Verfahren zum Anlassen von Mehrphasenasynchronmotoren finit Kurzsclilussanker, welche von Stromquellen mit regelbarer Frequenz gespeist werden, insbesondere für Schiffsantrieb. Es ist bekannt, dass Mehrphasenasy-n- chronmotore)i mit Kurzschlussanker, deren Ohm'scher Widerstand relativ niedrig ist, nur ein kleines Anzugsmoment entwickeln, wenn sie an ein Netz angeschlossen werden, dessen Frequenz den gebräuchlichen Perioden zahlen (z.
B. 50 @) entspricht. Um das An zugsmoment eines solchen Motors zu erhöhen, kann man, wenn eine Stromquelle mit regel barer Frequenz zur Verfügung steht, mit der Frequenz beim Anlauf des Motors weit her untergehen und kommt dabei schliesslich auf einen Wert, bei , welchem der Motor sogar sein maximales Drehmoment entwickelt. Es ist hierbei angenommen, dass die zugeführte Spannung sich proportional mit der Frequenz ändert.
Wenn man für den stillstehenden Motor, dessen Rotorwiderstand gegeben ist, diejenige Frequenz der zugeführten Spannung bestimmt, bei welcher er unter diesen Um ständen sein maximales Anzugsmoment 1)",nY. entwickelt, so erhält man die Beziehung Für D,oaa, muss
EMI0001.0018
sein, wo P, den Widerstand, L2 den Selbstinduk- tionskoeffizienten des Rotors bedeutet.
Mit w- ist demnach diejenige Winkelgeschwindigkeit des Drehfeldes gegen den Rotor bestimmt, bei welcher das Produkt Feld X Strom, so weit es für das Drehmoment in Betracht kommt, ein Maximum wird.
Diese Beziehung gilt aber nicht nur für den stillstehenden, sondern auch für den lau fenden Motor, d. h. wenn bei einem Motor, dessen Umdrehungsfrequenz - >e__, ist, die Frequenz der zugeführten Spannung (o, gleich ist der Summe ii, -f- to"" so entwiekelt der Motor sein maximales Drehmoment.
Die Grüsse von to", kann nian daher leicht bestimmen, wenn nian die Drehmomentkurve des Motors bei einer beliebigen zugeführten konstanten Frequenz in Abhängigkeit vor) der Schlüpfung s aufträgt (Fig. 1).
Nimmt man den Syn chronpunkt s = o (Sclilupffi#eqtienz = o) als Anfangspunkt des Koordinatensystems, darin ist die Abszisse o a für das Ordinatenmaxi- niurn ein Mass für die Grüsse o",. a <I>b</I> ist ein Mass für die Tourenfrequenz a, des Motors,
EMI0002.0001
und <SEP> @% <SEP> <I>7 <SEP> - <SEP> o <SEP> rr <SEP> -j- <SEP> cz <SEP> G</I> <SEP> ein <SEP> Mass <SEP> für <SEP> diejenige
<tb> Frequenz <SEP> o.,.
<SEP> der <SEP> zugefährten <SEP> Spannung, <SEP> bei
<tb> welcher <SEP> der <SEP> mit <SEP> der <SEP> Tourenfrequenz <SEP> r/, <SEP> lau fende <SEP> Motor <SEP> sein <SEP> maximales <SEP> Drehmoment
<tb> D"-,, <SEP> entwickelt.
