CH105335A - Procedure for starting synchronous induction motors. - Google Patents

Procedure for starting synchronous induction motors.

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CH105335A
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CH
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motor
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synchronous induction
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German (de)
Inventor
Cie Aktiengesellschaft Boveri
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Bbc Brown Boveri & Cie
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Description

  

  Verfahren zum Anlassen von Synchron-Induktionsmotoren.    Um Synchron-Induktionsmotoren anzu  lassen, verwendet man einen bei Induktions  motoren üblichen, mehrphasigen Anlasswider  stand, welcher an die Schleifringe bezw.  Klemmen des Sekundärsystems angeschlossen  wird. Der Motor wird beim Anlauf genau wie  ein gewöhnlicher Induktionsmotor behandelt,  indem der Anlasswiderstand zunächst auf sei  nen grössten Wert eingestellt und .dann mit  zunehmender Drehzahl des Motors nach und  nach kurzgeschlossen wird. Um den. Motor  aber in den Synchronismus zu bringen, ist die  Zuführung eines Gleichstromerregerfeldes er  forderlich, und zu diesem Zwecke wird in den  meisten Fällen eine Gleichstromerregerma  schine vorgesehen, welche mit dem Motor un  mittelbar gekuppelt oder von einer fremden  Kraftquelle angetrieben wird.

   Im allgemeinen  wird die Gleichstromerregung dem Motor schon  während des Anlaufens zugeführt. Dies hat  aber den Nachteil, dass in der Primärwick  lung des Motors, welche an das Wechsel  stromnetz .angeschlossen ist, durch das nicht  synchron rotierende Gleichstromfeld Wechsel  ströme induziert werden von einer Frequenz,    welche kleiner als die Netzfrequenz ist. Diese  Ströme von netzfremder Frequenz schliessen  sich aber .auf das Primärnetz und überlagern  sich den Netzströmen. Da, die Impedanz des  Netzes für diese induzierten Ströme relativ  klein ist, so stellt das Netz für sie gewisser  massen einen Kurzschluss dar und ihre Grösse  ist derart, dass sie die Maschinen und Leitun  gen hoch beanspruchen.

   Die Folge ist, dass  ein Spannungsabfall am Motor eintritt, dass  der Motor ein grösseres Drehmoment, wegen  der hinzukommenden .eigenen Generatorlei  stung entwickeln muss, und dass damit seine  Schlupffrequenz erhöht wird. Hierin liegt  aber eine Erschwerung des Intrittkommens  des Motors, d a die Beschleunigung zur Er  reichung des Synchronismus um so grösser  sein muss, je grösser der.Drehzahlsprung von  der erreichten Tourenzahl bis zur synchronen  Tourenzahl ist.  



  Um diesen Nachteil zu' vermeiden, hat  man das Verfahren auch bereits dahin ab  geändert,     dass'    die Erregermaschine erst nach  dem Kurzschluss des     Anlasswiderstandes    in  den Sekundärkreis eingeschaltet wurde. Die-      ses Verfahren erfordert, um erfolgreich zu  sein, eine genaue Beobachtung des Zeitpunk  tes der Einschaltung. In gewissen Zeitpunk  ten würde das sogenannte "Synchronmo  ment", das ist das Drehmoment, welches als  Folge der Gleichstromerregung im Motor auf  tritt, mit dem "Asynchronmoment", das ist das  Drehmoment, welches das primäre Wechsel  stromfeld (Drehfeld) im Motor erzeugt,  gleichgerichtet, in andern Zeitmomenten ent  gegengerichtet sein. Je nach Wahl des Zeit  punktes der Zuschaltung wird also die Be  schleunigung in richtigem oder unrichtigem  Sinne erfolgen.

   Es sind technische Mittel be  kannt, welche das Erfassen des richtigen Zeit  momentes für die Einschaltung gestatten. Das  Verfahren hat aber den Nachteil, dass das  Zuschalten der Gleichstromerregung eine grö  ssere Umschaltung der sekundären Strom  kreise erfordert und daher auch nicht stossfrei  vor sich geht. Die kurzseitige Öffnung der  kurzgeschlossenen Sekundärkreise, auch wenn  dabei Hilfswiderstände verwendet werden,  bedingt eine vorübergehende Schwächung des  Drehmomentes, also ein geringes Abfallen der  Tourenzahl, so dass der Vorteil der späteren  Zuschaltung der Gleichstromerregung wieder  verloren geht.  



