DE1538400A1

DE1538400A1 - Umsteuervorrichtung fuer Wechselstrommotoren

Info

Publication number: DE1538400A1
Application number: DE19661538400
Authority: DE
Inventors: Jean Chaupit; Jacques Nigra
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1965-06-28
Filing date: 1966-06-28
Publication date: 1969-10-30
Also published as: LU51399A1; SE300257B; US3469165A; CH469398A; NL6608805A; BE682806A; GB1117435A; FR1448932A

Description

DR. MÜLLER-BORS DlPL-lNG. GRALFS DR. MANITZ

PATENTANWÄLTE 153840 θ

28« Juni 4966 l'I/Gtl - C 727

Oompagnie Generale d'Electricite , Rue La Boetie, Paris 8, .Frankreich

Umsteuervorrichtung für Wechselstrommotoren.

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Umsteuerung der Brehrichtung eines Wechselstrommotors, insbesondere eines Drehstrommotors, mit weit höherer Lebensdauer als der bekannten Vorrichtungen. Dies wird durch Verwendung von sperrbaren, zündbaren, symmetrischen Halbleiter-Schaltern ("Symistören") erreicht, wobei die durch ein mechanisches Drehrichtungsumkehrschütz vorgenommene Umschaltung der Anschlüsse im Leerlauf erfolgt.

Es ist bekannt, bei Drehstrommotoren, die an Geräte mit häufiger Änderung der Laufrichtung, wie Laufkräne, Winden, Kräne, Aufzüge, Werkzeugmaschinen, angeschlossen sind, die

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Drehrichtung durch Änderung der Anschlüsse an den drei Speisephasen und den drei Eingangsklemmen des Motors umzukehren.

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Sind die Phasen z.B. mit P, 4 und R und die Klemmen des Motors mit A, B und 0 bezeichnet, so erhält man eine Dreh— richtung durch die Verbindung von PA, ^B und RO, und die Gegenrichtung durch die Verbindung von PO, QB und HA. Eine entsprechende Antriebssteuervorrichtung besitzt im allgemeinen zwei einander zugeordnete Dreifachschütze, von denen jedes durch eine Zugspule gesteuert wird. Es sind z.B. eine r Anzugs- und eine Abfallspule vorhanden, wobei jeweils nur eine der beiden Spulen mittels zwischengeschalteter Drucktasten durch einen Transformator gespeist wird, dessen Primärwicklung zwischen zwei Phasen des Drehstromnetzes geschaltet ist.

Bei der bekannten Vorrichtung werden durch die Umschaltung der Schaltschütze an Spannung liegende Kontakte betätigt. Dadurch entstehen iPunken, die die Kontakte beschädigen, und die Auswechslung der Umkehr schütze von Anlagen mit häufiger Änderung der Laufrichtung ist in relativ kurzen Zeitabständen erforderlich.

Gemäss der Erfindung wird ein erheblich zufriedenstellenderes Ergebnis erzielt, indem man zwischen jede Phase und ein Umsteuer-Doppelschütz einen unter dem Warenzeichen "Symistor" bekannten und in der deutschen Patentschrift 1 197 986 beschriebenen sperrbaren, zündbaren,

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symmetrischen Halbleiter-Schalter zwischenschaltet. Erfindungsgemäss weist Jeder Symistor eineüber einen Transformator mit mehreren Sekundärwicklungen gespeiste Steuerelektrode auf, wobei die besagten Halbleiter-Schalter den Stromkreis zwischen einer Phase des Speisestromkreises und einem Kontakt des Umsteuerschützes durch Betätigung einer Drucktaste zur Drehrichtungsänderung unterbrechen. Dadurch wird das mechanische Schaltschütz im Leerlauf umgesteuert; die Kontakte öffnen oder schlissen spannungsfrei. Somit wird eine elektrisch bedingte Abnützung derselben bei ihrer Betätigung vermieden.

Die Erfindung wird, bezugnehmend auf die beigefügten schematischen Zeichnungen einer Schaltvorrichtung zur Umsteuerung eines Drehstrommotores, weiter unten beispielsweise und in keiner Weise einschränkend ausführlich beschrieben*

Die Anlage "besteht aus einem Drehstromnetz mit den Phasen I,II,III sowie einem Motor mit den Klemmen, Α,Β,Ο. Mit den drei Phasen I,II,III sind drei Symistoren 1,2,3 in Reihe geschaltet, die jeweils die Eingangsklemmen 11,12, 21,22,31,32 sowie die Steuerelektroden 13,23,33 aufweisen. Diese Steuerelektroden liegen jeweils an den drei Sekundärwicklungen 4-1,4-3,4-5 eines Transformators 4-, dessen Primärwicklung 40 durch die Sekundärwicklung 51 eines zweiten

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Transformators 5 gespeist wird, dessen Primärwicklung 50 zwischen zwei Speisephasen, z.B. I und II geschaltet ist. _.. Die Klemme 11 des Symistors 1 ist am Mittelpunkt 42 der Wicklung 4-1 angeschlossen, und die Enden der Wicklung 41 sind mit der Steuerelektrode 13 mittels zweier Gleichrichter, wie r, verbunden, die somit eine vollständige Ganzwellengleichrichtung gewährleisten.

