CH97518A - Asynchronous motor system for positive and negative loads. - Google Patents

Asynchronous motor system for positive and negative loads.

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CH97518A
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Siemens Schuckertwerke Gmbh
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

  

      Asynchronniotorenanlage    für positive und negative Belastung.    Bei Betrieben, die auch mit negativer  Belastung arbeiten, wie zum Beispiel Förder  betriebe beim Lastsenken oder Bahnbetriebe  bei der Talfahrt, besteht bei Verwendung von  gewissen Elektromotoren, die     überWiderstände     angelassen werden, die Gefahr,     dass    der     An-          triebsinotor    die normale     Betriebsdrehzihl    über  schreitet und durchgeht.

   Um dies zu verhüten,  hat man bei     Asynchronmotoren    den induzier  ten Teil in dem Augenblick, in dem der Motor  die synchrone Drehzahl erreicht, kurzgeschlos  sen, wodurch die     Generatorwirkung    erhalten  wird, die dem der treibenden Last entspre  chenden Moment bereits bei geringer Über  schreitung des Synchronismus das Gleich  gewicht hält. Dabei ist es wünschenswert,       dass    der     Kurzschluss    möglichst genau im  Augenblick des     Synchrondurchganges    erfolgt.

    Wird nämlich der Läufer vor Erreichung des  Synchronismus kurzgeschlossen, so entwickelt  der bis dahin nahezu unbelastete, unter dem       Einfluss    der Trieblast bewegte Motor plötzlich  ein sehr hohes Drehmoment, um den ganzen  Förderzug auf Synchronismus zu beschleu-         nigen,    was einen Stoss und beim     Fürderbetrieb     Rutschen des Seiles zur Folge haben kann.  Erfolgt das Kurzschliessen erst nach dem  Überschreiten des     -Synchronismus,    so setzt  ein Verzögerungsstoss ein, falls die Drehzahl,  bei der das Kurzschliessen erfolgt, grösser ist  als die übersynchrone Drehzahl, bei der vom       Asyncbi-ongenerator    der treibenden Last das  Gleichgewicht gehalten wird.

   Ist aber der  Synchronismus im Augenblick des Kurz  schliessens weiter Überschritten, als der Dreh  zahl für das maximale     Generatormoment    im       Kurzschluss    entspricht, und zwar so weit,     dass     das     Generatormoment    wieder kleiner als das  Moment der Last geworden ist, so kann das       Kurzschliessen    das Durchgehen nicht mehr  verhindern.  



  Auch wenn man das Durchgehen des     Asyn-          chronmotors    dadurch vermeiden wollte,     dass     man seinem induzierten Teil im Augenblick  des Synchronismus aus einer Batterie oder  einer Gleichstrommaschine Gleichstrom zu  führt, um ihn als Synchrongenerator auf das  Netz zurück arbeiten zu lassen, stösst man      auf die Forderung, den Synchronismus genau  zu erfassen. Wird nämlich dein induzierten  Teil im Untersynchronismus Gleichstrom zu  geführt, so erzeugt der Motor Ströme netz  fremder Frequenz von beträchtlicher Grösse,  die Schwankungen von Spannung und Dreh  moment verursachen. Diese Schwankungen  wirken schädlich auf die Zentrale zurück und  können bei Förderbetrieben auch     Seilrutsehen     zur Folge haben.

   Immerhin wird beim Er  reichen des     Synchronismus    noch die     Breinsung     einsetzen. Wird aber erst im Übersynchronis  mus umgeschaltet, so kann ein Durchgehen  nicht mehr verhütet werden.  



  Gegenüber dem     Kurzschlussverfabren    hat  die Erzeugung der     Generatorwirkung    durch  Gleichstrom den Vorteil,     dass    die     Verzüge-          rungsperiode    an die Fahrperiode durch ein  fache Umschaltung des Motors vom Netz auf  Bremswiderstände angeschlossen werden kann.  



  Nach der Erfindung soll eine Anordnung  getroffen werden, bei der einerseits das Durch  gehen unabhängig von der genauen Erfassung  des Synchronismus verhindert wird, anderseits  der unmittelbare     Anschluss    der elektrischen  Verzögerungsbremsung an die Fahrperiode er  möglicht wird.

   Dies     wir.d    dadurch erreicht,       dass    man die     Generatorwirkung,    anstatt durch       Kurzschluss    des induzierten Teils oder durch  Einführung von Gleichstrom einer Batterie  oder einer Gleichstromdynamo in den indu  zierten Teil des Motors,     dur(-h    eine Erregung  erzeugt, die durch eine     Wechselstrom-Kominu-          tatormaschine    erzeugt wird.  