  Es ist nun Gegenstand der Erfindung ein  Verfahren zum Anlassen von Synchron-In  duktionsmotoren, nach welchem zu Beginn  des Anlassens die Gleichstromerregermaschine  unerregt in den sekundären: Stromkreis des  Motors eingeschaltet wird und nach welchem  die Einschaltung der Erregung der Gleich  strommaschine gleichzeitig oder nahezu  gleichzeitig mit dem Kurzschliessen des An  lasswiderstandes für den Motor erfolgt. Dies  kann zum Beispiel dadurch erreicht werden,  dass die Erregung der Gleichstrommaschine  mit dem Verschieben des Schalthebels des  Motoranlasswiderstandes auf eine der letz  ten oder die letzte Kontaktstufe selbst:  eingesehaltet wird.

   Hierbei wird noch  ein besonderer Vorteil dadurch erreicht, dass  die Gleichstromerregung des Asynchronmotors  zu einer Zeit erfolgt, in welcher auch das  Asynchronmoment noch beschleunigend, und    zwar drehzahlerhöhend wirkt, und dass sich  dabei der Motor so einstellt, dass sich beide  Drehmomente unterstützen. Das "in Syn  chronismus kommen" geschieht hierbei mit  grosser Energie und in kürzester Zeit. Hierbei  werden aber die oben geschilderten Nachteile  der bekannten Verfahren vermieden.  



  Das Verfahren sei anband des Ausfüh  rungsbeispiels der Zeichnung näher erläutert.  In der Figur bedeutet N ein Dreiphasen  netz, Sch den Hauptschalter, M den Syn  chron-Induktionsmotor mit dem Primärteil  (Stator) P und dem Sekundärteil (Rotor) Q,  welcher die Schleifringe S,, S2, S3 besitzt. An  diese Schleifringe ist der dreiphasige Anlass  widerstand A angeschlossen, .auf welchem der  Kontaktarm 11 schleift. In die Verbindungs  leitung von S, mit dem Anlasser A ist die  Gleichstrommaschine G eingeschaltet, deren  Erregerwicklung E mit dem einen Ende an  die Bürste ss1 der Gleichstrommaschine ge  legt ist, während das andere Ende mit dem  auf der Kontaktbahn des Anlassers     befind-          lieben    Kontakt K über den Nebenschlussregu  lierwiderstand P verbunden ist.

   Zunächst be  findet sich der Kontaktarm 11 in der unter  sten Lage, so dass der ganze Widerstand des  Anlassers dem Sekundärteil Q vorgeschaltet  ist. Der Motor läuft als Asynchronmotor mit  grossem Drehmoment an. Mit steigender Tou  renzahl wird der Arm H nach oben bewegt.  Die Gleichstrommaschine C ist nun so lange  unerregt, als der Arm 11 den Kontakt K  nicht berührt. Diese Berührung tritt aber,  wie ersichtlich, erst ein, wenn der Anlasser  nahezu kurzgeschlossen ist. Es ist in den  Fällen, in welcher die Zeitkonstante der     Er-          regerwichlung    E gross ist, zweckmässig, die  Einschaltung der Erregerwicklung E schon  am vor- oder drittletzten Kontakt des An  lassers zu bewerkstelligen, damit die Ma  schine G beim Übergang auf den letzten Kon  takt schon ihr volles Feld besitzt.



  Procedure for starting synchronous induction motors. In order to let synchronous induction motors, one uses a standard induction motor, multi-phase starting resistor, which BEZW on the slip rings. Terminals of the secondary system is connected. When starting, the motor is treated exactly like an ordinary induction motor, in that the starting resistance is first set to its highest value and then gradually short-circuited as the speed of the motor increases. To the. But to bring the motor into synchronism, the supply of a DC exciter field is required, and for this purpose a DC exciter machine is provided in most cases, which is indirectly coupled to the motor or driven by an external power source.

   In general, the DC excitation is supplied to the motor while it is starting. However, this has the disadvantage that in the primary winding of the motor, which is connected to the alternating current network, the non-synchronously rotating direct current field induces alternating currents of a frequency which is lower than the mains frequency. However, these currents of non-network frequency close to the primary network and are superimposed on the network currents. Since the impedance of the network for these induced currents is relatively small, the network represents a short circuit for them to a certain extent and their size is such that they place high demands on the machines and lines.

   The result is that a voltage drop occurs on the motor, that the motor has to develop a greater torque because of the additional generator power, and that its slip frequency is increased. However, this makes it more difficult for the engine to start, since the acceleration to achieve synchronism must be greater the greater the jump in speed from the number of revolutions achieved to the number of revolutions synchronized.