Auf dieselbe Weise ist der Symistor 5 mit dem Mittelpunkt 46 der Wicklung 45 verbunden. Der Symistor 2 liegt am Mittelpunkt 44 der Wicklung 45 über eine weiter unten erläuterte besondere Schaltung, die anstatt zweier, 4 Gleichrichter, wie r, und eine EG-Phasenschieberschaltung aufweist.

Das Umsteuer-Doppelschütz besitzt ein erstes Schaltschütz 6 mit einer Spule 60 und Kontakten 61 bis 64 sowie ein zweites Schaltschütz 7 mit einer Spule 70 und Kontakten 71 bis 74.

Die Betätigung erfolgt durch die Drucktasten 8 und 9» mit Kontakten 81,82 bzw. 91»92 versehen sind.

Aus Sicherheitsgründen wurde die Anlage noch mit einem Hauptschalter 10 sowie 4 Endschaltern 14,15,16 und 17 ausgerüstet.

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Die Vorrichtung arbeitet folgendermassen:

Befinden sich die Drucktasten 8 und 9 in. Ruhestellung (wie auf der Zeichnung dargestellt), so sind die Symistoren 1»2»3 gesperrt. Es sei angenommen, dass die Spule 60 durch den Buhekontakt 74 des SchaltSchützes 7 gespeist wird, das sich in Ruhestellung "befindet, da dessen Spule nicht an Spannung liegt. Unter diesen Bedingungen ist das Schaltschütz 6 in Arbeitsstellung.

Durch Druck auf die Taste 9 wird Strom über die Sekundärwicking 51 des Transformators 5 an den Kontakt 53 gelegt; die Primärwicklung 40 des Transformators 4 wird gespeist, und die Symistoren werden infolge der Gleichrichterst£öme an den Sekundärwicklungen des Transformators 4 durchlässig gemacht. Der Motor M wird über die Anschlüsse PA, QB, PG gespeist und dreht sich in einer ersten Richtung.

Gibt man die Drucktaste 9 frei, wird des Schaltzustand der Zeichnung wiederhergestellt· Der Kreis der Steuerelektroden der Symistoren ist offen, die Symistoren sind wieder gesperrt, und der Motor wird nicht mehr gespeist.

Betätigt man nun die Drucktaste 8, wird das Schaltschütz 6 in Ruhestellung und das Schaltschütz 7 in Arbeitsstellung gebracht. Die Spule 70 wird über den Ruhekontakt 64 gespeist, und der Kontakt 73 gewährleistet die Speisung der 909844/1000

Steuerelektroden der Symistoren. Der Motor wird jedoch über die Anschlüsse PO, Q3, RA gespeist und dreht sich in der anderen Richtung.

Da der den Zündstrom des Symistors abgebende Transformator 4 über einen Arbeitskontakt des mechanischen Schaltschützes gespeist wird, kann die Zündung erst stattfinden, wenn das Schütz seine Stellung erreicht hat.

Die mechanische Umschaltung der Kontakte wird also in allen Fällen spannungslos mittels einer durch die Symistoren hervorgerufenen Abschaltung herbeigeführt. Eine lange Lebensdauer der Kontakte ist somit durch die erfindungsgemässe Vorrichtung gewährleistet.

Zusätzlich sind Sicherheitsvorrichtungen in form von Kontakten vorgesehen, die sich automatisch in der Endstellung des durch den Motor angetriebenen Geräts, z.B. in der Endstellung eines Laufkrane oder einer Winde, öffnen. Auf der Zeichnung sind Bolche Endschalter mit 14,15,16,1? bezeichnet, d,h. mit 14 und 15 für die eine und mit 16 und 17 für die andere Bichtung· Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit sind zwei in Beine geschaltete Endschalter an jedem Ende angebracht.

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Der Speisetransformator 4 der Steuerelektroden der Symistor-en wird durch die Sekundärwicklung 5>1 des Abspanntransformators 5gespeist und besitzt 3 Sekundärwicklungen mit Mttelabzapfung, was eine Zweiweggleichrichtung erlaubt. Die Steuerelektroden der Symlstoren sindmit dem positiven Pol dieser Gleichstromquellen verbunden.

