DE290230C

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Publication number: DE290230C
Application number: DENDAT290230D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung gestattet das Synchronisieren von Synchronmotoren, rotierenden Umformern u. dgl. unabhängig davon, ob die zu synchro* nisierende Maschine mit oder ohne Anwurfmotor angelassen wird, und unabhängig von der Stromart, mit der der Anwurfmotor betrieben wird. Besondere Kontrollvorrichtungen für das Synchronisieren sind hierbei nicht erforderlich.

ίο Die Synchronisierung kann in bekannter Weise dadurch erfolgen, daß zwischen Netz und Wechselstromwicklung der zu synchroni* sjerenden Maschine eine oder mehrere ein- oder mehrphasige Drosselspulen geschaltet wer* den, deren Induktanz geregelt wird. Diese Regelung kann entweder vermittels parallel geschalteter Ohmscher Widerstände oder, was besser ist, vermittels überlagerten Gleichstrornes bzw. Wechselstromes von gegebenenfalls geringer Periodenzahl erfolgen. Die Regelung vermittels Gleichstromes bzw. Wechselstromes geringer Periodenzahl hat den Vorteil, daß sie nahezu verlustlos ist, und daß nur der induktive Widerstand des zu regelnden Stromkreises sich verändert, während bei der Regelung vermittels Ohmscher Widerstände auch der gesamte Ohmsche Widerstand des Kreises sich ändert und somit eine Phasenänderung entsteht. Gemäß der Erfindung wird die Gleichstromerregung der Drosselspule in Abhängigkeit von der Erregung der zu synchronisierenden Maschine gebracht, derart, daß mit steigender Erregung der zu synchronisie- | renden Maschine die Gleichstromerregung der Drosselspule steigt und damit die Induktanz der Drosselspule selbsttätig sinkt.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, und zwar in Anwendung auf einen sechsphasigen Einankerumformer, der durch einen nicht dargestellten Anwurfmotor irgendwelcher Art in die Nähe des Synchronismus gebracht wird. Es bedeutet A den Anker des Einankerumformers, B dessen Schleifringe, C den primär, beispielsweise in Dreieck, sekundär offen geschalteten Transformator, D die Drosseispule, E die Erregermaschine, die beispielsweise von der Batterie F fremderregt wird. Der von der Erregermaschine E erzeugte Gleichstrom dient sowohl zur Erregung des rotierenden Umformers A als auch zur Erregung der Gleichstromwicklung G der Drosselspule D, Der veränderliche Widerstand W veranschaulicht den veränderlichen Nutzwiderstand des Umformers.

Zum Synchronisieren sind folgende Handgriffe erforderlich:

Nachdem der Hauptschalter H eingelegt und der Umformer durch den Anwurfmotor nahezu auf synchrone Tourenzahl gebracht ist, wird die Gleichstromerregung des Umformers und der Drosselspule eingeschaltet. Noch bevor der Umformer voll erregt ist, hat sich die Maschine auf Synchronismus eingestellt, und der Anwurfmotor kann abgeschaltet, die Schalter / und K können geschlossen werden. Durch die Gleiehstromerregung wird . die Induktanz

der Drosselspule derart geschwächt, daß an den ,Klemmen der Drosselspule nur noch eine ganz geringe Spannung vorhanden ist, so daß das Kurzschließen der Drosselspule ohne Stromstoß und ohne Funkenbildung vor sich geht. Die beiden Schalter / und K können als doppelpoliger Schalter ausgebildet sein, so daß sie gleichzeitig eingelegt werden.

Die Erregung der Drosselspule kann statt

ίο in Reihe mit der Erregung der Synchronmaschine auch parallel zu derselben geschaltet werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drosselspule nur in eine einzige Phase geschaltet. Man kann auch eine dreiphasige Drosselspule verwenden, jedoch kann man bei Verwendung eines Anwürfe motors mit einer nur in einer Phase angeordneten Drosselspule auskommen. Will man aber den rotierenden Umformer wechselstromseitig ohne Verwendung eines Anwurfmotors anlassen, so kann man in allen Phasen Drosselspulen bzw. eine mehrphasige Drosselspule verwenden.

Ein Nachteil der vorgeschalteten Drosselspulen beim Anlassen von der Wechselstromseite ist der große KVA-Verbrauch. Denn bei dem unvollkommenen asynchronen Anlauf muß der AnI auf strom groß sein. Legt man wie gewöhnlich nur eine Teilspannung an, so verringert sich wenigstens der Netzstrom im Verhältnis von Anlaufspannung zu Normalspannung. Dieses ist aber nicht der Fall, wenn man die Anlaufspannung abdrosselt. Nach den beiliegenden Fig. 2 und 3 wird der Nachteil behoben. Die Maschinen werden nämlich wie gewöhnlich mit einer Teilspannung angelassen, und nur der Übergang von der Teilspannung auf die volle Spannung erfolgt durch Vorschalten von regelbaren Drosselspulen.

