DE407846C

DE407846C - Verfahren zum Anlassen eines Drehstromasynchronmotors

Info

Publication number: DE407846C
Application number: DES55613D
Authority: DE
Inventors: Willy Zederbohm
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1921-02-17
Filing date: 1921-02-17
Publication date: 1925-01-07

Description

Verfahren zum Anlassen eines Drehstromasynchronmotors. Dem Anlassen von großen Drehstrommotoren mittels Anlaßwiderstandes stehen große Schwierigkeiten entgegen. Wählt man die induzierte Spannung sehr hoch, so werden die Anlaßapparate entweder gefährdet oder sie müssen unwirtschaftlich ausgeführt werden. Bei verhältnismäßig niederer Schleifringspannung dagegen fällt die Stromstärke in den Schleifringen und in der gebräuchlichen Kurzschlußvorrichtung so hoch aus, daß die Ausführung der Kurzschlüßkontakte außerordentlich erschwert und unter Umständen unmöglich wird.
Diese Übelstände sollen durch die Erfindung behoben werden. Diese besteht darin, da,ß die induzierte Wicklung des Motors in Stern geschaltet wird, und daß der Motor nur mit an den Sternpunkt grenzenden Teilen der Zweige dieser Wicklung durch Widerstandsregelung angelassen wird. Danach wird auch der Rest der Wicklung kürzgeschlos.sen.
In Abb. i der Zeichnung ist ein Austührungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Mit v und iv sind Teile der mit einem Ende in Stern geschalteten induzierten Wicklung bezeichnet, die auf dem Motorläu'er sitzt. Mit s sind mit dem Motorläufer umlaufende Schleifringe bezeichnet. Diese sind durch die Leitungen 1 mit Punkten p zwischen den Wicklungsteilen v und w verbunden. Die freien Enden der drei Leitungszweige sind zu Kontakten b der Kurzschlußvorrichtung k geführt, die durch die Brücke r kurzgeschlossen werden. Beim Anlauf des Motors bleibt die Kurzschlußvorrichtung k geöffnet, während die Widerstände des Anlassers a nach und nach ausgeschaltet werden. Ist der Wicklungsteil v durch den Anlasser kurzgeschlossen, so wird auch die Kurzschlußvorrichtung geschlossen, so daß jetzt die gesamte Wicklung wirksam ist. Beim Anlassen tritt also zunächst an den Schleifringe. und somit auch am Anlasser und an allen Anlaßapparaten nur ein Bruchteil der vollen Spannung auf. Zweckmäßig unterteilt man die gesamte Wicklung in zwei genau gleiche, auf den ganzen Wicklungsumfang gleichmäßig verteilte Spulengruppen. Dabei ergibt sich für alle Nuten ein gleiches Stromvolumen, so daß dem Anlassen mit einer Wicklungshälfte kein Bedenken entgegensteht. Die Wicklung wird am besten in Form einer Zweischichtwicklung angeordnet. Es tritt dann an den Schleifringen nur die halbe Betriebsspannung auf. Die Kurzschlußkontakte ihrerseits werden nur mit einer Stromstärke belastet, die halb so groß ist, als wenn die Betriebsspannung mit Rücksicht auf die Anlaßapparate nur halb so groß wie angenommen gewählt würde. Die zum Anlassen verwendete Wicklungshälfte kann dabei stark überlastet werden, da große Motoren verhältnismäßig selten angelassen werden, und da sie meist nur leerlaufende oder gering belastete Arbeitsmaschinen zu beschleunigen haben.
Soll ein Leistungsfaktor des Motors durch einen Phasenschieber verbessert werden, so fällt die umlaufende Kurzschlußvorrichtung weg. An ihre Stelle tritt ein zweiter Schleifringsatz, dessen Bürsten mit dem Phasenschieber c verbunden werden, wie dies in Abb. z der Zeichnung veranschaulicht ist.
