DE242375C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Im Hauptpatente ist ein Verfahren beschrieben, um mehrphasigen Drehfeld-Induktionsmaschinen einen Abfall ihrer Drehzahl bei zunehmendem Drehmomente zu verschaffen. Größere regelbare Drehstrommotoren, besonders solche, die für staubige Betriebe Verwendung finden, wird man meistens nicht als Kollektormaschinen ausführen, sondern man wird ihre Schlüpfungsströme in besonders getrennt aufgestellte Frequenzwandler führen und dort auf die Periodenzahl der Statorströme umformen. Im Hauptpatente sind verschiedene Anordnungen dargestellt, die diese Umwandlung mit Hilfe eines Einanker-Umformers bewirken, der an den Schleifringen und am Kollektor verschiedene Periodenzahlen führt.

Für schwere Betriebe, bei denen starke und schnelle Tourenänderungen auftreten, besitzt die Anwendung eines Einankerfrequenzwandlers einen erheblichen Nachteil, der darin besteht, daß die Drehzahl dieses Frequenzwandlers den Touren änderungen des Hauptmotors stets vollständig nachfolgen muß. Dadurch werden die schädlichen zu beschleunigenden und zu verzögernden Massen der ganzen Anlage nicht unerheblich vergrößert. Dieser Übelstand soll nun dadurch vermieden werden, daß an Stelle des Einankerffequenzwandlers, dessen Drehzahl sich nach der Summe oder Differenz der umzuformenden Periodenzahlen richtet, ein an sich bekannter Motorgenerator als Frequenzwandler benutzt wird, dessen Drehzahl bei der angewandten Schaltungsweise unabhängig von der Periodenzahl der Schlüpfungsströme ist.

Ein Beispiel für eine solche Anordnung zeigt Fig. I. Der als Frequenzwandler benutzte Motorgenerator besteht aus einem Kollektor- · motor m und einem asynchronen Generator g, dessen Spannung mit der Statorspannung des Hauptmotors in Serie geschaltet ist. In der gezeichneten Schaltung besitzt der Hauptmotor Geschwindigkeitsabfall, während die Tourenzahl des Frequenzwandlers stets konstant bleibt.

Bei Belastung des Hauptmotors steigt nämlich seine Stromstärke, und das bewirkt eine gleichzeitige Steigerung der Spannung der Maschine g, die als asynchroner Zusatzgenerator wirkt und dadurch die Spannung am Stator von h vergrößert. Da andererseits der Kollektormotor m bei konstanter Drehzahl vergrößerte mechanische Leistung abgeben muß, so muß wegen seiner Serienschaltung 5S außer der vergrößerten Stromstärke auch seine Spannung steigen, und zwar um nahezu dasselbe Maß wie die Statorspannung.

Eine andere Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Der Schlüpfungsstrom wird hier in einen fremderregten Kollektormotor m geleitet, er durchfließt jedoch eine Kompensationswicklung auf dessen Stator, um eine induktive Beeinflussung zwischen Erreger- und Ar-

beitskreisen innerhalb des Motors zu vermeiden. Die Erregung des Kollektormotors geschieht hier auf bekannte Weise durch einen kleinen Einankerfrequenzwandler f, der mit dem Hauptmotor h gekuppelt sein kann. Außerdem wird die Erregung durch einen Serientransformator S₁ wieder von den Belastungsströmen abhängig gemacht. Der Generator g des Frequenzumformers, der hier ebenfalls als Asynchronmaschine ausgeführt gedacht ist, liefert seine Energie zum Teil direkt in das Netz zurück, zum Teil beeinflußt er durch den Serientransformator s₂ die Statorspannung des Hauptmotors und bewirkt hierdurch dessen Kompoundierung.

In allen Schaltungen, die zur Kompoundierung brauchbar sind, kann auch, wie im Hauptpatente beschrieben ist, eine Änderung der Leerlaufstourenzahl hervorgerufen werden.

Zu dem Zwecke muß das Verhältnis der Spannung der Schlüpfungsströme zur Netzspannung verändert werden, was z. B. in der Schaltung der Fig. 2 durch Regeln des Erregertransformators t geschehen kann, der die Feldstärke des Kollektormotors m beeinflußt. Natürlich kann man die Erregung von m anstatt aus einem besonderen Frequenzwandler f auch direkt der Rotorspannung von h entnehmen.

Wendet man, wie in Fig. 2, einen besonderen Serientransformator s₂ an, um die Kompoundkupplung zwischen Stator- und Rotorkreis zu erzielen, dann ist es zweckmäßig, auch diesen regelbar auszuführen, um bei allen Leerlaufstourenzahlen ein passendes Windungsverhältnis in ihm einstellen zu können, das den Stromstärken im Hauptmotor und im Generator des Frequenzwandlers entspricht. Da die Spannung dieses Generators nämlich durch die Netzspannung gegeben ist, so ist seine Stromstärke, abgesehen von ihrer Proportionalität mit dem Belastungsstrome des Hauptmotors, die für die richtige Wirkungsweise des Serientransformators erforderlich ist, auch noch proportional der Abweichung der Leerlaufstourenzahl des Hauptmotors vom Synchronismus. Um daher die Ausbildung schädlicher induktiver Spannungen im Kompoundtransformator s₂ durch Stromüberschuß in einer Wicklung zu vermeiden, ist es ratsam, seine Übersetzung gemeinsam mit dem Nebenschlußtransformator t zu regeln.

Bei der Verwendung eines asynchronen Generators in reiner Serienschaltung, wie in Fig.i, ist eine derartige äußere Regelung nicht erforderlich, weil die elektromotorische Kraft eines solchen Generators stets einerseits proportional der Stromstärke, andererseits proportional der aufgewandten Drehungsenergie ist, so wie es gerade für die beschriebene Wirkungsweise erforderlich ist.

Da man wegen der variablen Frequenz der Schlüpfungsströme einen Kollektormotor zum Umwandeln der Schlüpfungsenergie verwenden muß, so kann man die Kompoundierung auch auf die Weise erzielen, daß man das im Hauptpatente beschriebene Verfahren nicht auf den Hauptmotor anwendet, sondern auf den Kollektormotor des Umformeraggregates. Führt man z. B. eine Schaltung wie in Fig. 3 aus, in der wieder t den Nebenschluß, s den Serientransformator bedeutet und auch die übrigen Zeichen die bisherige Bedeutung haben, so wird ebenfalls die Tourenzahl des Hauptmotors von der Belastung abhängig. Denn da die Geschwindigkeit des Kollektormotors zwangsweise konstant gehalten wird, so wird durch die Kompoundierung die Spannung und Frequenz der aufgenommenen Ströme verändert, was eine Geschwindigkeitsänderung des Hauptmotors bewirkt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur selbsttätigen Geschwindigkeitsregelung von Mehrphasenmotoren nach Patent 235040, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung der Schlüpfungsenergie des Motors auf die primäre Frequenz mit Hilfe von Motorgeneratoren geschieht, die konstante oder nahezu konstante Drehzahl besitzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.