  Eine Ausführungsform der Erfindung ist  in     Fig.   <B>1</B> der Zeichnung veranschaulicht. Mit  a ist ein     Drehstromfördermotor    bezeichnet,  der eine Seiltrommel<B>b</B> antreibt und aus dem  Netz     c    über den Schalter<B>d</B> gespeist wird.  Mit ihm ist ein     Frequenzwandler    e mechanisch  gekuppelt, dessen     Schleifringseite    über den  Transformator<B>f</B> mit den Klemmen des     Fürder-          motors    verbunden ist und bei eingelegtem  Schalter<B>d</B> vom Netz c gespeist wird.

   Durch  einen Umschalter<B>y</B> werden die     Schleifringe     des     Fördermotors    entweder mit dem     Anlass-          widerstand    h oder mit der     Kommutatorseite     des     Frequenzwandlers    verbunden. Bei ein-    geschaltetem     Anlasswiderstand    verläuft die  Spannung des induzierten Teiles beim Anlauf<B>--</B>  des Motors, während die Drehzahl des Motors  sich dem     Synchronignius    nähert, nach der in       Fig.   <B>2</B> dargestellten Kurve x. Amplitude und  Frequenz der Spannung nehmen nach dem  Zeitpunkts des Synchronismus zu ab.

   Die  Spannung an den     Kommutatorbürsten    des über  den Transformator vom Netz     gespeiAen        Fre-          quenzwandlers    hingegen verläuft zum Beispiel  (bei geeigneter Phasenstellung im Moment des       Synchronismus)    gemäss der Linie<B>y.</B> Die Am  plitude der Spannung behält hier ihre Grösse,  während die Frequenz ebenfalls abnimmt.  Die gegenseitige Lage der beiden Kurven  wird durch die Einstellung der Kupplung der  beiden Läufer bestimmt.

   Schaltet man nun  im Punkt<B>p,</B> in dem beide Kurven einander  schneiden, in dem also beide Spannungen einen  einander gleichen, von Null verschiedenen  Wert besitzen, an Stelle des     Anlasswider-          standes    des Fördermotors die     Kommutator-          seite    des     Frequenzwandlers    auf den Läufer  des Motors, so wird die     Generatorwirkung     mit zunehmender Geschwindigkeit vor dein  Synchronismus einsetzen und allmählich an  wachsen.

   Bei geeigneter Amplitude der Span  nung des     Frequenzwandlers    kann erreicht  werden,     dass    nicht nur der     Momentanwert    des  Drehmomentes, sondern auch dessen Mittel  wert durch die Umschaltung bei Spannungs  gleichheit geändert wird, so     dass    kein Stoss  auftreten kann. Ströme     netzfreinder    Frequenz  können auch nicht auftreten, da die Fre  quenz im induzierten Teil des Hauptmotors  infolge der mechanischen Kupplung jederzeit  mit der Frequenz auf der     Kommutatorseite     des     Frequenzwandlers    übereinstimmt.

   Auch  beim Umschalten im Über- und     Untersyn-          ehronismus    bei Geschwindigkeiten, bei denen  keine Spannungsgleichheit besteht, ist die Er  zeugung     iietzfremder    Frequenzen aus dem  selben     6'rrunde    unmöglich. Die     Generator-          wirkung    kann auch dann stets hervorgerufen  werden.

   Durch geeignete Wahl der     Schleif-          ringspannung    des     Frequenzwandlers    und durch  die Einstellung der Relativlage beider Läufer  mittelst der Kupplung hat man es in der      Hand, die Drehzahl, bei der die maximale     Ge-          neratorwirkung    auftritt, sowie den     Leistungs-          falitor,    mit dem die Energierückgabe statt  findet, einzustellen.  



  Für die Verzögerungsbremsung wird die       Schleifringseite    des     Frequenzwandlers    über       den    Transformator an den Ständer des     Dreh-          strommotors    angeschlossen, während dieser  vom Netz getrennt und auf Widerstände<B>k</B>  geschaltet wird.

   Zweckmässig wird die     Schleif-          ringseite    des     Frequenzwandlers    von vornherein  an die Klemmen des Ständers des     Drehstrom-          motors,    also zwischen diesen und seinen Netz  schalter<B>d</B> gelegt, so     dass    ein besonderes  Schalten für die     Schleifringseite    des     Frequenz-          wandlers    überhaupt nicht erforderlich ist.  



  In den beschriebenen Schaltungen wird der       Frequenzwandler    sowohl beim Rückarbeiten  des     Drehstrommotors,    als auch während der  Verzögerungsbremsung einen Drehstrom sehr  geringer Frequenz zur Erregung in den Läufer  des     Drebstrommotors    senden, der im     Grenz-          falle    auch zum Gleichstrom werden kann.  