Ein zweiter Schleifringsatz kann auch neben der umlaufenden Kurzschlußvorrichtung verwendet werden, wenn nämlich besonders hohe Kurzschlußströme zu erwarten sind. Dann werden die Bürsten dieses Schleifringsatzes mit einem feststehenden Schalter, der zweckmäßig als Messerschalter ausgebildet ist, verbunden. Dieser Schalter wird zuerst geschlossen und hierauf erst die umlaufende Kurzschlußvorrichtung, so daß diese geschont wird. Eine solche Anordnung zeigt Abb.3, in der mit t der zweite Schleifringsatz und mit k der mit diesem verbundene Kurzschließer bezeichnet ist.
Das Anlaßverfahren nach der Erfindung, bei dem der Asynchronmotor nur mit einem Teil seiner in Stern geschalteten induzierten Wicklung unter Vorschaltung von Regelwiderstand angelassen wird, kann auch noch zu einem anderen Zweck mit besonderem Vorteil verwendet werden. Asynchrone Drehstrommotoren werden häufig als Synchronmotoren betrieben, indem ihre sekundäre ZVicklung nach Erreichen der höchsten Asynchrondrehzahl mit Gleichstrom erregt wird. Der Motor wird dadurch in den Synchronismus hineingezogen und läuft dann synchron weiter. Soll nun für diesen Fall die Sekundärwicklung gleichzeitig zum Anlassen und als Erregerwicklung be- nutzt werden, so bieten sich verschiedene Schwierigkeiten. Für den Zweck der Gleichstromerregung sind viele Windungen nötig, um die Erregerstromstärke auf einer erträglichen Höhe zu. halten. Für das Anlässen als Asynchronmaschine hingegen sind wenige Windungen für die sekundäre MTicklung erforderlich, um die Spannung bei Stillstand: mit Rücksicht auf die Isolierung der Windungen und auf die Anlaßapparate möglichst niedrig zu halten und um mit Rücksicht auf die mechanische Festigkeit Stabwicklung verwenden zu können. Ferner lassen sich beim Einschalten der Gleichstromerregung nach Erreichen der höchsten asynchronen Drehzahl des Läufers nach dem bekannten Verfahren Stöße nicht immer vermeiden.
Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch behoben, daß auch für diesen Fall die induzierte Wicklung des Motors in Stern geschaltet wird. Für den Anlauf wird der Motor ebenfalls nur mit einem Teil seiner in 'Stern geschalteten Sekundärwicklung durch Widerstandsregelung angelassen. Sobald der Motor seine höchste asynchrone Drehzahl erreicht hat, wird die Gleichstromspannung an die freien Enden der induzierten Wicklung angelegt und schließlich der Kurzschluß des Anlaufwiderstandes aufgehoben.
Dieses Verfahren ist in Abb. q. der Zeichnung veranschaulicht. An dem einen Teil v der Wicklung sind die Schleifringe s angeschlossen, die ihrerseits mit dem Anlasser u verbunden sind. An die freien Enden der Wicklung sind die Schleifringe t angeschlossen, die über einen Schalter e mit einer Gleichstromquelle, im vorliegenden Fall einer Erregermaschine g, verbunden sind. Zur Regelung der Gleichstromspannung ist noch ein verstellbarer Widerstand d im Erregerstromkreise vorgesehen. Der Motor wird zunächst mit Hilfe des Anlassers a auf seine asynchrone Höchstdrehzahl gebracht, darauf wird der Schalter e eingelegt und damit die Gleichstromerregung in die Wicklung w eingeführt. Schließlich wird der Kurzschluß des Wicklungsteiles v aufgehoben, worauf der Gleichstrom alle Wicklungen durchflutet.
Das ganze Verfahren kann verschiedenartig ausgeführt werden. So kann man z. B. die Gleichstromerregung nach Erreichen der asynchronen Höchstdrehzahl sofort vollständig einschalten. Man kann sie aber auch nvt Hilfe des Widerstandes d allmählich dem Wicklungsteil iv aufdrücken. Ferner kann man bei der Aufhebung des Kurzschlusses des Wicklungsteiles v entweder den Kurzschluß sofort' unterbrechen, oder man kann den Anlaßwiderstand zunächst bis zu seinem Höchstwert allmählich wieder einschalten und darauf ausschalten. Schließlich kann man auch den kurzgeschlossenen Anlaßwiderstand allmählich ausschalten, während die Gleichstromerregung allmählich erhöht wird.
