DE1139910B

DE1139910B - Einrichtung zur Steuerung eines Drehstrom-Schleifringlaeufermotors bei Spillantrieben

Info

Publication number: DE1139910B
Application number: DES34076A
Authority: DE
Inventors: Gerd Ficken
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-06-27
Filing date: 1953-06-27
Publication date: 1962-11-22

Description

Einrichtung zur Steuerung eines Drehstrom-Schleifringläufermotors bei Spillantrieben Bei Spillantrieben ist es wichtig, daß der Zug beim Anlauf zur Schonung der Trossen in mäßigen Grenzen bleibt. Die leere Trosse soll schnell verholt werden können. Bei Überlast soll der Motor unter Strom stehenbleiben und bei Entlastung wieder selbsttätig anlaufen. Da diese verschiedenen Arbeitsbedingungen sich nicht von einem Bedienungsmann übersehen lassen, ist die Möglichkeit einer Beeinflussung der Steuerung von Hand nicht ausreichend, vielmehr ist es erwünscht, über das Ein- und Ausschalten hinaus eine weitere manuelle Betätigung entbehrlich zu machen.
Von einer Einrichtung zur Steuerung eines Drehstrom-Schleifringläufermotors bei Spillantrieben wird deshalb gefordert, daß sie selbsttätig im Anlaufbereich ein möglichst konstantes Drehmoment zur Schonung der Trossen verursacht. Es ist weiterhin zu fordern, daß die Umschaltung vom Anlaufbereich in den Betriebsbereich selbsttätig erfolgt und daß im Betriebsbereich der Drehstrommotor ein Reihenschlußverhalten hat, daß also die Drehzahl bei zunehmender Belastung der Trosse stark abnimmt. Die Einrichtung muß aber auch in der Lage sein, den Motor bei Überlast im Stillstand eingeschaltet zu lassen und bei Entlastung den Motor selbsttätig wieder anlaufen zu lassen.
Eine Einrichtung, die diese Bedingungen selbsttätig erfüllt, ließ sich bisher nur unter Verwendung der verhältnismäßig aufwendigen Leonard-Schaltung bzw. einer Krämer-Schaltung ausführen. Bei diesen Schaltungen erfolgt die Steuerung sowohl im Motorals auch im Generatorerregerstromkreis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen Drehstrommotor-Spillantrieb und dessen Steuerung aufzubauen, der sämtlichen gestellten Aufgaben gerecht wird und ein Minimum an Steuerelementen erfordert. Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch Schaltmittel gelöst, durch die selbsttätig beim Überschreiten einer vorgegebenen Drehzahl des Läufers des Drehstrom-Schleifringläufermotors bzw. beim Unterschreiten einer vorgegebenen Spannung oder Frequenz im Läuferstromkreis gleichzeitig der Widerstand im Läuferstromkreis erhöht und derjenige im Ständerstromkreis vermindert wird. Vorteilhaft ist es hierbei, die Steuereinrichtung so auszubilden, daß beim Unterschreiten des vorgegebenen Drehzahlwertes bzw. beim Überschreiten des vorgegebenen Spannungs- oder Frequenzwertes im Läuferstromkreis selbsttätig eine Umschaltung auf den vorher bestehenden Zustand erfolgt. Als Schaltmittel zur Erfassung der für die Steuerung maßgebenden Werte können an sich bekannte Mittel wie Fliehkraftschalter oder Relais in Verbindung mit Schützen verwendet werden.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild in einpoliger Darstellung und Fig. 2 das Kennlinienbild einer Steuereinrichtung nach der Erfindung.
M ist ein Drehstromschleifringläufermotor mit einem Ständervorwiderstand Wi und an die Schleifringe des Läufers angeschlossenen Läufervorwiderständen W2 und W3. So ist das Hauptschütz, das durch Druckknopfschalter E und D ein- bzw. ausgeschaltet werden kann. F ist ein mit dem Läufer des Motors verbundener Fliehkraftkontaktschalter, der ein den Ständervorwiderstand Wi überbrückendes Schütz Si und ein den Teil W3 des Läufervorwiderstandes überbrückendes Schütz S2 steuert. Das Schütz S, hat einen Arbeitskontakt, das Schütz S2 einen Ruhekontakt.
