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Patentbesohreibang Vorrichtung zum selbsttätigen Anlassen von Drehst
rom-Asynchronmot ore n mit Schleifringläufer Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum selbsttätigen Anlassen von flrehstrom-Asynchronmotoren mit Schleifringläufer
ohne Benutzung fester ohmscher Widerstände in Verbindung mit elektromechanischen
Schaltgeräten sowie ohne Benutzung mechanisch veränderbarer elektrolytischer ohmscher
Widerstände im Läuferkreis.
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Es ist benannt, Drehstrom-Asynchronmotoren mit Schleifring läufer
durch stufenweise oder kontinuierlich veränderliche ohmsche Widerstände im Läuferkreis
anzulassen, wobei die veränderliche Schlupfenergie in elektromechanisch, elektromotorisch
oder manuell verstellbaren ohmschen Widerständen in Verlustwärme umgesetzt wird.
Hierbei handelt es sich um Schützenanlasser mit nacheinander abzuschaltenden Festwiderständen,
um Flüssigkeitsanlasser und Handanlasser.
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Es ist weiterhin bekannt, Drehstrom-Asynchronmotoren mit Schleifringlänfer
mit Hilfe einer Kombination aus Magnet verstärker und ohmschen Festwiderstand im
Läuferkreis anzulassen. Beiidieser Anordnung ändert sich das Resistanz-Reaktanz-Verhältnis
durch Ste-uerung des @agnetischen Verstärkers, wobei der ohmsche Widerstand beim
Hochlauf konstant bleibt.
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Beim Schützenanlasser mit Festwiderständen werden elektromechanische
Schaltgeräte benötigt, die beim Hochlaaf der Maschine die einzelnen, jedoch konstanten,
Widerstandsstufen im Läuferkreis nacheinander abschalten. Diese Schaltgeräte unterliegen
einem erheblichen Verschleiß und bedürfen einer intensiven Wartung, insbesondere
dort, wo die Geräte noch zusätzlichen Erschütterungen ausgesetzt sind. Weiterhin
wird eine Zeitsteuereinrichtang benötigt.
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Die Schaltgeräte müssen in einem Schaltschrank untergebracht werden,
so daß sich der Aufwand weiter erhöht.
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Beim Hochlauf der Maschine bleibt das Motormoment nicht konstant.
Es ändert sich entsprechend der Stufenzahl mehrere Male sprunghaft. ?ur diese Momentenstöße
muß das Getriebe des Antriebes ausgelegt werden (ttberdimensionierung).
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Beim Flüssigkeitsanlasser wird der ohmsche Widerstand eines Elektrolyten
kontinuierlich durch Eintaucen von Elektroden verändert.
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Der Elektrodenvorschub geschieht beim automatischen Plüssigkeitsanlasser
mit Hilfe eines zusätzlichen Antriebsmotors.
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Die geometrischen Abmessungen des Plüssigkeitsanlassers sind im Verhältnis
zu denen des zugehörigen Hauptantriebsmotors groß. Der Elektrolyt bedarf zusatzlicher
Maßnten, um ihn gegen klimatische Einflüsse zu schützen. In regelmäßigen Abständen
muß der Elektrolyt erneuert werden.
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Beim Anlasser mit magnetischem Verstärker bleibt der ohmsche Widerstand
während des Hochlaufes der Maschine konstant.
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Dadurch geht das Motormoment zurück. Die Steuerung mit Hilfe des magnetischen
Verstärkers bewirkt lediglich eine Verschiebung
des Kippmomentes.
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Diese Anlaßsteuerung ist nur für Antriebe mit Arbeitsmaschinen mit
reziprokem Widerstandsmoment anwendbar.
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Die Erfindung hat den Zweck, die beschriebenen Mängel, wie hoher Wartungs-
und Geräteaufwand, große geometrische Abmessungen sowie Klimaabhängigkeit herkömmlicher
Anlaßvorrichtangen zu beseitigen und die Drehzahl-Drehmomentkennlinie des Drehstrom-Asynchronmotors
mit Schleifringläufer zu verbessern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlaßvorrichtang mittels
eines elektrotechnischen Bauelementes geringer geometrischer Abmessungen zu schaffen,
die ohne Benutzung von elektromechanischen Schaltgeräten mit elektrischen Kontakten
oder ohne Benutzung von elektrolytischen Widerständen mit elektromotorischen Elektrodenvorschub
einen selbsttätigen Anlauf von-Drehstrom-Asynchronmotoren mit Schleifringlätifer
gewährleistet, wobei das Motordrehmoment in Abhängigkeit vom Schlupf annähernd konstant
sein soll.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dauernd eine
Drehstrom-Verlustdrosselspule in bekannter Weise in den Läuferkreis eines Asynchronmotors
mit Schleifringläufer geschaltet wird.
