Anordnung zum selbsttätigen Anlassen und Erregen von Synchronmaschinen
Die in der Industrie eingesetzten Synchronmotoren werden bekanntlich mit Dämpferkäfigen
ausgerüstet, die einen asynchronen Selbstanlauf ermöglichen. Während dieses asynchronen
Hochlaufs sind die Läuferpole schwach oder überhaupt nicht mit Gleichstrom erregL
Erst nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl, die als Intrittfalldrehzahl benannt
ist, darf die volle Erregung zugeschaltet werden.Arrangement for the automatic starting and excitation of synchronous machines
The synchronous motors used in industry are known to have damper cages
that enable an asynchronous self-start. During this asynchronous
During run-up, the rotor poles are weak or not energized at all with direct current
Only after reaching a certain speed, which is named as the starting speed
the full excitation may be switched on.
Um eine richtige Einschaltung der Erregung vornehmen zu können, werden
Anordnungen zum selbsttätigen Anlassen und Erregen von Synchronmaschinen benutzt,
bei denen als Kriterium für die Einschaltung der vollen Erregung ein bestimmter
Frequenzweit der Schlupfwechselspannung benutzt ist. Die bisher bekannten Anordnungen
dieser Art sind jedoch schaltungsmäßig aufwendig und bedürfen einer. Vielzahl wartungsempfindlicher
Relais, so daß die Forderung gestellt ist, mit einfacheren Mitteln denselben Zweck
auf einwandfreie Art und Weise zu erreichen.In order to be able to make a correct activation of the excitation
Arrangements for the automatic starting and excitation of synchronous machines are used,
in which the criterion for the activation of full excitement is a certain one
Frequency-wide the slip AC voltage is used. The previously known arrangements
however, these types of circuitry are complex and require one. Variety more sensitive to maintenance
Relay, so that the demand is made, with simpler means for the same purpose
in an impeccable manner.
Dies gelingt nach der Erfindung leicht dadurch, daß durch kontaktlose
elektronische Schaltmittel an sich bekannter Art die Halbwellen des Schlupfwechselstromes
in entsprechende Rechtecksignale konstanter Amplitude umgeformt und diese durch
netzfrequente Zählimpulse oder Vielfache davon gemessen werden, die ihrerseits ein
Zählwerk bekannter kontaktloser Art bei Erreichen einer bestimmten Anzahl von Zählimpulsen
während eines Rechtecksignals zur Einschaltuno, des Erregerschalters steuern, sofern
das Kommando innerhalb einer bestimmten einstellbaren Anlauf7eit erfolgt.This is easily achieved according to the invention in that by contactless
Electronic switching means of a known type, the half-waves of the alternating slip current
converted into corresponding square-wave signals of constant amplitude and these through
Mains frequency counting pulses or multiples thereof are measured, which in turn a
Counter of known contactless type when a certain number of counting pulses is reached
control the exciter switch during a square-wave signal to switch on, if
the command takes place within a certain adjustable start-up time.
Die Erfindung benutzt also die an sich bekannte Tatsache, daß der
Schlupf der Frequenz des beim asynchronen Lauf im Erregerkreis fließenden Wechselstromes
proportional ist.The invention uses the known fact that the
Slip of the frequency of the alternating current flowing in the excitation circuit during asynchronous operation
is proportional.
Durch die bekannten kontaktlosen Schaltrrnttel werden die in F i
g. 1 gezeigten Halbwellen des Schlupfwechselstromes, wie er beim Anlauf im
Gleichstromerregerkreis auftritt, gemäß F i g. 2 in Rechtecksignale umgewandelt,
die konstante Amplitude haben und deren Länge der Halbwelle des Schlupfwechselstromes
entspricht. Dabei wird zweckmäßig dafür gesorgt, d2ß nur Halbwellen bestimmter Polarität
in Rechtecksignale umgewandelt werden und in der Zwischenzeit zwischen zwei Rechtecksignalen
bei ununterbrochen auftretenden Zählimpulsen dem Zählwerk eine die Zählgröße löschende
elektrische Rückstellgröße zugeführt ist. Es ist hierbei zu erwähnen, daß die Rechteckimpulse
und die Zählimpulse über »Und«-Gatter dem Zählwerk zugeführt sind, das ein Ausgangssignal
nur dann abgibt, wenn die bestimmte Zahl von Zählimpulsen während eines einzigen
Rechtecksignals auftritt. So fallen bei 50 Hz und einem Schlüpf von 2 % beispielsweise
25 solcher netzfrequenter Zählimpulse auf eine solche Schlupfhalbwelle. Sobald
die dem Intrittfallschlupf entsprechende einstellbare Zahl von Zä,hlimpulsen während
eines Rechtecksignals erreicht wird, erhält der Erregerschalter ein »Ein«-Kommando.
