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Einrichtung zum Steuern mindestens eines Inehrphasenmotors mittels
eines zur Umwandlung von Einphasenstrom in Mehrphasenstrom dienenden Phasenumformers.
Beim Anlassen von Mehrphasenmotoren liegt die ohne Verwendung von AnlaBtransformatoren
allein durch Polumschaltung erreichbare niedrigste Geschwindigkeitsstufe immer noch
so hoch, daß eine unerwünschte Rückwirkung starker phasenverschobener Ströme auf
das Netz auftritt. Die Erfindung bezweckt für solche Fälle, wo der Mehrphasenstrom
durch einen Phasenumformer erzeugt wird, eine Einrichtung zu schaffen,
bei
der die ohne Anlaßwiderstände erreichbare niedrigste Geschwindigkeitsstufe so niedrig
liegt, daß die erwähnte unerwünschte Rückwirkung in: Wegfall kommt. Dieser Zweck
wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß mit dem Phasenumformer ein die Frequenz
erniedngender Mehrph.asengenerator zwangläufig verbunden ist, der in den untersten
Geschwindigkeitsstufen zur Spe'-sung der Mehrphasenmotoren dient.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
eine Einrichtung zum Steuern. eines zum Bztriebe einer Einphase:nlokomotive bestimmten
Mhrphasenmotors mit Ku.rzschlußläufer schematisch veranschaulicht.
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A ist der Ständer und B der als Kurzschlußläufer .ausgebildete
Läufer eines vierpoligen Phasenumformers bekannter Bauart. Der Ständer A trägt eine
an ein Einphasennetz angeschlossene, am einen Ende geerdete '#vicklungal und eine
in. Stern geschaltete Dreiphasenwicklung a2. Auf der Welle b1 des Lä.ufers
B des Phasenumformers AB sitzt der eine Gleichsiromerregerwicklun,g
c2 tragende zweipolige drehbare Teil Cl eines synchronen Drehstromerzeugers, auf
dessen ruhendem TeileC eine (nicht dargestellte) Dreiphasenwicklung ,angeordnet
ist. Der Drehstromerzeuger C C1 vermag infolge des gewählten Polzahlverhältnisses
Ströme von einer Periodenzahl gleich der halben Netzfrequenz zu erzeugen. Von der
(nicht dargestellten) Dreiphasenwicklung des Drehstromerzeugers C Cl einerseits
und der Dreiphasen.wicklung a2 des Phasenumformers AB anderseits führt je
eine Dreiphasenleitung D und E zu zwei Klemmengruppen f1 bzw. 12 eines Walzenumschalters
F, dessen bewegliche Kontakte f3 und 14 so angeordnet sind, daß eine dritte Klemmengruppe
/ä in der Schaltstellung I des Umschalters F durch die Kontaktgruppe /3 reit der
Klemmengruppe 12 und in der Schaltstellung II durch die Kontaktgruppe /4 mit der
Klemmengruppe /1 leitend verbunden ist. Von der erwähnten dritten Klemmengruppe
/' des Umschalters F führen Verbindungsleitungen K zu einem zweiten Umschalter G.
Der Umschalter G besitzt sechs Klemmengruppen g1 bis g6 zu je drei Klemmen
und vier Gruppen beweglicher Kontakte g7 bis g10. Zwei dieser Klemmengruppen, g1
und g4; sind in Parallelschaltung mit den Klemmen. der Klemmengruppe /5 des Umschalters
F verbunden. Von den Klemmen der Klemmengruppen g2 und g5 führen Verbindungsleitungen
zu den Enden und von den Klemmen der Klemmengruppen g3 und g6 zu den Mitten der
Phasenwicklungen zweier in bekannter Weise je für Sterudreieckum:-schaltung eingerichteter
Dreiphasenständerwicklungen H und Hl eines Drehstrommotors, dessen Läufer J als
Kurzschlußläufer ausgebildet ist. Die Ständerwicklun.gen H und Hl sind so angeordnet,
-daß sich bei Sternschaltung halb so viele Pole als bei Dreieckschaltung ausbilden,
wobei die Polzahlen der Wicklungen H und Hl voneinander verschieden sind. Von den
bew°glichen Kontakten g7 bis g10 dient die ezste Gruppe, g7, zur Herstellung der
Dreieckschaltung der Ständerwicklung Hl, die zweite, g$, zur Herstellung der Dreeckschaltungder
Ständerwicklung H. In entsprechender Weise läßt sich mittels der Kontaktgruppe g9
die Sternschaltung der Ständerwicklung Hl und mit der Kontaktgruppe glo die Sternschaltung
der Ständerwicklung H herstellen. Unter der Annahme, daß z. B. die Wicklung H bei
der Sternschaltung 6polig, bei der Dreieckschaltung 12polig und die Wicklung Hl
bei der Sternschaltung 8polig und bei der Dreieckschaltung 16polig ist, ergeben
sich bei den aus der Zeichnung ersichtlichen Schaltstellungen I', II', III' und
IV' des Umschalters G für den Motor H Hl J der Reihe nach die Polzahlen
16, 12., 8 und 6. Diesen vier verschiedenen Polzahlen entsprechen bei Anschluß des
Motors H Hl J an den Phasenumformer AB (Schaltstellung I des
Umschalters F) vier verschiedene von unten nach oben abgestufte Läufergeschwindigkeiten
des Motors H Hl J. Hierzu treten bei Anschluß des Motors HHI
J an den Drehstromerzeuger C Cl (Schaltstellung II des Umschalters F) noch
zwei weitere Geschwindigkeitsstufen, die infolge der Spevsung der Ständerwicklungen
H und Hl mit Wechselströmen von der :halben Frequenz der Netzfrequenz nur halb so
groß sind, wie die bei Anschluß der Ständerwicklungen H Hl an den Phasenumformer
AB in Dreieckschaltung (Schaltstellungen I' und Il' des Umschalters G) sich
,Urgebenden Geschwindigkeiten. Auf diese Weise gelingt es, bei den angenommenen
Polzahlen eine Anfangsgeschwindigkeit von nur 3/l6 der Höchstgeschwindigkeit zu
erzielen und außerdem bei den beiden untersten Geschwindigkeitsstufen, in denen
naturgemäß von den Ständerwicklungen H und Hl starke und stark phasenverschobene
Ströme aufgenommen werden, die Rückwirkung dieser Ströme auf das primäre Netz vollständig
zu verhüten, indem dieses infolge der Anordnung des Drehstrom-#erzeugers C Cl nur
mit der entsprechenden Wirkleistung, nicht aber mit der Blindleistung beansprucht
wird.
