Verfahren zum Anlassen von Asynchronmaschinen mit netzerregten Kommutator-llintermaschinen. Asynchronmaschinen sehr grosser Leistung werden manchmal nicht wie sonst üblich über Widerstände, sondern mittelst Anwurfmotor angelassen. Man erreicht dadurch, dass wäh rend des Anlaufs der Läufer nicht mit der "Stillstandsspannung" beansprucht wird. Man kann also diese Stillstandspannung höher wählen, als sonst mit Rücksicht auf die Iso lation zulässig wäre. Dadurch wird der Strom im Läuferkreis kleiner; es werden also die Schleifringe entlastet.
Auch eine in den Läu ferkreis eingeschaltete Kommutatormaschine baut sich häufig günstiger für kleineren Strom und höhere Spannung, als für sehr hohen Strom und kleine Spannung.
Wird aber die Asynchronmaschine, nach dem sie durch den Anwurfsmotor auf an nähernd synchrone Drehzahl gebracht wurde, auf das Netz geschaltet, so tritt im Augen blick des Einschaltens eine sehr hohe Bean spruchung der Wicklungen auf. Erfolgt die Einschaltung bei offenem Läufer, so über lagert sich bekanntlich im Augenblick des Einschaltens über das Drehfeld ein im Raum stillstehendes mit der Zeit abklingendes Feld das gleiche Grösse wie das Drehfeldhat und ihm entgegengerichtet ist; so dass das resultierende Feld im Augenblick des Einächaltens Null wird.
Dieses im Raum stillstehende Feld induziert in der mit annähernd synchroner Geschwin digkeit rotierenden Läuferwicklung eine Span nung gleich der Stillstandspannung. Im Augenblick des Einschaltens wird also auch bei Anlassen durch einen Anwurfsmotor die Läuferisolation ebenso wie beim Anlassen über Widerstände, wenn auch für kürzere Zeit, beansprucht. Wird die Ständerwicklung bei kurzgeschlossener Läuferwicklung auf das Netz geschaltet, so treten bekanntlich ausserordentlich hohe Ströme im Ständer und im Läufer auf, da die kurzgeschlossene Läu ferwicklung jede schnelle Feldänderung ab zudrosseln sucht, wobei Erscheinungen ähn lich denen des Stromkurzschlusses auftreten.
Durch Verwendung von Vorkontaktwider- ständen beim Einschalten kann die zusätz liche Schaltbeanspruchung gemildert, aber nicht beseitigt werden; sie kann auch da- durch gemildert werden, dass während des Einschaltens vor dein Läufer ein zusätz licher Widerstand geschaltet wird, doch ver teuert dies die Anlage.
Bei Asynchronmaschinen, an deren Rotor kreis ein von der Netzspannung erregter Kompensator beliebigen Systems angeschlos sen ist, kann die geschilderte Schwierigkeit erfindungsgemäss dadurch beseitigt werden, dass die Asynchronmaschine, bevor sie auf das Netz geschaltet wird, über den Kompen- sator derart erregt wird, dass die im Ständer der Asynchronmaschine induzierte Spannung der Netzspannung gleich und entgegengerichtet ist.
Von dem geringen Einfuss des Wirk stromes abgesehen, der nach der Einschal tung der Maschine fliesst, bedingt in diesem Fall die Zuschaltung der Maschine auf das Netz überhaupt keine Änderung der elektri schen und magnetischen Verhältnisse, die Zuschaltung geht also absolut stossfrei vor sich. Wird dabei der Schalter mit Vorkontakten ausgestattet, so muss geringer Wert auf genaue Einstellung der Rotorerregung gelegt werden als ohne Vorkontaktwiderstände.
Ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 1. 1 ist das Netz, 2 die Asynchronmaschine, die mittelst des Schalters 3 auf das Netz geschaltet werden kann. An die Schleifringe 4 der Asynchronnraschine ist eine Scherbius- maschine 5 geschaltet, deren Erregerwicklung 6 über den Frequenzumformer 7 und den Hilfstransformator 8 vom Netz gespeist wird. Durch die Regulierwiderstände 9 kann die Kompensation des Hauptmotors auf den ver langten Wert eingestellt werden. 10 ist der Anwurfsmotor der Asynchronmaschine 2.
