DE2707833C2 - Verfahren zum Betreiben eines Asynchronmotors mit im wesentlichen konstanter Drehzahl bei wechselnder Belastung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bevorzugt linearen α-Olefinen aus Synthesegas sowie die Katalysatoren hierfür. Die Katalysatoren sind Matrix-Katalysatoren, bei denen die aktive Komponente, insbesondere Eisen, Kobalt, Nickel oder Ruthenium, eingebunden in einer oxydischen Matrix-Überschuß-Komponente.

Description

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U_x V /„

geändert wird, wobei U_n die Nennklemmenspannung, U_x die anzulegende Klemmenspannung bei einer auftretenden Teillast, /„ den Ständer-Nennwirkstrom und I_1n, den bei der Teillast aufgenommenen Ständer-Wirkstrom bedeuten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmenspannung in Stufen herabgesetzt wird, deren Mittelwert der Beziehung

IL· ='

U_x
folgt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Verfahren dieser Art sind bekannt (DD-B: Kovacs »Betriebsverhalten von Asynchronmaschinen«, 1957, Seiten 201 bis 204).

Für das bekannte Verfahren gemäß der vorgenannten Literaturstelle wird unter Vernachlässigung der Ständer- ■ⁿ kupferverluste vorgeschlagen, die Motorklemmenspannung gegenüber der diesbezüglichen Spannung bei Nennlast für TelUastbetrieb nach der Beziehung U = K^F, herabzusetzen, wobei P₁ die Luftspaltleistung ist. Es wird auch eine Schaltungsanordnung angegeben, die die Regelung der Klemmenspannung des Asynchronmotors mit 4em Motorstrom als Führungsgröße mittels einer vormagnetislerten Drosselspule und eines zwischen das Netz und den Motor geschalteten Transformators, dessen Nullpunkt über die Drosselspule kurzgeschlossen 1st, zu regeln, wobei die Glelchstromerregung der Drosselspule vom Motorstrom abhängig 1st. Dabei Ist offengelassen, welcher Art die Beziehung zwlschem dem Motorstrom und der Motorklemmenspannung 1st, und ob es sich bei dem Motorstrom um den Scheinstrom, den Wirkstrom oder den Blindstrom handelt.

Für die Luftspaltleistung gilt bekanntlich folgender Zusammenhang:

P₁ _ ρ _^y ₊ y ₊ y ^

P₁ = Luftspalt leistung
P₁ = aufgenommene Leistung

V_cul = Ständerkupferverluste
V_Ft = Eisenverluste
V_1M = Zusatzverluste nach VDE 0530.

5" Die Kupferverluste sind. Insbesondere bei Motoren kleinerer Leistung, keine vernachlässigbare Größe, und um die Luftspaltleistung zu ermitteln, ist es In der Praxis nötig, die vorgenannten Verluste festzustellen und sie von der gemessenen aufgenommenen Leistung abzuziehen. Dies ist mit einfachen meßtechnischen Anordnungen nicht durchführbar. Hinsichtlich der Führung der Spannung in Abhängigkeit von dem nicht näher definierten Motorstrom schlägt die Literaturstelle nur vor, die Elemente der selbsttätigen Regelung nach der angegebenen Schaltungsanordnung »richtig einzustellen«. Aus der unter Vernachlässigung der Ständerkupferverluste aufgestellten Beziehung zwischen Klemmenspannung und Luftspaltleistung kann der Fachmann nicht eine bestimmte Beziehung zwischen der Klemmenspannung und einer der möglichen Komponenten des Motorstromes herleiten, die mit der »richtigen Einstellung« der Elemente der Schaltungsanordnung angestrebt werden sollte.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht, ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik, darin, das bekannte Verfahren an die tatsächlichen Gegebenheiten, also unter Berücksichtigung der Ständerverluste und der Nlchtllnearltät der Asynchronmaschine, anzupassen.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme werden für den jeweiligen Belastungszustand optimale Verhältnisse hinsichtlich des Wirkungsgrades und des Leistungsfaktors erreicht, und außerdem besitzt der Motor mit der der jeweiligen Belastung angepaßten Kltmmenspannung die geringstmögliche Verlustleistung. Bei Teillast werden Im wesentlichen die gleichen Werte für Wirkungsgrad, Leistungsfaktor und Drehzahl, sowie gleicher Relativ-

