DE1108393B

DE1108393B - Einrichtung fuer einen Drehstromschlefring-laeufermotor fuer Foerdermaschinenantriebe zur Einleitung des Laeuferkurzschlusses bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl

Info

Publication number: DE1108393B
Application number: DES45620A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Lackner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-09-20
Filing date: 1955-09-20
Publication date: 1961-06-08

Description

Einrichtung für einen Drehstromschleifringläufermotor für Fördermaschinenantriebe zur Einleitung des Läuferkurzschlusses bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl Für die Einleitung des Läuferkurzschlusses von Drehstromschleifringläufermotoren von Fördermaschinen, d. h. also für Drehstromschleifringläufermotoren, deren Gegenmomentbelastung so groß ist, daß die Motordrehzahlen in die Nähe der synchronen Drehzahlen kommen oder diese überschreiten, ist es bekannt, Fliehkraftschalter zu verwenden, die in der Nähe der synchronen Drehzahl ansprechen. Diese Methode hat den Nachteil, daß Frequenzschwankungen des Netzes nicht berücksichtigt werden.
Bei einer anderen Anordnung werden Drehstrompendelmaschinen mit Kurzschlußläufern vorgesehen, die bei Erreichen der synchronen Drehzahl einen Kontakt zum Kurzschließen des Anlaßwiderstandes schließen. Dies hat den Nachteil, daß der Kurzschlußbefehl dann, wenn ein äußeres treibendes Moment vorliegt, erst nach dem Überfahren der synchronen Drehzahl gegeben wird.
Ferner sind Einrichtungen bekannt, die in Abhängigkeit vom Läuferstrom oder in Abhängigkeit von der Läuferspannung den Kurzschluß des Anlaßwiderstandes einleiten. Diese Einrichtungen haben jedoch je nach Betriebsart des Antriebsmotors wesentliche Nachteile. So ist z. B. bei Verwendung des Antriebsmotors für eine Fördermaschine, wenn bei einhängender Last ein äußeres treibendes Moment vorliegt, der Läuferstrom ein schlechtes Maß für die Einleitung des Läuferkurzschlusses, weil der Läuferstrom in der Nähe der synchronen Drehzahl klein ist und das Meßglied bei noch relativ hochohmigem Anlaßwiderstand den Steuerbefehl zum Kurzschließen des Anlaßwiderstandes geben kann und dies häufig zu einem unerwünschten Beschleunigungsruck führt. Die Läuferspannung allein ist ebenfalls ein schlechtes Maß für die Einleitung des Kurzschlusses, da bei großer Belastung des Antriebsmotors im Förderbetrieb die gemessene Läuferspannung durch den dann vorhandenen großen inneren Spannungsabfall im Läufer falsche Schlupfwerte vortäuscht, wodurch das Meßglied den Steuerbefehl zum Kurzschließen der Läuferwicklung bei verhältnismäßig großem Schlupf geben kann. Hierdurch können ebenfalls große Momentenstöße auftreten oder es kann sich sogar ein Betrieb im instabilen Bereich der Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie ergeben.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für einen Drehstromschleifringläufermotor für Fördermaschinenantriebe zur Einleitung des Läuferkurzschlusses, bei der der Kurzschluß über ein Relais eingeleitet wird, sobald der Motor während des Anlaufvorgangs eine bestimmte Drehzahl erreicht hat, die die vorgenannten Nachteile beseitigt. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß das Relais gleichzeitig in Abhängigkeit von Strom und Spannung des Läuferstromkreises erregt wird.
Zur näheren Erläuterung wird auf die Zeichnung verwiesen; sie zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen Schaltung.
Mit 1 ist ein Drehstromschleifringläufermotor bezeichnet, der an ein nicht dargestelltes Drehstromnetz angeschlossen ist. An die Schleifringe des Drehstromschleifringläufermotors sind über die Primärwicklungen eines Stromwandlers 2 die Anlaßwiderstände 3, 4 und 5 angeschlossen. Die Sekundärwicklung des Stromwandlers 2 ist mit dem Eingang einer Gleichrichteranordnung 6 verbunden. Die Gleichrichteranordnung 6 bildet mit einer Erregerwicklung des Gleichstromrelais 7 einen geschlossenen Stromkreis. Die zweite Erregerwicklung des Gleichstromrelais 7 bildet mit der Gleichrichteranordnung 8 ebenfalls einen geschlossenen Stromkreis. Eingangsseitig ist die Gleichrichteranordnung 8 dreiphasig an eine Strombegrenzungseinrichtung 9 angeschlossen, die ihrerseits mit den drei Phasenleitern des Läufers verbunden ist. Die Strombegrenzungseinrichtung 9 besteht aus drei in Stern geschalteten Reihenschaltungen eines ohmschen Widerstandes mit einem Kondensator. Zwischen Kondensator und Widerstand wird die Spannung für die Gleichrichteranordnung 8 entnommen. Zur Strombegrenzung können auch Drosselspulen vorgesehen werden, über die die Gleichrichteranordnung 8 mit den Schleifringen verbunden wird. Das Relais 7 ist mit drei Kontakten versehen, über die die Anlaßwiderstände 3, 4 und 5, wie in der Figur gezeigt, direkt kurzgeschlossen werden können. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, über die Kontakte oder einen dieser Kontakte ein weiteres Schütz für das Kurzschließen der Anlaßwiderstände vorzusehen.
