DE240718C

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Publication number: DE240718C
Application number: DENDAT240718D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVl 240718-KLASSE 21 d. GRUPPE

regeln, unmittelbar oder mittelbar angeschlossen ist

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. August 1910 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antrieb von Synchronmaschinen oder Synchronumformern, die zur Regelung von Induktionsmotoren an deren Sekundärteil angeschlossen wird.

Es ist bekannt, Induktionsmotoren dadurch zu regeln, daß man in ihren Rotorstromkreis Einankerumformer (Mehrphasengleichstromumformer) einschaltet, deren Gleichstromenergie

ίο man einer regelbaren Gleichstrommaschine zuführt, die auf der Welle des Hauptmotors sitzen kann. Diese Regelungsart hat den Nachteil, daß der Einankerumformer, der übrigens als Zweimaschinenumformer ausgebildet werden kann, bei den geringen Periodenzahlen, die bei annäherndem Synchronlauf des Induktionsmotors auftreten, leicht außer Tritt fällt, und daß es nicht möglich ist, mit einer derartigen Anordnung übersynchron zu arbeiten. Im folgenden soll nun eine Anordnung beschrieben werden," mit der die oben angegebene Schaltung ausgerüstet werden kann und wobei die angegebenen Nachteile wegfallen. Die Anordnung ist in Fig, ι dargestellt. Es ist i der zu regelnde Induktionsmotor, u ein Einankerumformer und g der Gleichstromhintermotor, der mit dem Hauptmotor i auf derselben Welle sitzt. Auf der gleichen Welle ist noch ein Synchrongenerator s angebracht, der die gleiche Polzahl hat wie der Motor i. Dieser Generator ist an die Schleifringe eines Asynchronmotors m angeschlossen, der mit seinem Stator direkt oder indirekt am Primärnetz liegt. Die Schaltung am Motor m kann naturgemäß auch so sein, daß Stator und Rotor gegenüber der oben angegebenen Schaltung vertauscht sind.

Läuft die Gruppe des Hauptmotors (Gruppe i) mit synchroner Geschwindigkeit, so wird der , Motor m von beiden Seiten mit der Netzperiodenzahl gespeist. In diesem Falle steht er still. Nimmt jetzt die Tourenzahl der Gruppe i ab, so bekommt der Motor m von den Schleifringen aus eine geringere Periodenzahl und seine Tourenzahl erhöht sich. Seine Tourenzahl ist immer ebenso groß als die Tourenzahl, die der Umformer u verlangt. Die Schaltung hat aber den Vorteil, daß der stillstehende Motor m von beiden Seiten Spannungen erhält, und es dadurch möglich ist, auf denselben ein ganz bestimmtes Drehmoment auszuüben, d. h. ihn auch bei Stillstand in einer ganz bestimmten Lage zu erhalten. Auch in der Nähe des Stillstandes bekommt er noch ein großes Drehmoment und nimmt die Tourenzahl an, die der Umformer braucht. Der Umformer selbst kann diese Tourenzahl nicht halten, da er bei Stillstand

von der Wechselstromseite aus nur mit ganz geringer Spannung gespeist wird und daher nicht das genügende synchronisierende Drehmoment erhält. Es ist auf diese Weise möglieh, den Induktionsmotor i übersynchron zu treiben, indem nämlich im Synchronismus selbst der Gleichstrommotor sowohl die Magnetisierungsarbeit wie die Energie zum Zwecke des Übersynchronlaufes durch Leitung liefert. Da

ίο der Gleichstrom nur eine bestimmte Phase hat, so wird dem Wechselstrom, den der Umformer u dem Motor i zuführt, dadurch die richtige Phase erteilt, daß die Anzapfungen am Anker eine ganz bestimmte Stellung zu