Die in Fig. 2 stark ausgezeichnete Kennlinie setzt sich zusammen aus der Teilkenniinie 1 des Drehstrommotors mit Ständervorwiderstand W1 und Läufervorwiderstand W2 und der Teilkennlinie Il desselben Motors ohne Ständervorwiderstand, aber mit Läufervorwiderstand W2+ Ws. Im Anlaufbereich A nimmt die Kennlinie den Verlauf I, im Betriebsbereich B den Verlauf 11. Anlaufbereich und Betriebsbereich nehmen hier etwa je 50% des ganzen Drehzahlbereichs ein.
Läuft der Motor M nach Einschalten des Hauptschützes So bei Leerlauf an, so steigt seine Drehzahl rasch auf den Wert 100% des gesamten Drehzahlbereiches, der etwas unter der synchronen Drehzahl endet. Bei einem Asynchronmotor in der normalen Ausführung und mit normaler Schaltung beträgt der Drehzahlabfall zwischen Leerlauf und Vollast etwa 2 bis 3%. Beim Gegenstand der Erfindung ist jedoch der Drehzahlabfall wesentlich größer, z. B. 50%. Der Drehstrom-Schleifringläufermotor hat bekanntlich je eine Wicklung im Ständer und im Läufer. Durch Verändern des Läufervorwiderstandes ist die Drehzahl steuerbar. Durch einen Ständervorwiderstand wird das Drehmoment begrenzt bzw. gesteuert.
Beim Auftreten eines Belastungsmomentes nimmt beim Gegenstand der Erfindung die Drehzahl stark ab. Überschreitet das Belastungsmoment einen bestimmten Wert (Punkt c), so bleibt der. Motor. unter Strom stehen, solange das Lastmoment das Anlaufmoment (Punkt a) überwiegt. Geht das Lastmoment unter diesen Wert zurück, so läuft der Motor wieder an. Es wird also beim Anlauf, wie eingangs gefordert, das Drehmoment begrenzt, d. h. ein weiches Anlaufen erzielt. Ferner tritt eine Drehzahlzunahme bei Entlastung ein und ein Stillstand bei Überlast sowie selbsttätiger Wiederanlauf bei Entlastung.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich entsprechend der Wahl der Vorwiderstände Wi bis W8 der Kennlinienverlauf den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend gestalten läßt. Man kann auch den ständig eingeschalteten Teil W2 des Läufervorwiderstandes einstellbar machen, beispielsweise durch eine Schaltwalze, und dadurch die Neigung des Kennlinienteils 1I zum Zwecke der Steuerung verändern.
An Stelle eines Fliehkraftkontaktes kann man den Übergang vom KennlinienteilI zum Kennlinienteil Il auch durch andere Mittel steuern, beispielsweise durch Relais, die auf Spannung oder Frequenz des Läuferstromkreises ansprechen. Es kann unter Umständen besonders vorteilhaft sein, die Kennlinienteile so zu legen, daß das Motordrehmoment in der Anlaufkurve mit zunehmender Drehzahl nicht ansteigend, sondern konstant oder abfallend verläuft, z. B. so, daß der Punkt b mit dem Punkt a auf gleicher Höhe oder sogar darunter liegt. Dadurch wird erreicht, daß man im ganzen Anfahrbereich kein größeres Drehmoment als das Anlaufmoment erhält.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Steuerung eines Drehstrom-Schleifringläufermotors bei Spillantrieben, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel vorgesehen sind, durch die selbsttätig beim Überschreiten einer vorgegebenen Drehzahl des Läufers bzw. beim Unterschreiten einer vorgegebenen Spannung oder Frequenz im Läuferstromkreis gleichzeitig der Widerstand im Läuferstromkreis erhöht und derjenige im Ständerstromkreis vermindert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Unterschreiten des vorgegebenen Drehzahlwertes bzw. beim Überschreiten des vorgegebenen Spannungs- oder Frequenzwertes im Läuferstromkreis selbsttätig eine Umschaltung auf den vorher bestehenden Zustand erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 649 594, 226125, 181462, 712 845, 846 131, 129 895; österreichische Patentschrift Nr. 88 445; französische Patentschriften Nr. 642 244, 832 771, 695 635; USA.-Patentschrift Nr. 1672 670; Elektrotechnische Zeitschrift, Ausgabe B, 1952, S.190.