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Verfahren zum Anlassen von synchronisierten Asynchronmotoren. Lrn
synchronisierte Asynchronmotoren anzulassen, verwendet man wie bei Induktionsmotoren
einen mehrphasigen Anlaßwiderstand, welcher an die Schleifringe (bzw. Klemmen) des
Sekundärsystems angeschlossen wird. Der Motor wird beim Anlauf genau wie ein gewöhnlicher
Induktionsmotor behandelt, indem der Anlaßwiderstand zunächst auf seinen größten
Wert eingestellt und dann mit zunehmender Drehzahl des Motors nach und nach kurzgeschlossen
wird. Um den Motor in den Sychronismus zu bringen, ist meist eine Gleichstromerregermaschine
vorgesehen. «-elche mit dem Motor unmittelbar gekuppelt oder von einer fremden Kraftquelle
angetrieben wird. Im allgemeinen wird die Gleichstromerregung dem Motor schon während
des Anlaufens zugeführt. Dies hat aber den 2"-,achteil, daß in der an das Wechselstromnetz
angeschlossenen Primärwicklung des Motors durch das nicht svnchron rotierende Gleichstromfeld
Wechselströme induziert werden von einer Frequenz, welche kleiner als die Netzfrequenz
ist. Diese Ströme von netzfremder Frequenz schließen sich aber auf das Primärnetz
und überlagern sich den Netzströmen. Da die Impedanz des Netzes für diese induzierten
Ströme verhältnismäßig klein ist, so stellt das Netz für sie gewissermaßen einen
Kurzschluß dar, und ihre Gr<iße ist derart, daß sie die Maschinen und Leitungen
hoch beanspruchen. Die Folge ist, daß ein Spannungsabfall am Motor eintritt, daß
der Motor ein größeres Drehmoment Wegei der hinzukommenden eigenen Generatorleistung
entwickeln muß, und daß damit seine Schlupffrequenz erhöht wird. Hierin liegt aber
eine Erschwerung des Intrittkommens des Motors, <1a die Beschleunigung zur Err°ichung
des Sviiehro:lismus um so größer sein muß, je größer der Drehzahlsprung von der
erreichten Tourenzahl bis zur synchronen Tourenzahl ist.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man das Verfahren auch bereits
dahin abgeändert, daß die Erregermaschine erst nach dem Kurzschluß des Anlaßwiderstandes
in den Sekundärkreis eingeschaltet wurde. Dieses Verfahren erfordert aber, um erfolgreich
zu sein, eine genaue Beobachtung des Zeitpunktes der Einschaltung, denn in gewissen
Zeitpunkten ist das sogenannte »Synchronmoment«, d. h. das Drehmoment, welches als
Folge der Gleichstromerregung im Motor auftritt mit dem »Asynchronmoment«, d. h.
dem Drehmoment, welches das primäre Wechselstromfeld (Drehfeld) im Motor erzeugt,
gleichgerichtet, in anderen aber entgegengerichtet. Je nach Wahl des Zeitpunktes
der Zuschaltung kann also die Beschleunigung in richtigem oder unrichtigem Sinne
erfolgen. Es sind technische Mittel bekannt, welche das Erfassen des richtigen Zeitpunktes
für die Einschaltung gestatten. Diese Einrichtung hat aber den Nachteil. daß das
Zuschalten der Gleichstromerregung eine größere Umschaltung der sekundären Stromkreise
erfordert und daher auch nicht stoßfrei vor sich geht. Die kurzzeitige Uiffnung
der kurzgeschlossenen Sekundärkreise, auch wenn dabei Hilfswiderstände verwendet
werden, bedingt eine vorübergehende Schwächung des Drehmomentes, also ein geringes
Abfallen der Tourenzahl, so daß der Vorteil der späteren Zuschaltung der Gleichstromerregung
wieder verlorengeht.
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In anderer Weise suchte man die erwähnten Nachteile dadurch zu vermeiden,
daß man den dreiphasig ausgebildeten sekundären Stromkreis des Motors mit Zuhilfenahme
eines vierten, an den Sternpunkt der Sekundärwicklung angeschlossenen Schleifrings
für den Anlauf in zweiphasiger Schaltung verwendete (Amerikanisches Patent 1335o50).
