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Anordnung zum Betrieb von mit dreiphasigen Primär- und Sekundär-Wicklungen
ausgerüsteten dynamoelektrischen Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung
zur Herbeiführung eines Gleichlaufs von durch ein Einphasennetz gespeisten dynamoelektrischen
Maschinen unter Betriebsbedingungen.
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Bei einer Bauart von dynamoelektrischen Maschinen, die sich mit einer
anderen ähnlichen Maschine bei jeder beliebigen Drehzahl im Gleichlauf betreiben
lassen, ist jede Maschine mit einer auf dem Stator angeordneten Mehrphasenwicklung
sowie mit einem Einphasenrotor mit vorstehenden Polstücken ausgerüstet. Damit die
Maschinen im Gleichlauf arbeiten, sind die Mehrphasenwicklungen, von Phase zu Phase
miteinander verbunden, während die Einphasenwicklungen miteinander verbunden und
an ein Einphasennetz angeschlossen sind.
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Bei einer anderen Bauart- kann die Maschine durch ein Mehrphasennetz
gespeist werden. In diesem Falle sind Mehrphasenwicklungen sowohl auf dem Stator
als auch auf dem Rotor vorgesehen, wie es auch bei Mehrphasen-Drehstrommotoren mit
Schleifringen der Fall ist. Um bei derartigen Maschinen Gleichlauf zu erzielen,
sind die einander entsprechenden Wicklungen der :Maschinen miteinander verbunden,
und die eine oder andere der miteinander verbundenen Wicklungen ist an das Mehrphasennetz
angeschlossen. Auf diese Weise fließen in den miteinander verbundenen Wicklungen
einer Maschine die Ströme aus der entsprechenden Wicklung der anderen Maschine und
erzeugen ein Gleichlaufdrehmoment, das die beiden Maschinen im Gleichlauf arbeiten
läßt.
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Bei Maschinen der zuerst erwähnten Bauart werden für gewöhnlich die
Verbindungen hergestellt, wenn beide Maschinen stillstehen, und die Maschinen werden
im Gleichlauf hochgefahren. Es ist jedoch auch möglich, die eine aufnehmende Maschine
aus dem Stillstand mit der übertragenden umlaufenden Maschine hochzufahren, vorausgesetzt,
daß die Belastung der aufnehmenden Maschine verhältnismäßig gering ist. Wenn jedoch
eine erhebliche Last gegeben ist, ist die mehrphasige Bauart derjenigen mit vorstehenden
Polstücken vorzuziehen.
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Für den Fall der Verwendung mehrphasiger Maschinen wurden bereits
Anordnungen vorgeschlagen, die es ermöglichen, die aufnehmende Maschine aus dem
Stillstand hochzufahren, um sie mit der übertragenden Maschine in Gleichlauf zu
bringen, wobei es jedoch erforderlich ist, geeignete Vorsichtsmaßnahmen zu treffen,
was allerdings nur dann möglich ist, wenn mehrphasiger Netzstrom zur Verfügung steht.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, um bei mit
dreiphasigen Primär- und Sekundärwicklungen ausgerüsteten dynamoelektrischen Maschinen
eine oder mehrere Maschinen bei Speisung durch ein Einphasennetz zwangläufig vom
Ruhezustand in Gleichlauf mit einer bereits in Gang befindlichen Maschine zu bringen.
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Bei der Anordnung nach der Erfindung, bei der zwei Phasen der Primärwicklungen
der taktgebenden Maschine an ihren äußeren Enden miteinander und diese Kurzschlußverbindung
einerseits und das andere Ende der verbleibenden Phasenwicklung andererseits mit
dem Netz verbunden sind und bei der ferner einander entsprechende Primär- und Sekundärwicklungen
der taktgebenden und der nachlaufenden Maschinen) untereinander verbunden sind,
besteht das Neue darin, daß diejenigen Primärwicklungen der nachlaufenden Maschine(n),
die den kurzgeschlossenen Wicklungen der taktgebenden Maschine entsprechen, anfänglich
über einen als Phasenteiler wirkenden Wechselstromwiderstand miteinander verbunden
sind, der abgeschaltet oder kurzgeschlossen wird, wenn der Gleichlauf erreicht ist.
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Wenn im Oberbegriff des Hauptanspruchs von »dreiphasigen Primär- (Stator-)
und Sekundär- (Rotor-) Wicklungen<; gesprochen wird, so dient dies nur zur besseren
Verständlichkeit. Die Erfindung kann jedoch ebenso auch angewendet werden, wenn
die Primärwicklung auf dem Rotor und die Sekundärwicklung auf dem Stator angeordnet
ist.
Um das Verhältnis zwischen dem Gleichlaufdrehriijiiient und
dem Motordrehmoment .der nachlaufena_@ 3aschine während der Beschleunigungsperiode
auf i1i%5glichst hohen Wert zu halten, wird mit jeder 1'lia>c- F',-r taktgebenden
Maschine ein Wechselstromin Reihe geschaltet.
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Diu Erfindung wird im folgenden an Hand der Zu i#2lijii'iig an zwei
Ausführungsbeispielen näher er-1 li 3.i@. 1 bezeichnet das Bezugszeichen A die Prim:ir@@
:c';lung der taktgebenden Maschine, deren Sebei a dargestellt ist. Während des Betric'l::_z;
;eird die Sekundärwicklung mit einer beliebi-1«i ;CVünschten Drehzahl angetrieben.
