Einrichtung zum Betrieb eines Asynchronmotors mit Kommutatorhintermaschine. Es sind Einrichtungen bekannt, um Asyn chronmotoren mit Kommutatorhintermaschine im untersynchronen Gebiet unabhängig von der Schlüpfung mit konstanter Leistungsauf nahme arbeiten zu lassen, während bei syn chroner Drehzahl die Leistungsaufnahme ohne Beeinträchtigung der Phasenkompensation auf Null gebracht wird. Die Abb. 1 der Zeich nung zeigt eine bekannte Schaltung einer derartigen Einrichtung für eine Phase. Im Rotorkreis des Asynchronmotors 1 liegt die Scherbiusmaschine 2, die von der fremdan getriebenen Erregermaschine 3 erregt wird. Die letztere ist mit einer starken Gegen- kompoundwicklung, deren Wirkung gleich einem hohen ohmschen Widerstande ist, aus gerüstet.
Die Erregermaschine besitzt zwei Erregerwicklungen W1 und W2. Der Erreger kreis der Wicklung W2 wird über einen hohen ohmschen Widerstand 6, der Erreger kreis der Wicklung W1 über einen hohen induktiven Widerstand 5 von den Schleif ringen des Hauptmotors gespeist. Die Schal- tung des Erregerkreises der Wicklung W2 und der Wert des Widerstandes 6 sind der art, dass die diesem Erregerkreis entsprechende Spannung der Scherbiusmaschine 2 bei jedem Schlupf der Schlupfspannung des Haupt motors entgegengerichtet und gleich ist. Mit unterbrochenem Drosselerregerkreis, d. h. mit dem Widerstandserregerkreis allein würde der Rotor des Hauptmotors bei jedem Schlupf stromlos bleiben und in seiner Drehzahl daher auch unbelastet abfallen.
Dem Strom im Erregerkreis der Wicklung W1 wird eine Richtung gegeben, dass die von ihm ab hängende Spannung im Rotorkreis der Haupt maschine 1 einen drehmomentbildenden Strom erzeugt. Da der Strom in dem Kreis der Drossel 5 bis nahe am Synchronismus von der Schlüpfung unabhängig ist, so wird auch das Drehmoment des Hauptmotors im ganzen Regelbereich mit Ausnahme des Synchronis muspunktes und seiner nächsten Umgebung konstant bleiben. Der Frequenzumformer 4 hat den Zweck, eine zusätzliche konstante Spannung für die Kompensation des Haupt motors zu liefern; das Drehmoment des letz teren dagegen wird mittelst des die Drossel 5 enthaltenden Erregerkreises konstant gehalten.
Obwohl die Selbsterregung durch einen an den Widerstandskreis angeschlossenen zusätz lichen Asynchronmotor 7, der auch in den Drosselkreis eingeschaltet sein kann, zum grössten Teil unterbunden werden kann, bleibt die Gefahr ihrer Entstehung trotzdem be stehen, solange der Drosselkreis vorhanden ist.
Gemäss der Erfindung wird dieser Nach teil dadurch vermieden, dass der Drossel erregerkreis weggelassen und die drehmoment bildende Stromkomponente der Erreger maschine ebenfalls von dem Frequenzum former zugeführt wird, und zwar derart, dass sie bei Synchronismus zu Null wird.
Dieses wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass sowohl der niederfrequente Teil des die konstante Leistung festlegenden Er regerkreises unter Zwischenschaltung eines Transformators, als auch der niederfrequente Teil des die Phasenkompensation bedingen den Erregerkreises an eine konstante Span nungsquelle angeschlossen wird, wobei in beiden Kreisen der von der Schlüpfung un abhängige Teil des Widerstandes ein mehr faches des von der Schlüpfung abhängigen Teils dieses Widerstands beträgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 2 schematisch ebenfalls für nur eine Phase dargestellt. Gleiche Bezeichnungen be zeichnen gleiche Gegenstände der Abb. 1. Der Frequenzumformer 4 liefert wieder die kompensierende Stromkomponente in den Widerstandserregerkreis (Wicklung W2). Die drehmomentbildende Komponente wird über den Transformator 8 in die Wicklung W1 geliefert. Dem Transformator 8 sind ohmsche Widerstände vorgeschaltet, so dass der frühere Drosselkreis jetzt vorwiegend ohmisch wird. Im ganzen Regelbereich bleibt der Strom in diesem greis und daher auch das Dreh moment des Hauptmotors konstant. Bei Syn chronismus liefert der Frequenzumformer eine Gleichspannung und der Strom in der Wick- lung W1 und daher auch das Drehmoment werden zu Null.
Die Schaltung ist nur für einen unter synchronen Betrieb vorgesehen. Wird der Hauptmotor durch irgend eine äussere Ur sache über den Synchronismus gebracht, so wird er auch im übersynchronen Bereich ein motorisches Drehmoment entwickeln und gefährliche Drehzahlen annehmen können. Dieser Nachteil der beiden Schaltungen nach Abb. 1 und 2 kann durch Vorrichtungen ver mieden werden, durch welche der Erreger kreis der Erregermaschine beim zufälligen Übergang durch den Synchronismus unter brochen wird.