Es bilden hierbei die Wicklungen zweier Phasen des Rotors mit ihren zugehörigen
Widerständen für den Anlauf die eine Phase eines Zweiphasensystems, während die
Wicklung der dritten Phase des Rotors mit dem ihr zugehörigen Anlaßwiderstand über
den vierten Schleifring mit dem Sternpunkt der Sekundärwicklung verbunden ist und
die zweite Phase des Zweiphasensystems darstellt. Diese beiden Stromkreise werden
nun von einer dauernd eineschalteten, selbsterregenden Er-23
regermaschine
überbrückt, bei welcher die Neigung der Widerstandsgeraden derart gewählt ist, daß
die Selbsterregung in der Nähe der synchronen Tourenzahl erfolgt. Hier liege während
des Anlassens die Erregermaschine nicht im eigentlichen Anlaßstromkreis sondern
sie stellt, indem sie die beiden selbständigen Anlaßstromkreise verbindet, einen
dritten Stromkreis dar, der erst in der Nähe der synchronen Tourenzahl zur Wirksamkeit
kommt. Das erstrebte Ziel wird hier aber nur unter y'erwendung eines vierten zusätzlichen
Schleifringes erreicht und ist bei normalen, mit drei Schleifringen ausgeführten
Motoren nicht anwendbar. Auch das Regulieren des Anlaßwiderstandes ist nicht so
einfach, weil zur Erzielung gleicher Anlaufstromstärke in den drei Rotorwicklungen
die Verschiebung der Kontakte auf den drei Anlaßwiderständen nicht in gleicher Weise
von sich gehen darf. Schließlich ist die kritische Geschwindigkeit, bei welcher
die Selbsterregung einsetzt, wie es die Praxis zeigt, keine wiederkehrend genau
gleiche Größe, so daß dieser Art des Anlasseis eire gewisse LJnbeseimmtheit anhaftet.
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Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zum Anlassen von synchronisierten
Asynchronmotoren, welche beim Anlauf primär und sekundär in dreiphasiger Schaltung
betrieben werden, wonach zu Beginn des Anlassenn die Gleichstromerregermaschine
zwar unerregt in den sekundären Stromkreis des Motors eingeschaltet ist, aber erst
gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig mit dem Kurzschließen des Anlaßwiderstandes
für den Motor erregt wird. Dies kann z. B: dadurch erreicht «-erden, daß die Erregung
der Gleichstrommaschine durch das Verschieben des Schalthebels des Motoranlaßwiderstandes
auf eine der letzten oder die letzte Kontaktstufe eingeschaltet wird. Hierbei wird
noch der besondere Vorteil erreicht, daß die Gleichstronterregung des Asynchronmotors
zu einer Zeit erfolgt, in welcher auch das Asynchronmotnent noch beschleunigend
und zwar drehzahlerhöhend wirkt, und daß sich' dabei der Motor selbsttätig so einstellt,
daß sich beide Drehmomente unterstützen. Der Motor kommt dann mit großer Energie
und in kürzester Zeit in Synchronismus, wobei die oben geschilderten Nachteile der
bekannten Verfahren vermieden «-erden.
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Das Verfahren sei an Hand des Ausführttngsbeispieles der Zeichnung
näher erläutert; darin bedeuten: :1' ein Dreiphasennetz, -Sch den Hauptschalter,
1T den synchronisierten Asvtichronmotor mi L denn Primärteil (Statur) P und dem
Sekundärteil (Rotor) O, welcher die Schleifringe S1, S2, S3 trägt. An diese ist
der dreiphasige Anlaßwiderstand A angeschlossen, auf welchem der Kontaktarm H schleift.
In die Verbindungsleitung von SF mit dem Anlasser A ist die Gleichstrommaschine
G eingeschaltet, deren Erregerwicklung E mit dem einen Ende an die Bürste B, der
Gleichstrommaschine gelegt ist, während das andere Ende mit einem auf der Kontaktbahn
des Anlassers angeordneten Kontakt K über den --1\-ebenschlußregulierwiderstand
R verbundoll ist. Zunächst befindet sich der Kontaktarm H in der unterstet Lage,
wobei der ganze Widerstand des Anlassers dem Sekundärteil C> vorgeschaltet ist.
Der Motor läuft als Asvnchronmotor mit großem Drehnioment an. 'Mit steigender Tourenzahl
wird der Arm H nach oben bewegt. Die Gleichstrommaschine G ist nun so la-.Zge unerregt,
als der Arm H den Kontakt IL nicht berührt. Diese Berührung tritt aber, wie ersichtlich,
erst- ein, wenn der Anlasser nahezu kurzgeschlossen ist. In den Fällen, in welchen
die "Zeitkonstante der Erregerwicklung E groß ist, wird zweckmäßig die Erregerwicklung
E schon am vor- oder drittletzten Kontakt des Anlassers eingeschaltet, damit die
Maschine G heim Übergang auf den letzten Kontakt ihr volles Feld besitzt.