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Anlage mit mehreren frequenzgeregelten
Kurzschlussläufermotoren
Es ist bekannt, dass die Drehzahl und bzw. oder das Drehmoment von Kurzschlussläufermotoren durch
Veränderung der Frequenz und der Höhe der Speisespannung geregelt werden können.
Die Spannung veränderlicher Höhe und Frequenz wird aus einer Spannung konstanter Höhe und Fre- quenz mitHilfe einer Anordnung gesteuerter Ventile gewonnen, die z. B. als Quecksilberdampfgleichrich- ter oder Halbleitergleichrichter ausgeführt sein können.
Der zur Steuerung und zur Regelung der Leistungsstufe 4ienende Regelungsteil ist vorteilhaft ebenfalls aus elektronischen Elementen aufgebaut. Die ganze Anordnung wird im folgenden als Frequenzwandler bezeichnet. Der Aufwand für einen solchen Frequenzwandler ist verhältnismässig hoch und dies hat die
Einführung in die Praxis bisher behindert. Es ist das Ziel der Erfindung, den Aufwand zu vermindern, u. zw. gelingt dies bei Anlagen, die mehrere frequenzgeregelte Kurzschlussläufermotoren enthalten dadurch, dass nicht jeder dieser Antriebe einzeln betrachtet, sondern die Anlage als Ganzes aufgefasst wird.
Der Aufwand für jeden Frequenzwandler ist nämlich davon abhängig, welcher Art die ihn anspeisende Spannung konstanter Höhe und Frequenz ist. Eine dreiphasige Anspeisung mit 50 Hz erlaubt die Ventile in Drehstrom-Brückenschaltung zu verwenden. woraus sich als niederste eine 6 fache Oberwelle = 300 Hz ergibt.
Die Spannung veränderlicher Frequenz kann von 0 bis etwa-= 16 X 2/3 Hz geändert werden.
3 Gebraucht werden je Phase der veränderlichen Frequenz zwölf Leistungsventile und wenn diese Spannung dreiphasig sein soll, insgesamt sechsunddreissig Ventile.
Wenn der Frequenzwandler nur einphasig angespeist wird und in jeder Phase des Frequenzwandlers statt der Drehstrom-Brückenschaltung eine Einphasen-Vollwegschaltung verwendet wird, sind nur vier Ventile je Phase notwendig. Allerdings hat die niederste Oberwelle nur die Ordnungszahl zwei, sie hat also bei 50 Hz Anspeisung 100 Hz. Um ebenso, wie oben auf 300 Hz Oberwelle und 16 2/3 Hz höchste Frequenz auf der Seite der veränderlichen Frequenz zu kommen, muss die einphasige Speisespannung 150 Hz haben. Dem Frequenzwandler für veränderliche Frequenz muss also eine Einrichtung vorgeschaltet werden, die zunächst aus der Netzspannung 50 Hz eine Zwischenkreisspannung mit 150 Hz macht. Die Vereinfachung des Frequenzwandlers für veränderliche Frequenz ist durch diese zusätzliche Einrichtung beeinträchtigt.
Erfindungsgemäss wird nun in einer Anlage mit mehreren frequenzgeregelten Kurzschlussläufermotoren und dementsprechend mehreren elektronischen Frequenzwandlern für diese eine gemeinsame Speisespannungsquelle vorgesehen, die hinsichtlich Phasenzahl und/oder Frequenz vom normalen Industrienetz (3 x 50 bzw. 3 x 60 Hz) abweicht und die so ausgebildet ist, dass die elektronischen Einrichtungen bezüglich Zahl und Ausnutzung der Leistungsstufen und/oder der elektronischen Regelelementegünstiger sind, als bei Anschluss an 3 x 50 bzw. 3 x 60 Hz.
Im obigen Beispiel hätte also die ganze Anlage eine'Speisespannungsquelle für 150 Hz zu erhalten, die allen Frequenzwandlern gemeinsam ist. Es kann dies ein Maschinenumformer oder selbst wieder ein
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elektronischer Frequenzwandler sein. Der auf jeden einzelnen Frequenzwandler für veränderliche Frequenz entfallende Anteil an Baukosten, Instandhaltung usw. dieses gemeinsamen Frequenzwandlers 5/150 Hz ist viel geringer, als wenn jeder Frequenzwandler veränderlicher Frequenz einen eigenen Anspeisesatz hätte.