  Bei der beschriebenen Anordnung ist in  dessen eine     Verzügerungsbreinsung    bis     zum     Stillstand nicht durchführbar, da die Erregung  des abzubremsenden     Asynchronmotors    mit ab  nehmender Drehzahl schwächer wird. Um.  dies zu vermeiden, wird nach einer weiteren  Ausführungsform der Erfindung ein fremd  angetriebener     Frequenzwandler    verwendet, der  im Gegensatz zu der     vorherbeschriebenen    An  ordnung während der     Verzügerungsperiode    des  Hauptmotors mit seinen Schleifringen am Netz  liegt, während der übrigen Zeit aber von  diesem     abgesehaltet    ist.

   Dieser     Frequenz-          wandler    verwandelt während der Verzöge  rungsperiode den seinen Schleifringen zuge  führten Strom -von Netzfrequenz auf der     Kom-          mutatorseite    in einen Strom geringer Frequenz  für die Erregung des Hauptmotors. Bei kon  stanter Drehzahl des     Frequenzwandlers    bleibt  die Stärke und Frequenz dieses Erreger  stromes konstant und unabhängig von der  Drehzahl des Hauptmotors. Die Stärke er  reicht ihr Maximum, wenn der     Frequenzwand-          ler    entgegengesetzt synchron zu dem vom  Netz zugeführten     Drehlelde    angetrieben wird.

      In diesem besonderen Falle wird der Haupt  motor von dem     Frequenzwandler    mit Gleich  strom erregt, bei allen andern Drehzahlen  mit Wechselstrom. Die Frequenz dieses     Woch-          selstromes    hängt ab von der Abweichung des       Frequenzwandlers    vom     Synehronismus.    In  folge der     Reaktanz    des Teiles des Haupt  motors, den der Erregerstrom durchfliesst, wird  daher mit zunehmender Frequenz der Erreger  strom und damit die Bremskraft des Haupt  motors trotz gleichbleibender Spannung am       Frequenzwandler    abnehmen.

   Dies wird zur  Veränderung des     Brenismomentes    des Haupt  motors verwendet, indem man die Geschwin  digkeit des den     Frequenzwandler    antreibenden  Motors ändert.  



  Für das Rückarbeiten auf das Netz zur  Verhütung des     Durchgehens    des     lIauptmotors     wird der     Frequenzwandler    nur mit seiner       Konimutatorseite    an den induzierten Teil des  Hauptmotors angeschlossen, seine     Schleifring-          seite    bleibt vorn Netz abgeschaltet.

   Der       Schlupfstrom        de8    Hauptmotors     muss    dann über  den     Kommutator    den Läufer des     Frequenz-          wandlers    durchfliessen und     ihn    dabei     magrieti-          sieren.    Durch Rotation in seinem im     Fre-          quenzwandler    hervorgebrachten Felde be  kommt der     Schlupfstrom    in bekannter Weise  wie bei einem     Phasenkompensator    die zu der       Magnetisierung    des Hauptmotors nötige Phase.  



       Aueli    wenn     Synchronismus    nicht erreicht  wird, wie dies bei positiver Belastung der  Fall ist., kann e8 vorteilhaft sein, den vom  Netz abgeschalteten     Frequenzwandler    am Ende  der Anlaufperiode an den induzierten Teil  des Hauptmotors anzuschliessen. Er wirkt  darin während. der untersynchronen Fahr  periode als     Phasenkompensator.    Dies ist be  sonders vorteilhaft beim Bahnbetrieb, weil  hier durch Entlastung der Strecke von watt  losen Strömen eine stärkere Ausnutzung be  stehender Strecken ermöglicht wird und  bei Entnahme reinen Wattstromes die Über  lastungsfähigkeit der Lokomotiven erhöht wird.  



  Ein Ausführungsbeispiel mit Fremdantrieb  des     Frequenzwandlers    ist für Förderbetrieb  in     Fig.   <B>3</B> der Zeichnung dargestellt. Hier wird  der     Frequenzwandler    e von einem Antriebs-           motor    in unabhängig vom     Hauptniotor    a, an  getrieben, die     Anschlufaleitungen    von der       Schleifringseite    des     Frequenzwaiidlers    sind  über einen Schalter     it    und einen Transfor  mator<B>f</B> an das Drehstromnetz geführt. Für  die dargestellte     Brenisschaltung    ist der Schal  ter i2, geschlossen, während der übrigen Zeit  hingegen wird er geöffnet.

   Er wird     zweek-          mässig    mit dem Unischalter d gekuppelt.  



