel für die Erfindung dargestellt. u, v, w ist ein Drehstromsystem, von dem der Asynchronmotor M gespeist wird. Die Phase w ist mit dem Asynchronmotor M fest verbunden, die Phasen u und v des Drehstromnetzes werden in der gezeichneten Weise über insgesamt acht Schaltstrecken mit den beiden übrigen Phasen des Asynchronmotors verbunden, u. zw. ergibt sich an den Klemmen des Asynchronmotors beim Schliessen der Schalter 51 und 51'ein rechtsläufiges Drehfeld, beim Schliessen der Schalter S : und S'ein linksläufiges ; emsprecnend ändert sich die Drehrichtung des Motors.
Das Leitungsstück 1 ist über die Leitung 3 fest mit dem Leitungsstück 2 verbunden, das Leitungsstück 4 über die Leitung 6 fest mit dem Leitungsstück 5. Parallel zu den beiden Schaltstrecken des Schalters 51'liegen Starkstromdioden 7 und 8. Bei der gezeichneten Anordnung liegen diese Dioden gleichzeitig parallel zu den Schaltstrecken des Schalters S'. Durch in Fig. 1 nicht gezeichnete Verriegelungsschalter wird dafür gesorgt, dass, wenn einer der beiden Schalter 51 oder S1. oder diese beiden Schalter geschlossen sind, die Schalter 52 und S'auf jeden Fall offen sind. Das gleiche gilt auch umgekehrt. Dadurch werden Kurzschlüsse verhindert.
Wie man sieht, kommt die Anordnung nach der Erfindung mit nur zwei Dioden aus, was besonders bei grösseren Leistungen, bei denen jede der Dioden 7 und 8 aus parallel-bzw. in Reihe geschalteten Einzeldioden besteht, von Bedeutung ist. Wenn die Schaltstrecken Si, 51" Sz und S2'nicht synchron zur Wechselspannung bzw. zum Wechselstrom geschaltet werden, so tritt durch die Starkstromdioden keine vollständige Vermeidung von Lichtbögen auf, sondern nur etwa bei jedem zweiten Schaltvorgang arbeiten die Schalter lichtbogenfrei ; ausserdem wird aber durch die Wirkung der Dioden die Löschfähigkeit der Schaltstrecken wesentlich erhöht, da sie jeweils eine Entionisierungszeit von der Grössenordnung einer Halbwelle zur Verfügung stellen.
Infolgedessen können verhältnismässig einfache Schütze verwendet werden, beispielsweise Schütze ohne Löschkammern. Wenn die Schütze syn-
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chron schalten, kann man lichtbogenfreies Schalten erreichen. Dazu kann man beispielsweise Si'und 52'etwa eine Halbwelle früher ausschalten als Si und S2 und den Ausschaltzeitpunkt von 51'und 52,'in die Zeitspanne legen, in der die Ströme beider Phasen beide für die Dioden durchlässig sind. In ähnlicher
Weise kann man auch lichtbogenfrei einschalten.
Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Erfindung, bei dem die mechanischen Schaltstrecken synchron zur Wechselspannung betätigt werden, u. zw. mit Hilfe von zwei Nockenschrittschaltwerken, die durch schnell anlaufende Synchronmotoren 9 und 10 bei jedem Schaltvorgang kurzzeitig angetrieben werden. 11 und 12 sind Kondensatoren einer Hilfsphase, 13 und 14 Betätigungsschalter, 15 und 16 Verriegelungsschalter, welche verhindern, dass die Kontakte beider Schrittschaltwerke. gleichzeitig geschlossen werden können. 17 und 18 sind Vorgelege. 19, 20, 21 und 22 bzw. 19', 20', 21'und 22'sind Doppelnocken auf den synchron betätigten Wellen, welche die darüberliegenden Kontakte 23,24, 25 und 26 bzw. 23'. 24', 25'und 26'synchron zur Wechselspannung bzw.
zum Wechselstrom zu derartigen Zeitpunkten ein-und ausschalten, dass in Zusammenwirkung mit den Dioden 7 und 8 keine Lichtbogenentladungen an den Schaltstrecken auftreten. Dazu ist es erforderlich, die Schaltzeitpunkte der jeweils vier Schaltstrecken in bestimmter Weise gegeneinander zu versetzen, u. zw. sowohl die Einschaltzeitpunkte als auch die Ausschaltzeitpunkte, was mit Hilfe einer Einstellung der Doppelnocken auf den synchron umlaufenden Wellen erfolgen kann.
Die Anordnung der Fig. 2 eignetsich für extrem schnelle Schaltfolgen, beispielsweise 10 Schaltungen pro sec, wie sie benötigt werden, wenn Asynchronmotoren in ihrer Tourenzahl nach dem Prinzip des Zweipunktreglers geregelt werden sollen. - Statt der in der Zeichnung dargestellten zweipoligen Unterbrechung derDrehstromzuleitungen kann die Unterbrechung auch dreipolig erfolgen, es können auch statt zwei Dioden drei Dioden, nämlich in jeder der drei Phasen eine, verwendet werden.
Wie man aus Fig. 1 erkennt, könnte man einen der Schalter 5 I'bzw. SI'einsparen, da diese Schalter parallel zueinander liegen und jeweils eine Verbindung der Phasen u und v mit den Leitungsstücken 3 und 6 herstellen. Von dieser Möglichkeit wurde in den Fig. l und 2 der Übersicht halber kein Gebrauch gemacht. Man kann die beschriebene Anordnung kombinieren mit einer Polumschaltung des Asynchronmotors, in dem man beispielsweise bei geöffneten Schaltern St, S ', S undS'am Motor die Polumschaltung spannungslos ausführt. Man kann die Anordnung bei. Schleifringläufern auch kombinieren mit stufenweisem Schalten von Anlasswiderständen, wobei die dazu benötigten Schalter ebenfalls zur Verminderung der Lichtbogenbildung durch Dioden überbrückt werden können.
Durch die Erfindung wird es ermöglicht, mit geringem Aufwand an Dioden und Schaltstrecken infolge des lichtbogenarmen oder lichtbogenfreien Arbeitens der Schaltstrecken Drehstrommotoren beliebiger Leistung sehr oft und in sehr schneller Folge zum Zwecke der Drehrichtungsumkehr oder der Drehzahlreglung oder des Einstellen bestimmter Höhenlagen bei Kränen, Aufzügen usw. zu schalten.