  In order to avoid this disadvantage, the method has already been changed in such a way that the exciter was only switched on after the short circuit of the starting resistor in the secondary circuit. In order to be successful, this procedure requires careful observation of the time at which it is switched on. At certain times, the so-called "synchronous torque", that is the torque that occurs as a result of the DC excitation in the motor, would be combined with the "asynchronous torque", that is the torque that the primary alternating current field (rotating field) generates in the motor, be in the same direction, in other moments of time be counter-directed. Depending on the choice of the point in time of connection, the acceleration will take place in the correct or incorrect sense.

   There are technical means be known, which allow the capture of the correct time moment for activation. However, the method has the disadvantage that switching on the direct current excitation requires a larger switchover of the secondary circuits and therefore does not proceed smoothly. The short-side opening of the short-circuited secondary circuits, even if auxiliary resistors are used, causes a temporary weakening of the torque, i.e. a slight decrease in the number of revolutions, so that the advantage of later switching on the DC excitation is lost again.



  The invention now relates to a method for starting synchronous induction motors, according to which at the beginning of starting the DC exciter machine is unexcited in the secondary: the motor circuit is switched on and after which the activation of the excitation of the DC machine simultaneously or almost simultaneously with the The starting resistor for the motor is short-circuited. This can be achieved, for example, by keeping the DC machine excited by moving the switch lever of the motor starting resistor to one of the last or the last contact level itself.

   A particular advantage is achieved in that the direct current excitation of the asynchronous motor takes place at a time in which the asynchronous torque is still accelerating, namely increasing the speed, and that the motor adjusts itself so that both torques support each other. The "getting into synchronicity" happens with great energy and in a very short time. However, the disadvantages of the known methods described above are avoided here.



  The method is explained in more detail using the Ausfüh approximately example of the drawing. In the figure, N means a three-phase network, Sch the main switch, M the synchronous induction motor with the primary part (stator) P and the secondary part (rotor) Q, which has slip rings S ,, S2, S3. The three-phase starting resistor A is connected to these slip rings, on which the contact arm 11 slides. In the connection line from S to starter A, the DC machine G is switched on, one end of which is connected to the brush SS1 of the DC machine, while the other end is connected to the contact K on the contact path of the starter is connected via the shunt regulator resistor P.

   First of all, the contact arm 11 is in the lowest position so that the entire resistance of the starter is connected upstream of the secondary part Q The motor starts as an asynchronous motor with high torque. As the number of tours increases, arm H is moved upwards. The DC machine C is now de-excited as long as the arm 11 does not touch the contact K. As can be seen, this contact only occurs when the starter is almost short-circuited. In those cases in which the time constant of the excitation winding E is large, it is advisable to switch on the excitation winding E on the penultimate or third-last contact of the starter so that the machine G switches to the last contact already has her full field.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zurr Anlassen von Synchron Induktionsmotoren unter Verwendung einer CTleichstromcrregerm@a.scliine, da- durch gekennzeichnet, dass bereits zu Be ginn des Anlassens die Gleichstromerre germaschine unerregt in den sekundären Stromkreis des Motors eingeschaltet wird und dass die Einschaltung der Erregung der Gleichstrommaschine gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig mit dem Kurz schliessen des Anlasswiderstandes für den Motor erfolgt. II. PATENT CLAIMS: I. Method for starting synchronous induction motors using a CTleichstromcrregerm@a.scliine, characterized in that the DC exciter machine is switched on in the secondary circuit of the motor in an unexcited state at the start of the start and that the activation of the DC machine takes place simultaneously or almost simultaneously with the short-circuiting of the starting resistor for the motor. II. Einrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das eine Ende der Er regerwicklung (E) der Gleichstromerre germaschine (G) an die eine Bürste (B1) dieser Maschine gelegt ist, während das andere Ende mit einem auf der Kontakt bahn des Anlasswiderstandes (A) für den Motor befindlichen Kontakt (K) verbun den ist, welcher derart angeordnet ist, dass der bewegliche Kontaktarm (H) des An lassers ihn auf den letzten, den Kurz schluss des Anlassers herbeiführenden Stufen mit der andern Bürste (B2) der Gleichstrommaschine in Verbindung bringt. Device for exercising the method according to patent claim I, characterized in that one end of the excitation winding (E) of the DC generator (G) is placed on the one brush (B1) of this machine, while the other end is connected to one of the Contact path of the starting resistor (A) for the motor located contact (K) is connected, which is arranged such that the movable contact arm (H) of the starter him on the last, the short circuit of the starter causing steps with the other brush (B2) brings the DC machine into connection.
CH105335D 1922-07-20 1923-05-30 Procedure for starting synchronous induction motors. CH105335A (en)

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