Jn Fig. 2 bedeuten:
T = Netztransformator,
D = Drosselspule,
M = Synchronmotor,

E = Erregermaschine, mit Synchronmotor M zusammengebaut,
■ W₁W₂ = Rugulierwiderstände,
S₁ S₂ S₃ — Schalter.
Bei geschlossenem Schalter S₁ wird die beispielsweise einen ruhenden Anker und rotierende Magnetpole besitzende Maschine wie gewöhnlich mit einer Teilspannung e_x synchronisiert. Nachdem wird Schalter S₂ geschlossen. Die Drosselspule ist so bemessen bzw. so eingestellt, daß ihre Induktanz

oder nahezu gleich ist, wobei i₀ der Leerlaufstrom der Maschine ist. Diese Einstellung kann durch Einstellung der Erregung der Maschine M oder der Drosselspule D oder beider zugleich geschehen. Dann ist die Möglichkeit gegeben, daß beim Anlegen des Schalters S₂ kein oder nahezu kein Stromstoß auftritt.

Ist die obige Gleichung erfüllt, so fließt kein Strom im Schalter S₁. Man öffnet ihn dann, und es findet wiederum kein Stromstoß statt.

Jetzt erregt man die Drosselspule mit Gleichstrom mehr und mehr, bis ihre Induktanz so klein wird, daß man sie durch S₃ kurzschlie* ßen kann.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Anordnung wie die der Fig. 2 unter Verwendung einer einphasigen Drosselspule. Die Maschine M wird zuerst, wie in Fig. 2, bei vollkommen geschlossenem Schalter S₁ (alle Hebel geschlossen) synchronisiert. Sobald Synchronismus eingetreten ist, kann die Maschine auch einphasig laufen. Es wird daher einer der Hebel von S₁, z. B. Si, geöffnet. Man kann daher für den weiteren Verlauf nur mit einer einphasigen Drosselspule auskommen.

Die weitere Handhabung ist wie in Fig. 2, nur daß Si nach dem Kurzschließen von S₃ geschlossen wird.

In den Fig. 2 und 3 ist als Gleichstromquelle eine mit M gekuppelte Erregermaschine E gezeigt. Für das Wesen der Schaltungen 2 und 3 ist aber die Gleichstromquelle unwesentlich.

Man kann den Eisenkörper der Drosselspule auch mit dem Feldkörper der zu synchronisierenden bzw. mit dem einer etwa Vorhändenen besonderen Erregermaschine vereinigen. Beispielsweise kann bei einer vierpoligen Maschine, deren Pole nach Fig. 4 verteilt sind, nach dem schematischen Bild Fig. 5 der Wechselstrom so durch die Wicklungen geführt werden, daß er keinerlei Wirkung auf den Anker der zu synchronisierenden Maschine ausübt. Die Richtung des Gleichstromes ist durch die ausgezogenen Pfeile, die Richtung des Wechselstromes durch die punktiert gezeichneten Pfeile dargestellt. Die Gleichstrompole sind durch die kleinen Buchstaben, die Wechselstrompole durch die großen Buchstaben bezeichnet. Dabei bildet der Wechselstrom, wie aus Fig. 5 ersichtlich, ein zweipoliges System.

In Fig. ι ist ein fremderfegter Umformer gezeigt. Das gleiche Resultat wird aber auch bei einem selbsterregten Umformer erreicht bzw. bei einer Synchronmaschine, deren Erregermaschine mit ihr fest gekuppelt ist.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Verfahren zum Synchronisieren von Ein- oder Mehrphasen-Synchronmaschihen, rotierenden Umformern o. dgl., wobei zwisehen Netz und Wechselstromwicklung der zu synchronisierenden Maschine direkt oder

indirekt eine ein- oder mehrphasige Drosselspule gelegt wird, deren Induktanz mittels Gleichstromes geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromerregung der Drosselspule in Abhängigkeit von der Erregung der zu synchronisierenden Maschine geregelt wird, so daß mit zunehmender Erregung die Induktanz der Drosselspule selbsttätig abnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlauf des Umformers asynchron von einer Teilspannung erfolgt, während beim Überschalten an die volle Spannung die Drosselspulen zwischengeschaltet werden.
3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Drosselspule in Reihe mit bzw. parallel zu der Erregung der zu synchronisierenden Maschine geschaltet ist.
4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrphasigen zu synchronisierenden Maschinen die Drosselspule nur einphasig angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 und den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkörper der Drosselspule mit dem Feldsystem der zu synchronisierenden bzw. einer etwa vorhandenen Erregermaschine vereinigt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung der Drosselspule mit der Feldwicklung der zu synchronisierenden bzw. der einer vorhandenen Erregermaschine vereinigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.