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Einrichtung zur Verminderung der Leerlaufarbeit von Synchronphasenumformern.
Zum Speisen von 1Vlehrphasenwechselstrommotoren aus einem einphasigen Netz benutzt
man, um einen guten Leistungsfaktor zu ermöglichen, einen Synchronmotor mit Gleichstromerregung
als Phasenumformer, der jedoch nur umständlich angelassen werden kann, weshalb es
zweckmäßig erscheint, den Phasenumformer während nicht zu langer Betriebspausen
leerlaufen zu lassen. Die Leerlaufarbeit der Umformer bedeutet eine
nicht
unwesentliche Energieverschwendung. Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung,
um diese Leerlaufarbeit auf ein Mindestmaß herabzudrücken.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß ein die Selbstinduktion
des Primärstromkreises des Phasenumformers beherrschender Schalter derart mit den
zum An- und Abschalten der vom Phasenumformer gespeisten Motoren dienenden Schaltern
zwangsweise gekuppelt ist, daß gleichzeitig mit dem Abschalten der Motoren der Primärstromkreis
des Phasenumformers auf erhöhte Selbstinduktion umgeschaltet wird.
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Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der neuen
Einrichtung. Auf dem einphasigen Hochspannungsnetz L wird die einphasige Primärwicklung
p, des Phasenumformers U gespeist, dessen Dreiphasensekundärwicklung p, der Strom
zum Antrieb des Drehstrommotors M entnommen wird. Die Erregerwicklung a des Phasenumformers
wird aus der Erregermaschine g mit Gleichstrom gespeist. Zwecks Anlassens ist der
Läufer des Phasenumformers noch mit einer Kurzschlußwicklung b ausgerüstet. Der
Schalter d dient zum An-und Abschalten des Drehstrommotors M an den Sekundärstromkreis
des Phasenumformers U.
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Gemäß der Erfindung ist der Primärstromkreis des Phasenumformers U
in beliebiger Weise derart eingerichtet, daß dessen Selbstinduktion mittels irgendeines
geeigneten Schalters c auf zwei verschiedene Werte umgeschaltet werden kann, von
denen der eine Wert der Vollbelastung des Umformers (bei angeschaltetem Motor M)
entspricht, während der andere Wert zweckmäßig so hoch ist, daß bei Leerlauf des
Umformers die Klemmenspannung der Primärwicklung p,_ gerade genügt, um den Umformer
in synchronem Umlauf zu erhalten.
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In der Zeichnung ist beispielsweise zu diesem Zwecke ein Autotransformator
T mit der Primärwicklung p, des Phasenumformers parallel geschaltet. Mittels des
Umschalters c kann nun die Primärwicklung p,_ des Umformers von den Endklemmen des
Autotransformators T auf eine Anzapfstelle x desselben gelegt werden,
wodurch die Selbstinduktion des Primärstromkreises erhöht bzw. die diesem letzteren
aufgedrückte Spannung herabgesetzt wird.
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Der Umschalter c ist mit dem Ausschalter d des Motors M in irgendeiner
an und für sich bekannten Weise, z. B. durch unmittelbare mechanische oder hydraulische,
pneumatische oder elektrische Kupplung derart zwangsweise verbunden, daß bei angeschaltetem
Motor M die Primärwicklung p,, an die Endklemmen des Autotransformators T geschaltet
ist, also die volle Netzspannung V erhält, während gleichzeitig mit dem Abschalten
des Motors M der Umschalter c auf die Anzapfstelle x des Autotransformators T umgelegt
wird, so daß der Primärwicklung p,. des Phasenumformers die Selbstinduktion des
Wicklungsteiles u,, des Autotransformators vorgeschaltet wird und die Primärwicklung
p,. die herabgesetzte Spannung v erhält, die derart bemessen ist, daß sie gerade
genügt, um den Umformer sicher in synchronem Leerlauf zu erhalten. Statt eines Autotransformators
kann selbstverständlich ein Transformator mit zwei Wicklungen benutzt werden.
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Der Umschalter c bzw. Ausschalter d ist zweckmäßig noch mit einem
im Erregerstromkreis des Phasenumformers oder zweckmäßiger im Erregerstromkreis
der Erregermaschine g angeordneten Umschalter bzw. Ausschalter f zwangsweise gekuppelt,
der beim Abschalten des Motors ill einen Widerstand rin den Erregerstromkreis schaltet,
so daß die Erregung des Umformers während des Leerlaufs gleichfalls auf ein Mindestmaß
herabgesetzt wird, oder bei genügender Verminderung der dem Umformer aufgedrückten
Spannung den Erregerstromkreis gänzlich unterbricht, wobei dann beim Leerlauf die
in der Kurzschlußwicklung b des Umformerankers induzierten Ströme das erforderliche
Drehmoment liefern.
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Um besondere Hochspannungstransformatoren zu ersparen, ist es zweckmäßig,
die Niederspannung, mit der die verschiedenen Nebenapparate der Lokomotive bzw.
des Zuges gespeist werden müssen, der Sekundärwicklung des Phasenumformers zu entnehmen,
und zwar entweder durch Anzapfen der Wicklung an geeigneten Stellen derselben oder
aber durch weitere Herabminderung der sekundären Klemmenspannung des Phasenumformers
auf die erforderliche niedrige Spannung. In beiden Fällen würde sich die zum Betrieb
der Nebenapparate erforderliche Spannung beim Abschalten des Motors M durch die
Umschaltung des Primärstromkreises des Umformers ändern, was mit Rücksicht darauf,
daß die Nebenapparate auch nach Abschalten des Motors M in regelmäßigem Betriebe
gehalten werden müssen, unzulässig ist.
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Es ist deshalb in dem vom Sekundärstromkreise des Phasenumformers
zwecks Antrieb der Nebenapparate abgezweigten Niederspannungsstromkreise eine Einrichtung
zum Umschalten des Umsetzungsverhältnisses der die Nebenapparate speisenden Abzweigung
vorgesehen, deren Umschalter mit den oben beschriebenen Schultern c, d bzw.
f zwangsweise
verbunden ist und beim Abschalten des Motors
M das Umsetzungsverhältnis in der die Nebenapparate speisenden Abzweigung des Sekundärstromkreises
des Phasenumformers in dem Maße erhöht, wie die der Primärwicklung des Phasenumformers
aufgedrückte Spannung erniedrigt wird, so daß die Spannung des die Nebenapparate
speisenden sekundären Zweigstromkreises unverändert bleibt.
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In der Zeichnung wird die sekundäre Klemmensspannung des Phasenumformers
U in einer Abzweigung mittels eines kleinen Niederspannungstransformators t auf
die zum Speisen der verschiedenen Nebenapparate erforderliche Spannung herabgemindert.
Mittels eines Umschalters e läßt sich nun das Umsetzungsverhältnis ;des Transformators
t in dem gleichen Verhältnis ändern, wie mittels des Umschalters c die der Primärwicklung
p, des Phasenumformers U aufgedrückte Spannung V in die kleinere Spannung
v herabgemindert wird. Der Umschalter e ist mit den übrigen Schaltern c,
d und f derart zwangsweise gekuppelt, daß beim Abschalten des Motorg M, also bei
Herabminderung der Spannung V auf v, das Umsetzungsverhältnis des Transformators
t im Verhältnis von Spannung des Transformators t trotz der
vergrößert wird, so daß die sekundäre Umschaltung der primären Spannung des Phasenumformers
keine Änderung .erleidet.