  Auch bei Verwendung des     freindangetrie-          benen        Frequenzwandlers    braucht der Syn  chronismus zur Verhütung     d(-s        Durchgehens     nicht scharf     erfasst    zu werden, weil einmal  beim Umschalten des     ipduzierteil    Teiles des  Hauptmotors von dem     Anlasswiderstand    auf  die     Kommutatorseite    des     Frequenzwandlers     der Stromstoss infolge des Widerstandes des       Frequenzwandlers    nicht so     grofl)

      wird wie  beim unmittelbaren Kurzschliessen des     Anlass-          widerstandes    nach dem bekannten Verfahren  und     zum    andern netzfremde Frequenzen nicht  auftreten können, da das Feld im     Frequenz-          wandler    erst vom     Schlupfstroine    erzeugt wird  und infolgedessen der vom     Frequenzwandler     gelieferte     Magnetisierungsstrom    immer die  gleiche Frequenz wie der     Schlupf8trom    selbst  besitzt.  



  Man kann auch den     Frequenzwandler    den  Nullpunkt des Anlassers bilden lassen. Dann  ist ein Umschalten am Ende der Fahrperiode  nicht erforderlich, da nach Abschaltung des       Anlasswiderstandes    der     Frequenzwandler    ohne  weiteres unmittelbar an den Schleifringen des  Hauptmotors liegt. Sind bei einer treibenden  Last die     Anlasswiderstände        no(,h    nicht ausge  schaltet, wenn der Synchronismus erreicht  wird, so ist zur Verhütung des     Durchgehens     nur noch eine Überbrückung der Restwider  stände nötig.  



  Der     Frequenzwandler    mit Fremdantrieb  kann auch     mitVorteil    zur Erzielung kleiner  Fahrgeschwindigkeiten, wie sie     iiii        Fürder-          betrieb    zum Beispiel bei     Seilrevisionsfahrten     notwendig sind, verwendet werden. Zu diesem  Zweck wird der Fördermotor mit seinem  Ständer oder Läufer an den Bremswiderstand  angeschlossen und seinem Läufer oder Ständer  durch den     Frequenzwandler,    dessen Schleif-    ringe vom Netz gespeist werden,     Wechsel-          stroin    geringer Periodenzahl zur Erregung  zugeführt.

   Im     (-7'egeiisatz    zu der     gebräuch-          lieben        Gegenstronischaltung    des Motors, bei  dein eine dem Gegendrehmoment entspre  chende Leistung dem Netz entnommen wird,  braucht das Netz     in    diesem Fall nur die sehr  geringe Energie zu liefern, die     den        Strom-          wärmeverlust    des Erregerstromes der Anlage  deckt.

   Die im     Brernswiderstande    vernichtete  Energie ist viel geringer, der Bremswiderstand  kann dabei, wesentlich kleinere     Abniessungen     erhalten als bei dem bekannten     Gegenstrum-          fahren.     



  Eine Änderung der Senkgeschwindigkeit  kann bei gegebenem Bremswiderstand und  gegebener negativer Belastung wiederum in  sehr einfacher Weise dadurch     herbei-eführt     werden,     dass    die Drehzahl des     Frequenzwand-          lers    geändert wird.  



  Der fremd angetriebene     Frequenzwandler     kann auch dazu verwendet werden, um dem  Hauptmotor<B>für</B> niedere Fahrgeschwindig  keiten Wechselstrom niederer Periodenzahl  zuzuführen,     rnit    dessen Hilfe dieser mit ge  ringer Drehzahl,. also sehr langsam bewegt  werden kann. Dieser langsame Antrieb ist  bei Förderantrieben sehr wichtig für das       Weiterrücken    des Förderkorbes um eine seiner  Etagen, sowie für     Scilrevisionsfahrten,    die  dann nicht mehr mit einer toten Last aus  geführt zu werden brauchen. Im Bahnbetrieb  ist er vorteilhaft für das Rangieren.

   Man     läf,)t     in diesen Fällen den     Frequenzwaridler    zu  sammen mit dem Motor in der     Brenissehal-          tung    arbeiten, indem man den F,     requenzwand-          ler    mit geringem Schlupf<B>je</B> nach der ge  wünschten Drehrichtung untersynchron oder  übersynchron antreibt. Der     Frequenzwandler,     der im     Synchronlauf    Gleichstrom an den  Hauptmotor liefert, also kein Drehmoment in  diesem erzeugt, wird dann Drehstrom niederer  Frequenz in den Hauptmotor senden und diesen  langsam     in        der    einen oder andern Richtung  antreiben.

   Um das erforderliche Drehmoment  zu liefern, ist auch noch eine Regelung der  Spannung des     Frequenzwandlers    erforderlich.  Die     Geschwindigkeitsregelting    erfolgt zweck-      mässig allmählich, um die Bewegung des an  getriebenen Förderkorbes oder der Lokomotive  stossfrei einzuleiten. Dieser Zweck kann aber  auch dadurch erreicht werden,     dass    der Brems  widerstand des Hauptmotors allmählich ver  ändert wird.