werte für Überlastungsfähigkeit (Kippmoment), Kurzschlußstrom und Leerlaufstromverhältnis wie bei der für die Nennleistung vorgesehenen normalen Klemmenspannung erreicht. In jedem Falle ist eine erhebliche Einsparung an elektrischer Energie erreichbar, da die lastunabhängigen (spannungsabhängigen) Verluste durch die Spannungsänderung und Führen durch den Wirkstrom in der angegebenen Beziehung erheblich zurückgehen. Der Motor wird auch in optimaler Weise thermisch geringer beansprucht, und diese niedrigere thermische Beanspruchung der Ständerwicklung, des Läufers und damit auch der Lager wirkt sich auf die Lebens- und Gebrauchsdauer des Motors sehr positiv aus. Des weiteren ist der Blindstrombedarf des Motors optimal herabgesetzt. Es Ist auch bereits bekannt, Asynchronmotorantriebe mittels eines Drehstromstellers zu speisen (DD-Z: »Elektric«, 1972, Heft 4, Seiten 106-107). Mit dieser bekannten Art der Steuerung eines Asynchronmotors durc^ Spannungsänderung wird eine Beeinflussung des Drehmoments und der Drehzahl angestrebt, d. h. eine Drehzahländerung eines unter konstanter Last laufenden Asynchronmotors. Diese Art des Drehzahl- und'Belastungsverhaltens eines Asynchronmotors unterscheidet sich grundsätzlich und gattungsmäßig von dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angestrebten, nämlich dem Betrieb bei nahezu konstanter Drehzahl und wechselnder Belastung.

Es ist auch bekannt, daß nicht lineare Kennlinien von Elektromotoren mathematisch angenähert werden können (DE-Z, »Archiv für Elektrotechnik«, Band 50, Heft 1, 1965, S. 34-48). Unter den In der diesbezüglichen Literaturstelle dargelegten Annäherungen findet der Fachmann jedoch keinen Hinwels auf die besondere Eignung des Maschinenwirkstromes als Fühningsgröße für eine Spannungsveränderung In der gemäß Anspruch 1 beanspruchten Beziehung bei Motoren, die mit im wesentlichen konstanter Drehzahl bei wechselnder Belastung zu betreiben sind.

Der Patentanspruch 2 hai eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens nach Ansprach 1 zum Gegenstand, die unter vereinfachten Bedingungen eine Realisierung mit besonders einfachen schaltungstechnischen Mitteln zuläßt. Die Änderung der Klemmenspannung eines Asynchronmotors In Stufen ist als solche bereits in Verbindung mit dem Motoranlauf bekannt (AT-B: Schuisky, »Elektromotoren«, Springer Verlag Wien, 1951, Seiten 122-127).

Die Erfindung wird nachstehend an einem oberflächengekühlten Drehstrom-Motor mit Käfigläufer, Leistung 120 kW, 4polig, beispielhaft erläutert:

In der Tabelle 1 werden wärmebildende Verluste, Wirkungsgrad, Leistungsfaktor, Übertemperatur der Ständerwicklung und Drehzahl des Motors beim Betrieb mit konstanter Klemmenspannung (Zc) und des gleichen Motors mit der der Belastung angepaßten Klemmenspannung (v) gegenübergestellt:

Die Tabelle 1 zeigt, daß die wärmebildenden Verluste, der Wirkungsgrad, der Leistungsfaktor, die Übertemperatur der Ständerwicklung bei Anpassung der Klemmenspannung an die jeweilige Belastung wesentlich günstiger sind als bei konstanter Klemmenspannung. Wird der Mo'or für die In Tabelle 2 angeführte wechselnde Belastung während einer Stunde eingesetzt, zeigen die Ergebnisse In der gleichen Tabelle, wie groß die Energie-Einsparung und die Entlastung des versorgenden Netzes in Bezug auf die Blindleistung sind.

Tabelle 1	(*) (V)	4/4	5,4 5,4	3/4	4,3 3,85	2/4	3,5 2,55	1/4	3,0 1,38
Last	(*) (v)	95,7 95,7	95,4 95,9	94,4 95,9	90,9 95,6
Wännebildende Verluste (kW)	(A) (v)	75	60 54	49 36	42 19
Wirkungsgrad	(A) (v)	0,88 0,88	0,85 0,89	0,77 0,90	0,56 0,90
Übertemp. der Std. Wicklung (K)	(*) (v)	1490 1490	1493 1491	1495 1491	1498 1490
Leistungsfaktor
Drehzahl l/min

Tabelle 2	W (v)	15 25 120 (4/4) 30 (1/4)	:	20 60 (2/4)	für 1 Std.
Zeit (min) Last (kW)	(kWh) (%)	-	-	:	3,766 2,758
Verlustarbeit (kWh)	(k) (v)	-	0,56 0,90	-	1,008 26,76
Einsparung		0,88 0,88		0,77 0,90	-
Leistungs faktor

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betreiben eines am Netz angeschlossenen Asynchronmotors mit Kurzschlußläufer mit im wesentlichen konstanter Drehzahl bei wechselnder Belastung, wobei zur Herabsetzung der Verluste die Klemmspannung abhängig vom Ständerstrom so geändert wird, daß der Motor selbsttätig bei abnehmender Belastung mit abnehmender Klemmenspannung und bei steigender Belastung mit zunehmender Klemmenspannung gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmenspannung nach der Beziehung