Die induzierte Wicklung kann zu dem vorliegenden Zweck gleich oder ungleich unterteilt sein, je nach den Anforderungen, die an die Ausführung der Steuergeräte, der Wicklungen oder der Erregermaschine gestellt werden. Sie kann als zwei-, drei- oder höherphasige Wicklung ausgeführt werden. Bei dreiphasiger Ausführung brauchen für die Gleichstromerregung nur zwei Zweige der Wicklung verwendet zu werden; man kann aber auch alle drei Zweige benutzen, wenn man zwei von ihnen einander paxallel schaltet. Die Wicklung kann als Draht- oder Stabwicklung ein- oder mehrschichtig ausgeführt sein.
Selbstverständlich kann das beschriebene Anlaßverfahren auch bei Motoren angewendet werden, deren induzierte Wicklung feststeht. Auch können Teile der induzierten Wicklung in. Dreieck geschaltet sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Anlassen eines Drehstromasynchronmotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit dem an den Sternpunkt grenzenden Teil der aus zwei hintereinander geschalteten Spulengruppen bestehenden Wicklung über einen äußeren Widerstand angelassen und nach beendetem Anlauf der Rest der induzierten Wicklung kurzgeschlossen wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der umlaufenden induzierten Wicklung erst über einen Außenschalter, zweckmäßig einen Messerschalter, kurzgeschlossen werden und danach eine mit der Wicklung umlaufende Kurzschlußvorrichtung für die Wicklungsenden geschlossen wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach beendeter Widerstandsregelung der Rest der induzierten Wicklung an einen Phasenschieber angeschlossen. wird. ¢. Drehstrommotor, dadurch gekennzeichnet, daß Innenpunkte der in Stern geschalteten Läuferwicklung mit einem Schleifringsatz verbunden sind. 5. Drehstrommotor nach Anspruch ¢, dadurch gekennzeichnet, daß Innenpunkte und die freien Enden der Läuferwicklung mit je einem Schleifringsatz verbunden sind. 6. Drehstrommotor nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß Innenpunkte der Läuferwicklung mit Schleifringen für den Anlaßwiderstand und die freien Enden der Wicklung mit Kontakten für eine mit der Wicklung umlaufende Kurzschlußvorrichtung verbunden sind. 7. Drehstrommotor nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Läuferwicklung sowohl mit einer umlaufenden Kurzschlußvorrichtung als auch mit einem Schleifringsatz verbunden sind. B. Verfahren. zum Einschalten des Gleichstroms für synchron betriebene Drehstromasynchronmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor nach dem Verfahren des Anspruchs i nur mit an den, Sternpunkt grenzenden Teilen der Zweige seiner in Stern geschalteten induzierten Wicklung über einen Regelwiderstand angelassen wird und daß hierauf die Gleichstromspannung den freien Enden der Wicklung aufgedrückt wird, worauf der Kurzschluß des Anlaufwicklungsteiles -aufgehoben wird. 9. Verfahren nach Anspruch 8; dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromerregung allmählich gesteigert wird. i o. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufdrücken der vollen Gleichstromspannung der kurzgeschlossene Anlaßwiderstand allmählich eingeschaltet wird. I i. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der kurzgeschlossene Anlaßwiderstand mit zunehmender Gleichstromerregung allmählich wieder eingeschaltet wird. 1a. Drehstrommotor nach Anspruch i und q., dadurch gekennzeichnet, daß die . induzierte Wicklung als Zweischichtwicklung ausgebildet"ist.