   Durch dieses Mittel die lang  same Fahrt zu erzielen, wird erreicht,     dass     die Anlage auch für langsame Fahrt ständig  in Bremsschaltung bleibt     u'nd        dass    für das       131insteuern    keine Schaltung von Starkstrom  kreisen erforderlich ist. Beides bedeutet eine  wesentliche Vereinfachung der ganzen Steuer  anlage. Insbesondere wird aber für die lang  same Bewegung viel weniger Energie aus  dem Netz entnommen, als bei direktem     An-          schluss    des Motors an das Netz und auch viel  weniger Energie in den     Anlasswiderständen     verzehrt.  



  Im übrigen können für die Regelung der       Kollektormaschine,    sei es,     dass    sie als     Fre-          quenzwandler    oder als     Phasenkompensator    ar  beitet, auch die übrigen bekannten Regelungs  mittel, wie Bürstenverschiebung, Parallelschal  tung von     ohmschen    oder induktiven Wider  ständen, benutzt werden.



      Asynchronous motor system for positive and negative loads. In companies that also work with negative loads, such as conveyor companies when lowering loads or rail companies when driving downhill, there is a risk that certain electric motors that are started via resistances may exceed the normal operating speed and run through it .

   In order to prevent this, one has the induced part in asynchronous motors at the moment when the motor reaches the synchronous speed, short-circuited, whereby the generator effect is obtained, the torque corresponding to the driving load already when the synchronism is slightly exceeded keeps the balance. It is desirable that the short circuit takes place as precisely as possible at the moment of the synchronous passage.

    If the rotor is short-circuited before synchronism is achieved, the motor, which was almost unloaded up to then and moved under the influence of the drive load, suddenly develops a very high torque in order to accelerate the entire conveyor train to synchronism, which causes a jolt and slips during forwarding Rope can result. If the short-circuiting only occurs after the -Synchronism has been exceeded, a deceleration surge occurs if the speed at which the short-circuit occurs is greater than the oversynchronous speed at which the asynchronous generator of the driving load maintains the equilibrium.

   If, however, the synchronism is exceeded at the moment of short-circuiting more than the speed for the maximum generator torque in the short-circuit, and so far that the generator torque has become less than the torque of the load, then the short-circuit can no longer run away prevent.



  Even if you wanted to prevent the asynchronous motor from running away by supplying direct current to its induced part from a battery or a DC machine at the moment of synchronism in order to have it work back as a synchronous generator on the mains, you come across the demand to accurately capture the synchronism. This is because if your induced part is fed direct current in sub-synchronism, the motor generates currents of a considerable size that are not connected to the network and cause fluctuations in voltage and torque. These fluctuations have a detrimental effect on the control center and can also lead to rope slides in conveyor companies.

   After all, when reaching synchronism, the Breinsung will still start. If, however, a switch is only made in oversynchronism, a runaway can no longer be prevented.



  Compared to the short-circuit process, generating the generator effect using direct current has the advantage that the delay period can be connected to the driving period by simply switching the motor from the mains to braking resistors.



  According to the invention, an arrangement is to be made in which, on the one hand, the passage is prevented regardless of the precise detection of the synchronism, and on the other hand, the direct connection of the electrical deceleration braking to the driving period is made possible.

   This is achieved in that the generator effect, instead of by short-circuiting the induced part or by introducing direct current from a battery or a direct current dynamo into the induced part of the motor, generates an excitation that is generated by an alternating current kominu - tator machine is generated.



  An embodiment of the invention is illustrated in Figure 1 of the drawing. A three-phase conveyor motor is denoted by a, which drives a cable drum <B> b </B> and is fed from network c via switch <B> d </B>. A frequency converter e is mechanically coupled to it, the slip ring side of which is connected to the terminals of the Fürder motor via the transformer <B> f </B> and is fed from network c when the switch <B> d </B> is inserted.

   A changeover switch <B> y </B> connects the slip rings of the conveyor motor either to the starting resistor h or to the commutator side of the frequency converter. With the starting resistor switched on, the voltage of the induced part runs when the motor starts, while the speed of the motor approaches synchronism, according to the curve shown in FIG. 2 x. The amplitude and frequency of the voltage decrease after the time of synchronism.

   The voltage at the commutator brushes of the frequency converter fed from the mains via the transformer, on the other hand, runs, for example (with a suitable phase position at the moment of synchronism), according to the line <B> y. </B> The amplitude of the voltage here maintains its size, while the frequency also decreases. The mutual position of the two curves is determined by the setting of the coupling of the two rotors.

   If you now switch to point <B> p, </B> where the two curves intersect, ie where both voltages have a value that is equal to one another and different from zero, the commutator side of the frequency converter is used instead of the starting resistance of the conveyor motor on the rotor of the motor, the generator effect will set in with increasing speed before your synchronism and gradually increase.