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Die Verlustdrosselspale wird eo dimensioniert, daß sich die gesamte
schlupfabhängige elektrische Läuferleistung im wesentlichen in Wirbelstromverlustleistung
im massiven
Eisenkern umformt. Die Wirbelstromverluste sind ebenfalls
schlupfabhängig und nehmen beim Hochlauf der Maschine ab, so daß mechanische Leistung
abgegeben werden kann.
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Beim Nennschlupf der Maschine sind die Wirbelstromverluste vernachlassigbar.
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Der Kern der Verlustdrossel besteht aus massivem magnetischen Werkstoff.
Besonders hohle Wirbelstromverluste werden durch spezielle Formgebung der Schenkel
erreicht. Sie bestehen aus einem BUndel elektriseh voneinander isolierter Rund-
oder Profileisenstäbe. Der Stabquerschnitt ist abhängig von der Eindringtiefe der
magnetischen Feldstärke.
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Der Leitungequerschnitt der Spule ist so ausgelegt, daß der Anlaufstrom
die Verlustdrossel nicht spürbar erwärmt.
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Die Wahl der Spulenwindungszahl, der Anzahl der Bündelstäbe, des Kernquerschnittes
sowie des zu verwendenden magnetischen Werkstoffes ist von den Maschinendaten und
des zu erreichenden Anlaufmomentes abhängig.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung
ein sich selbsttätig ändernder ohmscher Läuferwiderstand beim Hochlauf eines Drehstrom-Asynchronmotors
realisiert wird, wobei das Drehmoment der Maschine bis um Nennschlupf nahezu konstant
bleibt. Es werden gegenüber dem Schützenanlasser elektromechanische Sohaltgeräte
mit Kontakten, Zeitrelais, Kabel oder Leitungen sowie ein zugehöriger Schaltschrank
eingespart. Es treten gegenüber dem Schützenanlasser keine das Getriebe beanspruchende
Momentenstöße auf.
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Die Vorrichtung ist robust und wartungsarm.
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Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß die Vorrichtung gegenüber
dem Flüssigkeitsanlasser raumsparend ist, daß ihre Funktion bei allen klimatischen
Bedingungen garantiert ist und aß keinerlei Hilfaeinrichtangen wie Hilfsantriebe
benötigt werden.
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Gegenüber der Anlaßvorrichtung mit magnetischem Verstärker besteht
der Vorteil, daß keine Zusatzeinrichtangen wie Stromrichter benötigt werden.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Aasführangsbeispie näher erläutert
werden.
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Nach Zeichnung besteht die Drehstrom-Verlustdrosselspule aus einem
Dreischenkelkern 3; 4; 5 und drei Spulen 6; 7.
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Das Joch 3 und die Grundplatte 5 sind aus massivem gewähnlichen Eisen
gefertigt. Die Bündelschenkel 4 werden aus einer Anzahl Rundeisenstäbe 1, die voneinander
elektrisch isoliert sein müssen, so zusammengesetzt, daß sich ein quadratischer
Kernqaerschnitt ergibt. Die Hohlräume zwischen den Rundeisenstäben 1 werden mit
einem härtenden Kunstharz ausgegossen. In die Grundplatte 5 und in das Joch 3 werden
zwei Gewindelöcher bzw. Durchgangsbohrungen eingearbeitet, so daß Grundplatte 5,
Joch 3 und Schenkel 1 naoh dem Aufbringen der Spulen 6; 7 mit Hilfe eines M@ssing@olzens
2 verspannt werden können.
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Die Spulen 6; 7 bestehen aus Hartpapier-Spulenkästen 7, auf denen
die Spulenwicklung 6 aus Kupferlaokdraht mehrlaglg aufgebracht sind.