Bei der erfindungsgemässen Schaltung nach Abb. 2 wird dieser Mangel der Schal tung dadurch beseitigt, dass der gewöhnliche Transformator 8 durch einen Drehtransforma tor ersetzt wird. Durch Verwendung eines Drehtransformators kann ein Durchgehen des Hauptmotors wie folgt verhindert werden. Bei einem untersynchronen Schlupf besteht im Drehtransformator ein Drehmoment, wel ches zum Beispiel in Fig. 3 im Uhrzeiger sinne wirkt. Die ständige Drehung des Rotors ist durch einen Anschlag I verhindert. Der Anschlag I ist so gestellt, dass in dieser Lage des Rotors der Hauptmotor ein moto risches Drehmoment besitzt. Wird jetzt der Hauptmotor aus irgend einer Ursache auf übersynchrone Drehzahl gebracht, so kehrt das Drehfeld, resp. das Drehmoment im Dreh transformator seine Richtung um. Die Ver drehung des Rotors ist wiederum durch einen zweiten Anschlag II begrenzt.
Die Stellung dieses Anschlages ist so gewählt, dass eine Verdrehung des Rotors um 180 elektrisch stattfindet. In diesem Falle wird auch der Strom in der Wicklung Wi seine Richtung umkehren, und der Hauptmotor wird statt ein motorisches, ein generatorisches Dreh moment entwickeln. Demzufolge wird ein Durchgehen bereits bei ganz kleinem über synchronem Schlupf unterdrückt. Bei Be lastung der Gruppe kehrt der Drehtrans formator wieder in seine ursprüngliche Stel lung<B>1</B> zurück.
Device for operating an asynchronous motor with a commutator rear machine. There are devices known to work asynchronous chronomotors with commutator rear machine in the subsynchronous area regardless of the slip with constant power acquisition, while at syn chronic speed, the power consumption is brought to zero without affecting the phase compensation. Fig. 1 of the drawing shows a known circuit of such a device for one phase. In the rotor circuit of the asynchronous motor 1 is the Scherbius machine 2, which is excited by the exciter 3 driven by foreign. The latter is equipped with a strong counter-compound winding, the effect of which is equal to a high ohmic resistance.
The exciter machine has two exciter windings W1 and W2. The excitation circuit of the winding W2 is fed via a high ohmic resistance 6, the excitation circuit of the winding W1 via a high inductive resistance 5 from the slip rings of the main motor. The circuit of the excitation circuit of the winding W2 and the value of the resistor 6 are such that the voltage of the Scherbius machine 2 corresponding to this excitation circuit is opposite and equal to the slip voltage of the main motor with each slip. With an interrupted throttle excitation circuit, d. H. with the resistance exciter circuit alone, the rotor of the main motor would remain de-energized with every slip and its speed would therefore also drop without load.
The current in the excitation circuit of the winding W1 is given a direction that the voltage depending on it in the rotor circuit of the main machine 1 generates a torque-generating current. Since the current in the circuit of the throttle 5 is independent of the slip until close to synchronism, the torque of the main motor will remain constant throughout the control range with the exception of the synchronism point and its immediate vicinity. The purpose of the frequency converter 4 is to provide an additional constant voltage for the compensation of the main motor; the torque of the latter, however, is kept constant by means of the exciter circuit containing the throttle 5.
Although the self-excitation can be prevented for the most part by an additional asynchronous motor 7 connected to the resistance circuit, which can also be switched into the choke circuit, the risk of its occurrence still remains as long as the choke circuit is present.
According to the invention, this disadvantage is partially avoided in that the throttle excitation circuit is omitted and the torque-forming current component of the excitation machine is also supplied by the frequency converter, in such a way that it becomes zero with synchronism.
According to the invention, this is achieved in that both the low-frequency part of the constant power-defining control circuit with the interposition of a transformer and the low-frequency part of the phase compensation causing the excitation circuit is connected to a constant voltage source, with the one from the slip in both circuits independent part of the resistance is a multiple of the part of this resistance dependent on the hatching.
An exemplary embodiment of the invention is also shown schematically in FIG. 2 for only one phase. The same designations denote the same items in Fig. 1. The frequency converter 4 again supplies the compensating current component to the resistance exciter circuit (winding W2). The torque-generating component is supplied to the winding W1 via the transformer 8. The transformer 8 is preceded by ohmic resistances, so that the former throttle circuit is now predominantly ohmic. The current remains constant over the entire control range, and therefore also the torque of the main motor. In the case of synchronization, the frequency converter supplies a direct voltage and the current in the winding W1 and therefore also the torque become zero.
The circuit is only intended for a synchronous operation. If the main motor is brought over the synchronism by any external cause, it will develop a motor torque in the oversynchronous range and can assume dangerous speeds. This disadvantage of the two circuits according to Fig. 1 and 2 can be avoided ver by devices through which the excitation circuit of the exciter machine is interrupted at the random transition by the synchronism.
In the circuit according to the invention according to FIG. 2, this deficiency in the circuit is eliminated by replacing the ordinary transformer 8 with a rotary transformer. By using a rotary transformer, runaway of the main motor can be prevented as follows. In the case of a subsynchronous slip, there is a torque in the rotary transformer which, for example, acts clockwise in FIG. 3. The constant rotation of the rotor is prevented by a stop I. The stop I is set so that the main motor has a motor torque in this position of the rotor. If the main motor is now brought up to oversynchronous speed for some reason, the rotating field, resp. the torque in the rotary transformer changes its direction. The rotation of the rotor is in turn limited by a second stop II.
The position of this stop is selected so that the rotor is rotated by 180 electrically. In this case, the current in the winding Wi will also reverse its direction, and the main motor will develop a generator torque instead of a motor. As a result, runaway is suppressed even with a very small over synchronous slip. When the group is loaded, the rotary transformer returns to its original <B> 1 </B> position.