   With a suitable amplitude of the voltage of the frequency converter, it can be achieved that not only the instantaneous value of the torque, but also its mean value is changed by switching over when the voltage is equal, so that no shock can occur. Mains-free currents cannot occur either, since the frequency in the induced part of the main motor due to the mechanical coupling always coincides with the frequency on the commutator side of the frequency converter.

   Even when switching over and under synchronism at speeds at which there is no equal voltage, the generation of non-network frequencies from the same 6 'round is impossible. The generator effect can then always be produced.

   With a suitable choice of the slip ring voltage of the frequency converter and the setting of the relative position of both rotors by means of the clutch, you have it in hand, the speed at which the maximum generator effect occurs, as well as the power converter with which the energy return takes place finds to discontinue.



  For deceleration braking, the slip ring side of the frequency converter is connected to the stator of the three-phase motor via the transformer, while the motor is disconnected from the mains and switched to resistors <B> k </B>.

   The slip ring side of the frequency converter is expediently placed from the outset on the terminals of the stator of the three-phase motor, that is, between these and its mains switch, so that special switching for the slip ring side of the frequency converter at all is not required.



  In the circuits described, the frequency converter will send a three-phase current of very low frequency to the rotor of the three-phase motor for excitation both when the three-phase motor is working backwards and during deceleration braking, which in the limit case can also become direct current.



  In the described arrangement, a deceleration rate cannot be carried out until it comes to a standstill, since the excitation of the asynchronous motor to be braked becomes weaker as the speed decreases. Around. To avoid this, an externally driven frequency converter is used according to a further embodiment of the invention, which, in contrast to the previously described arrangement, is connected to the network with its slip rings during the delay period of the main motor, but is kept off this during the rest of the time.

   During the delay period, this frequency converter converts the current fed to its slip rings from the mains frequency on the commutator side into a current of low frequency for the excitation of the main motor. With constant speed of the frequency converter, the strength and frequency of this excitation current remains constant and independent of the speed of the main motor. The strength reaches its maximum when the frequency converter is driven in opposite synchronism to the rotary indicator supplied by the network.

      In this particular case, the main motor is energized by the frequency converter with direct current, at all other speeds with alternating current. The frequency of this weekly current depends on the deviation of the frequency converter from the synehronism. As a result of the reactance of the part of the main motor through which the excitation current flows, the excitation current and thus the braking force of the main motor will decrease with increasing frequency despite the constant voltage at the frequency converter.

   This is used to change the braking torque of the main motor by changing the speed of the motor driving the frequency converter.



  To work back on the mains to prevent the main motor from running away, the frequency converter is only connected to the induced part of the main motor with its conimutator side, its slip ring side remains switched off from the mains.

   The slip current of the main motor then has to flow through the frequency converter rotor via the commutator and thereby magrietize it. As a result of rotation in its field produced in the frequency converter, the slip current receives the phase required for magnetizing the main motor in a known manner, as with a phase compensator.



       Aueli if synchronism is not achieved, as is the case with a positive load, e8 can be advantageous to connect the frequency converter disconnected from the mains to the induced part of the main motor at the end of the start-up period. He works in it during. the subsynchronous driving period as a phase compensator. This is particularly advantageous in rail operations, because by relieving the route from wattless currents, greater utilization of existing routes is made possible and the overload capacity of the locomotives is increased when pure watt current is drawn.



  An exemplary embodiment with an external drive of the frequency converter is shown for conveying operation in FIG. 3 of the drawing. Here the frequency converter e is driven by a drive motor independently of the main Niotor a, the connection lines from the slip ring side of the frequency converter are led to the three-phase network via a switch it and a transformer <B> f </B>. For the Brenis circuit shown, the switch i2 is closed, while the rest of the time it is opened.

   It is coupled with the universal switch d for two purposes.



  Even when using the freely driven frequency converter, the synchronicity does not need to be recorded sharply in order to prevent runaway, because once when switching the input part of the main motor from the starting resistor to the commutator side of the frequency converter, the current surge due to the resistance of the frequency converter does not occur so big)

      As with the direct short-circuiting of the starting resistor according to the known method and on the other hand, non-network frequencies cannot occur because the field in the frequency converter is only generated by the slip routine and consequently the magnetizing current supplied by the frequency converter always has the same frequency as the slip current itself .



  You can also let the frequency converter form the zero point of the starter. In this case, switching over at the end of the driving period is not necessary, since after the starting resistor has been switched off, the frequency converter is directly connected to the slip rings of the main motor. If, with a driving load, the starting resistors no (, h are not switched off when synchronism is achieved, then all that is required is to bridge the residual resistances to prevent runaway.