<tb>
Bai# <SEP> dein <SEP> bisher <SEP> üblichen <SEP> Verfahren, <SEP> den
<tb> Motor <SEP> mit <SEP> einer <SEP> niedrigen <SEP> Frequenz <SEP> anzulassen
<tb> und <SEP> die <SEP> Frequenz <SEP> mit <SEP> dem <SEP> hochlaufenden
<tb> Motor <SEP> zu <SEP> steigern, <SEP> bewegte <SEP> si311 <SEP> das <SEP> Dreh moment <SEP> des <SEP> lf@rtor s <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Wachsen <SEP> der
<tb> Generatorfrequenz <SEP> auf <SEP> den <SEP> zugehörigen <SEP> Dreh momeritli:
ui ven, <SEP> ohne <SEP> dass <SEP> dabei <SEP> aber <SEP> auf
<tb> irgend <SEP> eine <SEP> besondere <SEP> Beziehung <SEP> zwischen
<tb> Tourenfrequenz <SEP> des <SEP> Motors <SEP> und <SEP> Spannungs frequenz <SEP> des <SEP> Generators <SEP> Bedacht <SEP> genommen
<tb> wurde. <SEP> Wenn <SEP> demnach <SEP> dennoch <SEP> auch <SEP> der
<tb> Motor <SEP> bei <SEP> richtier <SEP> Wahl <SEP> der <SEP> Frequenz <SEP> mit
<tb> seinerar <SEP> maximalen <SEP> Drehmoment <SEP> anlief, <SEP> so
<tb> war <SEP> d@_,ch <SEP> in <SEP> keiner <SEP> Weise <SEP> Gewähr <SEP> dafür <SEP> ge boten, <SEP> das <SEP> der <SEP> auch <SEP> beine <SEP> Hochlaufen <SEP> dauernd
<tb> dieses <SEP> maximale <SEP> Drehmoment <SEP> beibehielt, <SEP> son dern <SEP> je <SEP> nach <SEP> d@-r <SEP> Geschwindigkeitszurialinne
<tb> des <SEP> lIc,
tors <SEP> im <SEP> Vergleiche <SEP> zu <SEP> der <SEP> des <SEP> (@erie rators <SEP> -entwickelte <SEP> der <SEP> Motor <SEP> dabei <SEP> ein <SEP> Dreh mornent, <SEP> welches <SEP> mehr <SEP> oder <SEP> weniger <SEP> von <SEP> dem
<tb> Maximiilwert <SEP> ab53@ic:h.
<tb>
Die <SEP> unbedingte <SEP> Beibehaltung <SEP> des <SEP> maxi malen <SEP> DrehmonicAites, <SEP> während <SEP> der <SEP> ganzen
<tb> Zeit <SEP> d-s <SEP> Anlaufs, <SEP> ist <SEP> jedoch <SEP> bei <SEP> gewissen
<tb> Betrieb,-n <SEP> von <SEP> ganz <SEP> hervorragender <SEP> Bedeutung.
<tb> Ganz <SEP> besonders <SEP> ist <SEP> dies <SEP> bei <SEP> Schiffsantrieben
<tb> der <SEP> Fall, <SEP> da <SEP> beim <SEP> Manövrieren <SEP> die <SEP> Zeitdauer
<tb> der <SEP> Bewegungen <SEP> oft <SEP> eine <SEP> ausschlaggebende
<tb> Rolle <SEP> slrielt. <SEP> Soll <SEP> das <SEP> Schiff <SEP> schnell <SEP> auf <SEP> volle
<tb> Fahrt <SEP> kommen, <SEP> dann <SEP> wird <SEP> die <SEP> Zeitdauer <SEP> der
<tb> (jescliivindiglzeit#iinderung <SEP> ein <SEP> Minimum <SEP> sein,
<tb> wenn <SEP> das <SEP> besclileuriigeride <SEP> Drehmoment <SEP> des
<tb> Antriebsmotors <SEP> m,*;
gliclrst <SEP> während <SEP> der <SEP> ganzen
<tb> Anlaufszeit <SEP> ein <SEP> Maximum <SEP> ist.
<tb>
Es <SEP> ist <SEP> nun <SEP> Gegenstand <SEP> vorliegender <SEP> Er findung, <SEP> ein <SEP> Verfahren <SEP> zum <SEP> Anlassen <SEP> von
<tb> Mehrphasenasy <SEP> nchronrnotoren <SEP> mit <SEP> Isurzschluss anker, <SEP> welche <SEP> vun <SEP> Stromquellen <SEP> mit <SEP> regel barer <SEP> Frequenz <SEP> gespeist <SEP> werden, <SEP> insbesondere
<tb> für <SEP> Schiffsantrieb, <SEP> nach <SEP> welchem <SEP> die <SEP> dein
<tb> Motor <SEP> zugeführte <SEP> Spannungsfrequenz <SEP> derart
<tb> in <SEP> AbhJ.ngigkeit <SEP> vorn <SEP> der <SEP> Motortourenfrequenz
<tb> geregelt <SEP> wird, <SEP> d-,if,
<SEP> sie <SEP> während <SEP> der <SEP> Anlass- zeit von der Tourenfrequenz des Motors jeweils um die zur Erzielung des maximalen Drelr- momcites erforderliche Periodenzahl abweicht. Wird die Spannungsfrequenz zum BeisIiiel dadurch geregelt, dass man den konstant er regten Generator, ausgehend vorn einer nied rigen Tourenzahl, allmählich schneller laufen liifät,
so sind Einrichtungen zri treffen, welche die Geschwindigkeit des Generators in Ab- Irängigkeit von der Ge-ehwindigkeit des Mo tors während des Anlassens derart regeln, dass die C-lenei-atortoui,erifreduenz stets um den der Frequenz (o", entsprechenden Betrag gr;1.;er ist als die Tourenfrequenz des anlaufenden Motors.