Durch ihn wird zunächst der Asynchron motor auf annähernd synchrone Drehzahl gebracht, durch Synchronisieren des Anwurfs motors kann auch die Drehzahl genau auf den synchronen Wert eingestellt werden. Anschliessend wird der Regulierwiderstand 9 so eingestellt, dass die im Ständer der Asyn- chronmaschine 2 induzierte Spannung gleichen Effektivwert wie die Netzspannung hat. Es ist dies diejenige Einstellung, die volle Pha senkompensation bei Leerlauf des Asynchron motors bedingt. Es ist dabei nicht notwendig, die Phasenlage der genannten Spannungen zu beobachten, wenn nur die Bürsten des Frequenzumformers 7 in der richtigen Stel lung stehen.
Bekanntlich ist ja in der Schal tung nach Abb. 1 der Phasenwinkel zwischen der Netzspannung und der vom Rotorstrom in der Ständerwicklung induzierten Spannung von der augenblicklichen Lage des Rotors unabhängig. Nach richtiger Einstellung des Widerstandes 9 kann der Schalter 3 einge legt werden, ohne dass dies eine zusätzliche Wicklungsbeanspruchung der Kommutator- maschine bedingt.
Process for starting asynchronous machines with line-excited commutator machines. Asynchronous machines of very high power are sometimes not started with resistors, as is usually the case, but with a starter motor. This ensures that the rotor is not subjected to the "standstill voltage" during start-up. So you can choose this standstill voltage higher than would otherwise be permissible with regard to the insulation. This reduces the current in the rotor circuit; So the slip rings are relieved.
Even a commutator machine that is switched on in the rotor circuit is often more economical for lower currents and higher voltages than for very high currents and low voltages.
But if the asynchronous machine, after it has been brought to an approximately synchronous speed by the starter motor, switched to the mains, a very high stress on the windings occurs at the moment of switching on. If the switch is switched on with the rotor open, it is known that at the moment of switch-on a field that is stationary in space and decays over time is superimposed over the rotating field and is the same size as the rotating field and is opposite to it; so that the resulting field becomes zero at the moment of exposure.
This stationary field in space induces a voltage equal to the standstill voltage in the rotor winding, which rotates at approximately synchronous speed. At the moment of switching on, the rotor insulation is also stressed when starting by a starter motor, as is when starting via resistors, albeit for a shorter period of time. If the stator winding is switched to the mains with a short-circuited rotor winding, it is well known that extraordinarily high currents occur in the stator and rotor, since the short-circuited rotor winding tries to throttle down any rapid field change, with phenomena similar to those of the current short circuit.
By using pre-contact resistors when switching on, the additional switching stress can be alleviated, but not eliminated; it can also be mitigated by adding an additional resistor in front of the rotor when it is switched on, but this makes the system more expensive.
In asynchronous machines, on the rotor of which any system excited by the mains voltage compensator is connected, the described difficulty can be eliminated according to the invention in that the asynchronous machine, before it is connected to the mains, is excited via the compensator in such a way that the voltage induced in the stator of the asynchronous machine is equal and opposite to the mains voltage.
Apart from the small influence of the active current that flows after the machine is switched on, in this case the connection of the machine to the mains does not cause any change in the electrical and magnetic conditions, so the connection is absolutely bumpless. If the switch is equipped with pre-contacts, less emphasis must be placed on the precise setting of the rotor excitation than without pre-contact resistors.
An exemplary embodiment is shown in Fig. 1. 1 is the network, 2 the asynchronous machine, which can be switched to the network by means of switch 3. A Scherbius machine 5 is connected to the slip rings 4 of the asynchronous machine, the field winding 6 of which is fed from the network via the frequency converter 7 and the auxiliary transformer 8. Through the regulating resistors 9, the compensation of the main motor can be set to the ver required value. 10 is the starting motor of asynchronous machine 2.
It first brings the asynchronous motor to an approximately synchronous speed; by synchronizing the starting motor, the speed can also be set precisely to the synchronous value. The regulating resistor 9 is then set in such a way that the voltage induced in the stator of the asynchronous machine 2 has the same effective value as the mains voltage. This is the setting that requires full phase compensation when the asynchronous motor is idling. It is not necessary to observe the phase position of the voltages mentioned if only the brushes of the frequency converter 7 are in the correct position.
As is well known, in the circuit according to Fig. 1, the phase angle between the mains voltage and the voltage induced by the rotor current in the stator winding is independent of the instantaneous position of the rotor. After the resistor 9 has been set correctly, the switch 3 can be inserted without this requiring additional winding stress on the commutator machine.