  The frequency converter with an external drive can also be used with advantage to achieve low travel speeds, as they are necessary for operation, for example, for rope inspection trips. For this purpose, the conveyor motor with its stator or rotor is connected to the braking resistor and its rotor or stator is supplied with a small number of cycles for excitation by the frequency converter, the slip rings of which are fed from the mains.

   In the (-7'egeiisatz to the common counter current circuit of the motor, in which a power corresponding to the counter torque is taken from the network, the network only needs to supply the very little energy in this case that the heat loss of the excitation current Plant covers.

   The energy lost in the Brern resistor is much less, the braking resistor can get significantly smaller dimensions than with the known counterflow.



  With a given braking resistance and a given negative load, a change in the lowering speed can in turn be brought about in a very simple manner by changing the speed of the frequency converter.



  The externally driven frequency converter can also be used to supply alternating current with a low number of periods to the main motor <B> for </B> low driving speeds, with the help of which it runs at low speed. so can be moved very slowly. This slow drive is very important in conveyor drives for moving the conveyor cage around one of its floors, as well as for revision trips, which then no longer need to be carried out with a dead load. In rail operations it is advantageous for maneuvering.

   In these cases, the frequency converter works together with the motor in the lever holder by driving the frequency converter with low slip either under-synchro- nously or over-synchro- nously depending on the desired direction of rotation . The frequency converter, which supplies direct current to the main motor in synchronous operation, i.e. does not generate any torque in it, will then send low-frequency three-phase current to the main motor and slowly drive it in one direction or the other.

   In order to deliver the required torque, the voltage of the frequency converter must also be regulated. The speed control is expediently carried out gradually in order to initiate the movement of the driven cage or the locomotive without any jolts. However, this purpose can also be achieved by gradually changing the braking resistance of the main motor.

   This means of achieving slow travel means that the system always remains in the braking circuit, even for slow travel, and that no switching of heavy current circuits is required for the activation. Both of these mean a significant simplification of the entire tax system. In particular, however, much less energy is drawn from the network for the slow movement than when the motor is connected directly to the network and much less energy is consumed in the starting resistors.



  In addition, the other known control means, such as brush displacement, parallel connection of ohmic or inductive resistances, can also be used to regulate the collector machine, whether it works as a frequency converter or as a phase compensator.

 

Claims (1)