In Fig. 2 sind unter Zugrundelegun eines gewissen Rotorwider:5tandes die Drelninorneiit- kurven D,r, _T),:
1. . . als liurvenschaar für variable Frequenzen der zugeführten Span nung in Abhängigkeit von der Tourenfrequenz des Motors aufgetragen, desgleichen die zur Erzielung des maximalen Motordrehmomentes erforderlichen Frequenzen (u. der zri-gefülirten Spannung.
Man erkennt, dar zur Erzielung des maximalen Drehmomentes bei allen 11ü- torgeschwindigkeiten, die Geschwindigkeit des Generators jene stets uni einen gewissen Betrag co", übertreffen inuss. Wird nun durch Regelungseinrichtungen die Beziehung (,i,- y%, + (o", dauernd während der Anlaufperiode aufrecht erhalten,
dann bewegt sich das Dreh rnoment des Motors über die Maxima der ganzen Kurvenschar I_#, D,1, D,-, <I>. . .,</I> welche einander gleich sind.
Praktisch liesse sich dieses etwa in der Weise erreichen, dass durch einem Apparat, welcher die Touren zahl des Motors misst, die Leistung der An triebsmaschine des Generators derart gere gelt wird, dass die Geschwindigkeit des Ge- nerators jeweils der zur Erzielung des maxi malen Drehmomentes erforderlichen Frequenz entspricht.
Es kürinen hierbei automatische Einrichtungen verwendet werden, wie sie für die Einstellung und Konstanthaltung der Toui enzahl bereits bekannt sind, und es wird sich empfehlen, eine möglichst rasche @ln- passung der Generatortourenzahl an die lIo- tortourenzablen durch die Verwendung von Schnellreglern zu bewirken.
Gegebenenfalls könnte man der Trägheit der Regelungsein- richtung dadurch wenigstens teilweise be gegnen, dass man die Regelungsapparate mit einer geringen Voreilung arbeiten lässt, so dass das beschleunigende Moment der An triebsrnaschine um ein Geringes grösser ein gestellt wird, als wie es der augenblicklichen Motortourenzahl entsprechend sein sollte. Da durch kann die geringe, durch die Übertra gung verursachte Zeitdifferenz wieder aus geglichen werden.
Der Gegenstand der Erfindung sei anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 näher erläutert. Es bedeutet D die Antriebsma schine für den konstant erregten Generator G, L die Zuleitung zum Motor M, welcher die Schiffsschraube S' antreibt. In Abhängig keit von der Geschwindigkeit des Motors bewegt der Regulator V den Hebelarm H, welcher in den durch die Batterie B und das Relais R gebildeten Ortsstromkreis mehr oder weniger Widerstand W einschaltet.
Das Relais R wirkt auf den Dampfeinlass E und lässt der Antriebsmasehine D mehr Dampf zuströmen, wenn die Geschwindigkeit des Motors 11I zunimmt. Dem Relais R wirkt die Feder F entgegen. Durch passende Einstel lung der Grössen IV, R und F lässt sich nun erreichen, dass bei Steigerung der Umdrehungs zahl von _III auch die Generatorfrequenz in dem gewollten Masse steigt, wodurch der Er findungszweck erreicht wird.
Es ist nicht erforderlich, dass die Rege lungseinrichtung während der ganzen Anlass zeit wirkt, zum Beispiel wenn das erforder liche Anzugsmoment des Motors irn ersten Momente des Anfahrens klein ist und erst mit der Geschwindigkeit wächst. Man könnte in diesem Falle die (leneratorfrequenz beim Einschalten des Motors grösser wählen, als dem maximalen Drehmomente des Motors entspricht, und die weitere Erhöhung der Generatorfrequenz in dein beschriebenen Sinne erst erfolgen lassen, nachdem der an laufende Motor sein maximales Drehmoment erreicht hat.
Handelt es sich um ein sehr forciertes Anfahren des Schiffes, dann kann gleichzeitig mit der beschriebenen Regelung der Generatorfrequenz eine Verstärkung dü Felderregung des Generators vorgenommen werden. Hierdurch wird die dem Motor zu geführte Spannung sowohl der Grösse als auch der Frequenz nach in dem Sinne be- eirrflrrtit, dass durch Erzielung eines hohen und konstanten Drehmomentes die Anfahr- zeit auf den rnirrinral erreichbaren Wert her abgesetzt wird.