Liegt die Primärwicklung 50 des Transformators 5 zwischen den Phasen I und II, so weist die an den Klemmen der Sekundärwicklung 4-1 abgegriffene Spannung bekanntlich eine Phasenvoreilung von JO (Symistor 1) gegenüber der Phase I und die an den Klemmen, der Sekundärwicklung 4-5 liegende Spannung dagegen eine Phasenvoreilung von 90 (Symistor 3) gegenüber der Phase III auf j die Symistoren 1 und 3 sind unter diesen Bedingungen immer bereit, sofort zu zünden, sobald das Steuersignal empfangen wird. Zur Gewährleistung der gleichen Arbeitsweise des Symistors 2 erfolgt eine Phasenvoreilung mittels einer RG-Schaltung vor der Gleichrichtung. .-■■-.

Die Erfindung wurde für Drehstrom beschrieben, sie kann aber bei jeder beliebigen Phasenzahl angewendet werden.

- Patentansprüche -

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BAD ORIGINAL

Claims

- 8 Patentansprüche

1. Umsteuervorrichtung für elektrische Mehrphasenmotoren, . z.B. Drehstrommotoren, die ein Doppelschütz, zwei Betätigungsvorrichtungen, vorzugsweise Drucktasten, und zwar eine

für jede Drehrichtung, sowie sperr- und zündbare, symmetrische Halbleiter-Schalter mit Steuerelektrode, hier Symistoren genannt, aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Symistor (1,2,3) in Reihe, zwischen eine Phasenklemme (I,II,III) und eine Motorklemme (A,B,0) geschaltet ist und dass Mittel vorgesehen sind, damit die Betätigung einer Betätigungsvorrichtung (8,9)? ctie die Drehrichtung umkehrt, das Schaltschütz auf die gewünschte Drehrichtung einstellt und. damit das in dieser Stellung befindliche Schaltschütz über einen Arbeitskontakt (63,73) die Zündung der Symistor cn (1,2,"3) auslöst, und zwar so, dass die Einstellung sich bei gesperrtem Zustand der Symistoren (1,2,3), d.h. Im Leerlauf, vollzieht. ■ "._

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet·, dass das Doppelschütz zwei Abschnitte (6,7) aufweist, von denen jeder Arbeitskontakte (61,62, 63,71,72,73) und mindestens einen Ruhekontakt (64,74) sowie eine Erregerspule (£0,70) besitzt, deren Speisung durch den Ruhekontakt (64,74) des anderen Abschnittes -

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BADORIGINAL

erfolgt, -und dass mindestens zwei der Phasen (I,III) und zwei Motorenklemmen (A,0) mit den zwei Abschnitten (6,7) des Schützes verbunden sind, so dass bei Umkehrung der Arbeits- und Ruhestellungen der Abschnitte (6,7) die Anschlüsse zwischen den Phasen (I,III) und den Klemmen (A,0) vertauscht werden, woraus sich die Möglichkeit der Umkehr der Drehrichtung des Motors ergibt.

3.Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass an das Mehrphasennetz angeschlossene Speisevorrichtungen sowie Mittel zur Erregung der Steuerelektroden der Symistoren aus den Speisevorrichtungen vorhanden sind.

4, Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , dass Jede der Drucktasten (8,9) einen Ruhekontakt (82,92) in Reihe mit dem Ruhekontakt (64,74) einer der zwei Abschnitte (6,7) des Schaltschützes und einen Arbeitskontakt (81,90 in Reihenschaltung mit dem Arbeitskontakt (65,73) äes gleichen Abschnittes (60,70) des SchaltSchutzes aufweist, wobei letzterer Arbeitskontakt (63,73) den Zündstromkreis der Symistoren (1,2,3) schliesst.

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- ίο - . ■■

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Speisevorrichtungen einen ersten Transformator (5) aufweisen, dessen Primärwicklung (50) zwischen zwei Phasen (1,11) geschaltet ist und dessen Sekundärwicklung (5Ό zivischen einerseits der Steuervorrichtung und andererseits einem den Erregerspulen (60,70) gemeinsamen Punkt liegt, und einen zweiten Transformator (4) mit mehreren Sekundärwicklungen (41,43,45), dessen Primärwicklung (40) zwischen den gemeinsamen Punkt und einem mit Arbeitskontakten (63,73) der zwei Einzelspulen (6,7) verbundenen Punkt geschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , dass jede der Sekundärwicklungen (41,43,45) mit ihrem Mittelpunkt (42,44,46) an eine Klemme eines der Symistoren (1,2,3) angeschlossen ist und vorzugsweise über einen Vollweggleichrichter die Steuerelektrode (13»23,33) eines Symistors speist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet., dass mindestens eine der Sekundärwicklungen (41,43,45) eine Phasenschieberstufe (47,48), vorzugsweise vom Typ RO aufweist.

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