PATENTANTSPRUCH: Asynehronmotorenanlage für positive und negative Belastung, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregung, die für das Einsetzen der Generatorwirkung sowohl zum Verhüten des Durchgehens, als auch zum Verzögerungs bremsen mittelst Widerständen zugeschaltet wird, durch eine Wechselstrom-Kommutator- maschine erzeugt wird. PATENT CLAIM: Asynchronous motor system for positive and negative loads, characterized in that the excitation that is switched on by means of resistors for the onset of the generator effect, both to prevent runaway and to brake the deceleration, is generated by an AC commutator machine. UNTERANSPRüCIIE <B>.</B> <B>1.</B> Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Kommutator- maschine ein mit dem Läufer des Asyn- ehronmotors mechanisch gekuppelter, zum Verhüten des Durchgehens. vom Netz ge speister Frequenzwandler verwendet wird, dessen Kommutatorseite an Stelle des An- lasswiderstandes in der Nähe der syn chronen Drehzahl an den induzierten Teil des Asynchronmotors gelegt wird. 2. SUB-CLAIM <B>. </B> <B> 1. </B> System according to patent claim, characterized in that the commutator machine is a mechanically coupled with the rotor of the asynchronous motor to prevent runaway. Frequency converter fed by the mains is used, the commutator side of which is connected to the induced part of the asynchronous motor in the vicinity of the synchronous speed instead of the starting resistor. 2. Anlage nach Patentanspruch und Unter anspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass für die Verzögerungsbremsung die Schleif ringe des Frequenzwandlers an den beim Fahren vom Netz gespeisten Teil des Asynchronmotors angeschlossen werden. <B>3.</B> Anlage nach Patentanspruch und Unteran sprüchen<B>1</B> und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringe des Frequenzwandlers dauernd zwischen dem beim Fahren vom Netz gespeisten Teil des Asynchronmo- tors und seinem Netzschalter angeschlos sen sind. 4. System according to patent claim and sub-claim <B> 1, </B> characterized in that the slip rings of the frequency converter are connected to the part of the asynchronous motor that is powered by the mains while driving for the deceleration braking. <B> 3. </B> System according to patent claim and sub-claims <B> 1 </B> and 2, characterized in that the slip rings of the frequency converter are continuously between the part of the asynchronous motor that is powered by the mains and its mains switch are connected. 4th Anlage nach Patentanspruch und Unter ansprüchen<B>1,</B> 2 und<B>3,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass die Umschaltung des indu zierten Teils des Asynchronmotors auf den Frequenzwandler in dem vom Syn chronismus abweichenden Zeitpunkt er folgt, in dein die inäuzierte Spannung des Asynchronmotors der Kommutator- spannung des Frequenzwandlers gleich ist. System according to patent claim and sub-claims <B> 1, </B> 2 and <B> 3, </B> characterized in that the switching of the induced part of the asynchronous motor to the frequency converter at the point in time deviating from the synchronicity follows, in which the induced voltage of the asynchronous motor is equal to the commutator voltage of the frequency converter. 5. Anlage gekennzeichnet, nach Patentanspruch, dass als Kommutator- dadurch maschine ein fremd angetriebener Fre- quenzwandier verwendet wird, dessen Schleifringseite für diä Verzögerungsbrem sung an das Netz angeschlossen ist, wäh rend sie für die übrige Zeit offen bleibt. 5. System characterized according to claim that an externally driven frequenzwandier is used as a commutator machine, the slip ring side of which is connected to the network for the deceleration braking, while it remains open for the rest of the time. <B><I>6.</I></B> Anlage nach Unteranspruch<B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung von sehr geringen Geschwindigkeiten insbe sondere die Verzögerungsschaltung mit dem fremdangetriebenen Frequenzwandler als Fahrschaltung verwendet wird. <B>7.</B> Anlage nach Patentanspruch und Unter anspruch<B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzwandler dem ihm vom Netz aufgedrückten Felde entgegengesetzt syn chron angetrieben wird. <B><I>6.</I> </B> System according to dependent claim <B> 5, </B> characterized in that the delay circuit with the externally driven frequency converter is used as a driving circuit in order to achieve very low speeds . <B> 7. </B> System according to claim and sub-claim <B> 5, </B> characterized in that the frequency converter is driven synchronously opposite to the field imposed on it by the network. <B>8.</B> Anlage nach Patentanspruch und -Unter ansprüchen<B>5</B> Lind<B>6,</B> dadurch gekennzeich net, dass beim Rückarbeiten auf das Netz der Leistungsfaktor, mit dem die Lei stungsabgabe erfolgt, durch Änderung der Geschwindigkeit des Frequenzwandlers verändert wird. <B>9.</B> Anlage nach Patentanspruch und Untei, ansprüchen <B>5</B> und<B>6,</B> dadurch gekennzeich net, dass bei der Verzögerungsbremsung die Bremskraft des Asynchronmotors durch Änderung der Geschwindigkeit des Fre- quenzwandlers geändert wird. <B> 8. </B> System according to patent claim and sub-claims <B> 5 </B> and <B> 6, </B> characterized in that when working back on the network, the power factor with which the Power delivery takes place, is changed by changing the speed of the frequency converter. <B> 9. </B> System according to patent claim and sub-claims <B> 5 </B> and <B> 6 </B> characterized in that the braking force of the asynchronous motor by changing the speed during deceleration braking of the frequency converter is changed. <B>10.</B> Anlage nach Patentanspruch und Unter ansprüchen<B>5</B> und<B>6,</B> dadurch gekennzeich net, dass bei negativer Belastung die Ge schwindigkeit des Asynchronmotors durch Änderung der Geschwindigkeit des Fre- quenzwandlers eingestellt wird. <B>11.</B> Anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Frequenzwandler für Untersynchronlauf des Asynchron- inotors als Phasenkompensator für diesen verwendet wird. 12. <B> 10. </B> System according to patent claim and sub-claims <B> 5 </B> and <B> 6, </B> characterized in that with negative load the speed of the asynchronous motor by changing the speed of the frequency converter is set. <B> 11. </B> System according to claim, characterized in that the frequency converter for subsynchronous operation of the asynchronous inotors is used as a phase compensator for this. 12. Anlage nach Patentarispruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Frequenzwandler in den Nullpunkt des Anlasswiderstandes für den Asynchronmotor geschaltet ist. System according to patent claim, characterized in that the frequency converter is switched to the zero point of the starting resistance for the asynchronous motor. <B>13.</B> Anlage nach Patentanspruchund -Unter- ansprüchen5-11,dadurchgekennzeichnet, dass für kleine Fahrgeschwindigkeiten der auf Bremswiderstände oder Kurzschluf) geschaltete Hauptmotor von dem mit ge ringer S#hlüpfung fremd angetriebenen Frequenzwandler aus mit Strom von ge ringer Frequenz gespeist wird. <B> 13. </B> System according to patent claim and sub-claims 5-11, characterized in that, for low driving speeds, the main motor, which is switched to braking resistances or short circuit), is powered by the frequency converter externally driven with low slip Frequency is fed.
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