den Bürsten einnehmen. Über- oder untersynchron läßt sich diese Einstellung durch Änderung des Feldes am Umformer u erreichen. In der Nähe des Synchronismus versagt dieses Mittel. In diesem Falle läßt sich aber bei der vorgeschlagenen Schaltung die Einstellung durch Änderung der Erregung an der Synchronmaschine s herbeiführen. Die Phaseneinstellung des Motors m durch die Synchronmaschine s ist nur beschränkt und eine Funktion der ohmschen und induktiven Abfälle im Motor m. Man kann die Verschiebung dadurch vergrößern, daß man diese Abfälle künstlich vergrößert. Soll eine weitergehende Verdrehung stattfinden, so ist das durch alle bekannten Mittel, der Phasenkombination usw. möglich. Auch kann man den Rotor der Synchronmaschine s mechanisch gegen den Rotor des Motors i verdrehen. Ebenso könnte man den Stator der Synchronmaschine s verdrehen oder Stator oder Rotor des Motors m. Man könnte auch die Synchronmaschine zweiachsig speisen und dadurch jede verlangte Verdrehung (um 360⁰) erreichen. Man könnte diese Regelung auch automatisch bewirken, z. B. durch Relais, die die beiden Achsen der Synchronmaschine speisen, derart, daß z. B. immer der Primärstromkreis des Motors * auf einer günstigen Phasenverschiebung erhalten bleibt. Da normalerweise die Erregung des Umformers u die Phasenverschiebung bestimmt, so könnte man dieselben Relais zur Phasenkompensation für die Erregung des Umformers u und für die Synchronmaschine s verwenden. Man kann auch eine Umschaltung bewirken, die die beiden Maschinen getrennt für die Zeit ihrer Arbeitsdauer an die Relais anschließt.

Man könnte die Synchronmaschine s auch noch getrennt durch einen doppelt gespeisten Induktionsmotor d antreiben, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Man könnte sie auch mit einem Zahnrad vom Motor Ϊ betreiben und dann mit einer entsprechenden anderen Polzahl für diesen ausrüsten. Wesentlich ist nur, daß die Maschine mit dem Rotor des Motors * synchron läuft. Auch könnte die Synchronmaschine s gleichzeitig als Synchronumformer ausgebildet sein und dann die Gleichstromerregung für die ganze Anlage mitliefern. Auch dieses ist in Fig. 2 dargestellt.

Die ganze Anordnung kann auch derart getroffen werden, daß der an den Schleifringen des Umformers u auftretende Wechselstrom nicht direkt den Schleifringen des Hauptmotors zugeführt wird, sondern zur Erregung einer beliebig angetriebenen Kollektormaschine dient. Diese Anordnung hat den Vorteil vor der obengenannten, daß die Maschinen g, u, m und s alle wesentlich kleiner werden. In diesem Falle gestaltet sich das Verhältnis derart: Die Synchronmaschine u führt der Kollektormaschine k (s. Fig. 3) Wechselstrom zu, solange der Satz nicht in der Nähe des Synchronismus arbeitet. Die Synchronmaschine u wird durch den doppelt gespeisten Motor m auf alle Fälle in der geschilderten Weise so angetrieben, daß sie Wechselstrom von der Schlupfperiodenzahl des Motors i abgibt. Soll die Synchronmaschine auch in der Nähe des Synchronismus und im Synchronismus selbst an den Schleifringen r noch Strom abgeben können, so muß sie als Synchronumformer ausgebildet sein und über einen Kollektor Gleichstrom zugeführt bekommen, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall kann durch Leitung auch bei Stillstand des Umformers u an den Schleifringen r noch eine Gleichstromspannung auftreten. Die Maschine-g braucht in diesem Fall nur klein zu sein und kann darauf beschränkt werden, bei Synchronismus zu arbeiten. Die Anschlüsse des Kollektors und der ohmsche Widerstand der Wicklung des Umformers u können in diesem Fall stets so gewählt werden, daß der Gleichstrom an den Schleifringen r die genügende Stärke hat. Im übrigen können alle Regeleinrichtungen so getroffen werden, wie dies für Fig. 1 angegeben wurde.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Antrieb einer Synchronmaschine oder eines Synchronumformers, die bzw. der an den Sekundärteil eines Induktionsmotors, zum Zweck, ihn zu regeln, unmittelbar oder mittelbar angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Maschine von einem doppelt gespeisten Induktionsmotor angetrieben wird, dem im Stator und Rotor Periodenzahlen zugeführt werden, deren Differenz die Periodenzahl des der Maschine zugeführten Wechselstromes ergibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelt ge-

speiste Induktionsmotor mit seinem Stator an das Primärnetz des Hauptinduktionsmotors und mit seinem Rotor an eine Synchronmaschine angeschlossen ist, die synchron mit dem Hauptmotor läuft.

3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronmaschine oder der Umformer einem Mehrphasenkollektormotor die Erregerenergie zuführt, welcher seinerseits an den Sekundärteil des Hauptmotors angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformer in an sich bekannter Weise an einen mit dem Hauptmotor mechanisch gekuppelten Gleichstromhintermotor angeschlossen ist, der dazu benutzt wird, bei Synchronismus den erforderlichen Gleichstrom zu liefern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.