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Die Benutzungs- und Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung bedarf
nach dem Vorstehenden keiner besonderen Erläuterung. Es sei nur noch ergänzend bemerkt,
daß man es durch Regeln des die Erregerwicklung C2
des Drehstromerzeugers
C Cl durchfließenden Gleichstromes in der Hand hat, den übergang vom Stillstande
des Motors H Hl J bis zur untersten, durch die Schaltstellungen II
des Umschalters F und I' des Umschalters G bestimmten Läufergeschwindigkeit, sich
sanft und allmählich vollziehen zu lassen.
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Will man noch kleinere als die auf die geschilderte Weis- erreichbaren
Geschwindigkeiten des Antriebsmotors H Hl J erreichen, so läßt sich
dies dadurch ermöglichen, daß, man auch .dem Phasenumformer AB eine polumschaltbare
Ständerwicklumg gibt, um durch Verdoppelung seiner Polzahl die Frequenz der von
dem Drehstromerzeuger C Cl gelieferten Ströme vorübergehend auf die Hälfte ihres
normalen Betrages herabsetzen zu können. Es wird dadurch möglich, in den Schaltstellungen
I' und II' des Umschalters G zu Läufergeschwindigkeiten zu gelangen, die bei den
angenommenen Polzahlen bis zu 3/32 der Höchs;geschwindigkeit 'herabgehen. Derartig
kleine Geschwindigkeiten sind aber bisweilen für Fahrzeugmotoren, z. B. im Verschiebebetrieb,
erwünscht. Es leuchtet ein, daß nennenswerte Stromstöße auf das Netz hierbei nicht
übertragen werden.
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Zweckmäßig erhält der Läufer B des Phasenumformers A B zur Verbesserung
des Leistungsfaktors außer seiner KÄfigwicklung noch eine mit Gleichstrom erregte
Wicklung, oder man schließt ihn. zu dem gleichen Zweck an einen Vibrator nach Kapp
oder an einen anderen geeigneten Phasenkompensator an.
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Der Hauptvorteil der beschriebenen Anlaßeinrichtung besteht darin,
daß die Stromstöße, die bei den untersten Anlaufstufen ins Netz gelangen., verschwindend
klein und jedenfalls kleiner als bei irgendeinem bekannten System ohne Anlaßtransformatoren
sind. Auch bei den höherem. Geschwindigkeitsstufen sind die Stromstöße nicht allzu
groß, da sich bei richtiger Wahl der für die Polumschaltung gewählten Polzahlen
die Geschwindigkeitszunahme von. einer Stufe zur anderen leicht in angemessenen
Grenzen halten läßt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß infolge der durch den
Drehstromerzeuger ermöglichten Hinzufügung von Stufen niedriger Geschwindigkeit
die Anlaufverluste im Käfiganker des Antriebsmotors und dementsprechend die Erwärmung
des Motors ganz erheblich geringer ausfallen als bei Motoren gleicher Polzahl, die
ohne Zwischenschaltung eines die Frequenz erniedrigenden Drehstromerzeugers betrieben
werden. Beide Vorteile fallen noch mehr ins Gewicht, wenn von der Möglichkeit Gebrauch
gemacht wird, durch Regeln der Gleichstromerregung des Drehstromerzeugers den Anlauf
so sanft und stoßfrei wie nur möglich zu- gestalten.
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Da der mit dem Phasenuniformer zwangläufig verbundene Drehstromerzeuger
nur bei dein. untersten Geschwindigkeitsstufen der Antriebsmotoren zur Leistungsabgabe
herangezogen wird, kommt man auch bei mehreren Antriebsmotoren mit .einer verhältnismäßig
kleinen und daher billigen Maschine aus.
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Ohne an der Erfindung etwas zu ändern; könnte man den Kurzschlußläufer
durch einen mit Me'hrphasenwicklung versehenen Schleifragl;äufer ersetzen. Auch
könnte der Drehst.rommotor nach Bedarf eine oder mehrere polumschaltbare Mehrphasenwicklungen
besitzen.