Die fest-Primärwicklung der nachlaufenden Maschine ist bei B angedeutet, während
die Sekundärwicklung hüi b dargestellt ist. Gemäß Fig. 1 sind die Primärwicklungen
beider Maschinen als Dreiphasenwicklungen ausgeführt, doch sind letzten Endes zwei
der Wicklungsenden kurzgeschlossen, um einen Kurzschluß längs der Quadraturachse
zu bilden. -Mit einer Phase der Wicklung B ist ein als Phasenteiler wirkender Wechselstromwiderstand
Z verbunden. Dieser Wechselstromwiderstand kann aus einem Widerstand, einem Kondensator,
einer Drossel oder einer beliebigen Kombination der genannten Teile bestehen. Es
ist ein Schalter S2 vorgesehen, um eine Netzleitung entweder mit dem freien Ende
des Wechselstromwiderstandes zu verbinden, wobei der Wechselstromwiderstand Z mit
einer Phase der Wicklung B in Reihe geschaltet ist, oder um die betreffende Netzleitung
unmittelbar mit dem Ende dieser Phase der Wicklung B zu verbinden. Ferner ist ein
zweipoliger SchalterS1 vorgesehen, um .die Verbindungen zwischen den beiden Sekundärwicklungen
a und b
herzustellen oder zu unterbrechen.
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Wenn die taktgebende Maschine Aa läuft, ist es zum Zwecke des Anlassens
der stillstehenden nachlaufenden Maschine Bb und um die Maschine Bb mit der Maschine
Aa in Gleichlauf zu bringen, lediglich erforderlich, den Schalter S 1 zu schließen
und den Schalter S2 auf den Kontakt 1 umzulegen, so daß der Wechselstromwiderstand
Z mit einer Phase der Wicklung B in Reihe geschaltet ist. Die nachlaufende Maschine
wird dann hochgefahren und stellt sich automatisch auf Gleichlauf mit der taktgebenden
Maschine ein. Hierauf legt man den SchalterS2 auf den Kontakt2 um. Der Wert des
als Phasenteiler wirkenden Wechselstromwi.derstandes wird so gewählt, daß für die
Beschleunigung das kleinstmögliche Drehmoment erforderlich ist.
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Fig.2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem in einfacher
Weise ein elektromagnetisches Schaltschütz und zwei Schalter, die vorzugsweise als
Druckknopfschalter ausgeführt sind, verwendet werden, um ein beliebiges Ein- und
Ausschalten der nachlaufenden Maschine zu ermöglichen. Das Schaltschütz besitzt
eine Betätigungsspule 3 und drei normalerweise geöffnete Kontakte 4, 5 und 6; bei
dem Kontakt 6 handelt es sich um einen Haltekontakt, der den zum Einschalen dienenden
Druckknopfschalter 7 in der dargestellten Weise überbrückt. Die nachlaufende Maschine
wird abgeschaltet, indem man den Ausschaltdruckknopf 8 drückt, so daß der Speisestromkreis
für die Spule 3 unterbrochen wird. Als Phasenteiler dient hier ein mit einem Widerstand
Rc in Reihe geschalteter Kondensr=tor C.
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Um der Einrichtung Spannung zuzuführen, ist es erforderlich, den Druckknopf
des Schalters 7 niederzudrücken und ihn niedergedrückt zu halten, bis Gleichlauf
ereicht ist. Während dieser Zeit zieht das Schaltschütz an, und die Maschine Db
läuft in der gleichen Weise an wie ein Motor mit Anlaufshilfsphase und stellt sich
automatisch auf Gleichlauf mit der taktgebenden Maschine ein. Wenn der Druckknopf
des Schalters 7 nach zwei bis drei Sekunden losgelassen wird, wird der Phasenteiler
kurzgeschlossen, und die beiden Maschinen weisen symmetrische Verbindungen auf,
was erforderlich ist, um unnötige zirkulierende Ströme zu vermeiden.
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Da die Verbindung zwischen dem Einphasennetz einerseits und der taktgebenden
Maschine sowie der nachlaufenden Maschine andererseits durch das Schaltschütz hergestellt
wird., kann der in Fig. 1 gezeigte Schalter S 1 forgelassen werden, d. h., die mehrphasigen
Sekundärwicklungen der Maschinen bleiben ständig miteinander verbunden.
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Obwohl die Figuren Maschinen mit Wicklungen in Sternschaltung zeigen,
liegt es auf der Hand, daß sich die Erfindung ebensogut bei Maschinen mit Wicklungen
in Dreieckschaltung anwenden läßt. In diesem Falle wird das Einphasennetz mit zwei
Klemmen der im Dreieck zusammengeschalteten Wicklungen verbunden, und die dritte
Klemme wird mit einer .der anderen Klemmen verbunden, um einen Kurzschluß längs
der Quadraturachse herzustellen.
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Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind an sich aus der deutschen
Patentschrift 718 574 und die des Anspruchs 4 aus der französischen Patentschrift
777 920 bekannt.