Es ergibt sich auch die Möglichkeit, das Kommando in einer für das Synchronisieren
besonders günstigen Stellung des Polrades in bezug auf das Ständerdrehfeld zu geben.
Zum Schutz des Motors ist vorgesehen, daß der Antrieb abgeschaltet wird, wenn dieses
Kommando nicht innerhalb der für den Motor zulässigen Anlaufzeit auftritt. Die Zuordnung
der Zählimpulse zu den Schlupfrechtecksignalen ist in F i g. 3 in zeitlicher
Zuordnung gezeigt.By the known contactless switching pulleys, the in F i g. 1 shown half-waves of the alternating slip current, as it occurs during start-up in the DC exciter circuit, according to FIG. 2 converted into square-wave signals that have constant amplitude and whose length corresponds to the half-wave of the alternating slip current. It is expedient to ensure that only half-waves of a certain polarity are converted into square-wave signals and, in the meantime, between two square-wave signals with continuously occurring counting pulses, an electrical reset variable is supplied to the counter which clears the counting variable. It should be mentioned here that the square-wave pulses and the counting pulses are fed to the counter via "And" gates, which only emits an output signal if the specific number of counting pulses occurs during a single square-wave signal. For example, at 50 Hz and a slip of 2%, 25 such mains-frequency counting pulses fall on such a slip half-wave. As soon as the adjustable number of counter pulses corresponding to the initial slip is reached during a square-wave signal, the exciter switch receives an "On" command. There is also the possibility of giving the command in a position of the pole wheel that is particularly favorable for synchronization with respect to the stator rotating field. To protect the motor, it is provided that the drive is switched off if this command does not occur within the start-up time permitted for the motor. The assignment of the counting pulses to the slip square signals is shown in FIG . 3 shown in chronological order.
Wenn bei den in Frage kommenden Anlaufsteuerungen Mittel zur Reduzierung
der Anlaufströme oder Anlaufmomente vorgesehen sind, wie beispielsweise Anlaßtransformatoren
oder das Anlassen durch Teilwicklungen, so kann ein zusätzlicher Befehl für den
übergang von der Anlaß- auf die Betriebsschaltung von einem passend gewählten Schlupfzwischenwert
abgeleitet werden. Dieser Befehl kann zweckmäßig von dem Erreichen einer
kleineren einstellbaren Zahl von Zählimpulsen auf ein Rechtecksignal abgeleitet
werden.If means for reducing the starting currents or starting torques are provided in the starting controls in question, such as starting transformers or starting with partial windings, an additional command for the transition from the starting to the operating circuit can be derived from a suitably selected intermediate slip value. This command can expediently be derived from the achievement of a smaller adjustable number of counting pulses on a square-wave signal.
In Ergänzung der vorbeschriebenen Anordnung
kann in bekannter
Weise auch noch eine Schlupfüberwachung vorgesehen sein, die mit kontaktlosen elektronischen
Schaltmitteln arbeitet. Diese Schlupfüberwachung kann in Abhängigkeit von dem bei
Schlüpf dem Erregergleichstrom überlagerten Schlupfwechselstrom gebracht sein und
bei Erreichen einer bestimmten
Größe und/oder Frequenz einen Ausschaltbefehl
auslösen.In addition to the above-described arrangement , slip monitoring can also be provided in a known manner, which works with contactless electronic switching means. This slip monitoring can be brought about as a function of the slip alternating current superimposed on the direct excitation current during slip and trigger a switch-off command when a certain value and / or frequency is reached.