Der Frequenzwandler 50/150 Hz kann eine Dreiphasenspannung 150 Hz erzeugen und es kann jeder Frequenzwandler für veränderliche Frequenz an eine der drei Phasen so angeschlossen sein, dass die Gesamtheit aller Frequenzwandler möglichst gleichmässig auf die drei Phasen verteilt ist.
Der Frequenzwandler 50/150 Hz kann aber auch zweiphasig sein, wobei jeder Frequenzwandler für veränderliche Frequenz aus zwei gleichen einphasigen Bauteilen besteht, deren jeder an eine der beiden Phasen 150 Hz angeschlossen ist, eine Phase veränderlicher Frequenz erzeugt und eine Phase eines zweiphasigen Kurzschlussläufermotors speist.
Statt der als Beispiel genannten Frequenz 150 Hz können auch andere Frequenzen zweckmässig sein (die jedoch höher als 50 bzw. 60 Hz liegen müssen) oder die Frequenz des gemeinsamen Netzes kann auch Null sein, d. h. es kann ein Gleichstromdreileitersystem sein. In diesem Falle arbeitet der Frequenzwandler für veränderliche Frequenz als Wechselrichter, zweckmässig mit Kondensatorlöschung der Arbeitsventile.
EMI2.1
Die Frequenzwandler werden erfindungsgemäss mit einer gemeinsamen Speisespannung, z. B. 2 x 150 Hz
350 V betrieben, die aus dem Industrienetz 3 X 50 Hz 380 V in einem Maschinenumformer 7 gewonnen wird und die so geartet ist, dass die Frequenzwandler möglichst günstig gebaut werden können.
Der Frequenzwandler 1 ist etwas ausführlicher gezeichnet. Er enthält zwei gleiche, mit elekcroni- schen Elementen arbeitende Gruppen, deren jede von einer Phase des gemeinsamen Speisenetzes 150 Hz ge- speistwird und daraus eine Phase veränderlicher Frequenz macht, wobei diese beiden Gruppen so gesteuert sind, dass die beiden Phasen veränderlicher Frequenz gegeneinander, auf diese Frequenz bezogen, um 900 ver- schoben sind. Die Höhe der Spannungveränderlicher Frequenz ist gleichsinnig zur Frequenz veränderlich, sie darf aberbeiFrequenzverminderung gegen Null wegen der frequenzunabhängigen ohmschen Widerstände im Motor nicht ebenfalls Null werden, sondern sie soll einem Mindestwert, z. B. 50 V, zustreben.
Der Motor 4 hat einen zweiphasig gewickelten Ständer, in dem die um 900 phasenverschobenen Ströme genau so ein Drehfeld erzeugen, wie es in einem normalen Dreiphasenmotor bei dreiphasiger Anspeisung entsteht, jedoch sind seine Grösse und Drehzahl durch Regelung des Frequenzwandlers 1 einstellbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anlage mit mehreren Kurzschlussankermotoren, deren Drehzahlen und bzw. oder Drehmomente unabhängig voneinander durch Regelung der Grössen und Frequenzen der den einzelnen Motoren zugeführten Spannungen mit Hilfe von ruhenden, elektronischen Einrichtungen (Umrichtern, Wechselrichtern) geregelt werden, wobei eine allen oder mindestens einigen elektronischen Einrichtungen gemeinsame Speisespannungsquelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese gemeinsame Speisespannungsquelle hinsichtlich Phasenzahl und bzw. oder Frequenz vom normalen Industrienetz (3 X 50 Hz bzw.
3 x 60 Hz) abweicht und so ausgebildet ist, dass die elektronischen Einrichtungen bezüglich Zahl und Ausnutzung der Leistungsstufen und bzw. oder der elektronischen Regelelernente günstiger sind als bei Anschluss an 3 x 50 Hz bzw. 3 x 60 Hz.