Die Wirkungsweise der neuen Anordnung ist folgende: Wird der Drehstromschleifringläufermotor an das Drehstromnetz angeschlossen, so treten im Läuferstromkreis während des Hochlaufens gegenüber dem stationären Betrieb ein hoher Läuferstrom und eine ständig fallende Läuferspannung auf. über die Strombegrenzungseinrichtung 9 und den Gleichrichter 8 beeinflußt ein der Läuferspannung bis zu einem vorgegebenen Wert proportionaler Strom die eine Erregerwicklung des Relais 7 und über die Sekundärwicklung des Stromwandlers 2 der Gleichrichteranordnung 6 die andere Erregerwicklung des Relais 7. Die in den Erregerwicklungen fließenden Ströme erzeugen magnetische Flüsse im Relais 7, die sich in ihrer Wirkung addieren. Hierdurch werden die Relaiskontakte des Relais 7 offengehalten. Durch die Strombegrenzungsanordnung 9 wird erreicht, daß der durch die Läuferspannung hervorgerufene Strom einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten kann. Bei kleiner Frequenz ist nämlich die Eingangsspannung des Gleichrichters 8 und damit der Strom durch die eine Wicklung des Relais 7 proportional der Läuferspannung. Die Strombegrenzungseinrichtung mit RC-Gliedern ist so bemessen, daß ab einer bestimmten Frequenz bei steigender frequenzproportionaler Läuferspannung die Eingangsspannung des Gleichrichters konstant bleibt. Erreicht der =Motor annähernd seine synchrone Drehzahl, so sinken die Läuferspannung und auch der Anlaufstrom im Läufer auf ein Minimum und bewirken dadurch, daß der magnetische Fluß im Relais 7 ebenfalls ein Minimum wird. Hierdurch wird der Relaiskontakt geschlossen und damit der Anlaßwiderstand des Drehstromschleifringläufermotors überbrückt. Durch die Summierung der beiden vom Läuferstrom wie auch von der Läuferspannung hervorgerufenen magnetischen Flüsse im Relais 7 wird ein genaues Ansprechen des Relais 7 kurz vor der synchronen Drehzahl erreicht. Würde nur die Läuferspannung als Kenngröße für das Relais 7 benutzt, so wäre ein zu frühes Kurzschließen des Anlaßwiderstandes bei großem Läuferstrom und schon weitgehend kurzgeschlossenem Anlaßwiderstand möglich, weil der durch den Läuferstrom hervorgerufene Spannungsabfall im Läufer in diesem Fall eine zu kleine Schlupfspannung an den Schleifringen vortäuscht. Dies tritt vor allem bei Hochlauf mit großer aufwärts gehender Last ein. Würde nur der Läuferstrom als Kenngröße verwendet, so wäre ein zu frühes Kurzschließen bei noch relativ hochohmigem Anlaßwiderstand möglich. Dies tritt besonders dann ein, wenn der Motor mit geringer einhängender Last anläuft. Dabei wird die synchrone Drehzahl mit noch verhältnismäßig hochohmigem Anlaßwiderstand erreicht. Der hochohmige Anlaßwiderstand hat zur Folge, daß die Läuferstromkurve verhältnismäßig flach verläuft, was zu einem zu frühen Ansprechen des Relais 7 führen kann. Durch die Kombination werden diese Nachteile beseitigt, und es erfolgt das Kurzschließen des Anlaßwiderstandes eindeutig bei der vorgegebenen Drehzahl.
An Stelle des im Ausführungsbeispiel beschriebenen Relais mit zwei Erregerwicklungen kann auch ein Relais mit nur einer Erregerwicklung verwendet werden; hierbei wird die Erregerwicklung gleichzeitig von dem Strom und der Spannung des Läuferstromkreises beeinflußt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung für einen Drehstromschleifringläufermotor für Fördermaschinenantriebe zur Einleitung des Läuferkurzschlusses, bei der der Kurzschluß über ein Relais eingeleitet wird, sobald der Motor während des Anlaufvorganges eine bestimmte Drehzahl erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (7) gleichzeitig in Abhängigkeit von Strom und Spannung des Läuferstromkreises erregt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Relais (7) ein Ruhestromrelais mit zwei Erregerwicklungen vorgesehen ist, von denen die eine über einen ersten Gleichrichter (6) an die Sekundärwicklung eines Stromwandlers (2) angeschlossen ist, dessen Primärwicklung im Läuferstromkreis angeordnet ist, während die andere über einen zweiten Gleichrichter (8) mit den Schleifringen des Schleifringläufermotors (1) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gleichrichter mit den Schleifringen des Schleifringläufermotors (1) über eine Strombegrenzungseinrichtung (9) verbunden ist, die aus in Stern geschalteten Reihenschaltungen von ohmschen Widerständen und Kondensatoren besteht.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gleichrichter (8) mit den Schleifringen des Schleifringläufermotors (1) über Drosselspulen verbunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (7) nur eine Erregerwicklung hat, die von einer gleichzeitig dem Läuferstrom und bis zu einem vorgegebenen Wert der Läuferspannung proportionalen Gleichspannung gespeist wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 149 609, 159 611, 541707, 666 204, 735 366.