DE425704C

DE425704C - Circuit for starting three-phase motors using a star-delta connection

Info

Publication number: DE425704C
Application number: DES55158D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1920-12-31
Filing date: 1920-12-31
Publication date: 1926-02-25

Description

Schaltung zum Anlassen von Drehstrommotoren mittels Sterndreieckschaltung. Kleine Drehstrommotoren mit Kurzschlußläufer werden ohne Anlasser an das Netz gelegt. Hierbei tritt ein verhältnismäßig starker Stromstoß auf, den man dadurch vermindern kann, daß man die Wicklungen des Ständers zuerst in Sternschaltung an das -Netz anschließt und erst nach erfolgtem Anlauf vom etz abschaltet, um sie alsdann in Dreieck anzuschließen. Auf diese Weise wird der Einschaltstromstoß in zwei Stromstöße teilt und dementsprechend gemildert. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß beim Umschalten von Stern auf Dreieck der Motor vom Netz abgeschaltet werden muß, wodurch das Motormoment auf Null herabsinkt. Erfolgt das Überschalten nicht mit großer Geschwindigkeit, so vergrößert sich der Motorschlupf und es entsteht bei der Schaltung auf Dreieck ein Stromstoß, der oft den ersten Stromstoß beim Schalten in Stern noch übertrifft. Bei langsam erfolgendem Umschalten von Stern auf Dreieck ist also der Zweck des Sterndreieckschalters verfehlt.Circuit for starting three-phase motors using a star-delta connection. Small three-phase motors with squirrel cage rotors are connected to the mains without a starter. In this case, a relatively strong current surge occurs, which can be reduced as a result it is possible that the windings of the stator are first connected to the network in a star connection connects and only disconnects from the network after it has started up in order to then switch to Connect triangle. In this way, the inrush current turns into two surges shares and mitigated accordingly. This arrangement has the disadvantage that when Switching from star to delta the motor must be switched off from the mains, which means the engine torque drops to zero. If the over-shifting does not take place at high speed, this increases the motor slip and occurs when switching to triangle a current surge that often exceeds the first current surge when switching to star. When switching slowly from star to delta, the purpose of the Star-delta switch missed.

Um diesem Übelstand abzuhelfen, wird nach der Erfindung eine Schaltung verwendet, bei der der Motor ohne Stromunterbrechung über Zwischenstufen von Stern auf Dreieck geschaltet wird.To remedy this inconvenience, a circuit is according to the invention used in which the motor without power interruption via intermediate stages of star is switched to delta.

Die Erfindung wird zunächst an Hand der Schaltbilder Abb. i bis 4 erläutert. Im Schaltbild Abb. i sind die Klemmen U l' I1^' der drei Motorwicklungen mit dem Netz und die Klemmen X Y Z in Stern verbunden. Beim Einschalten des Motors nach Abb. i tritt ein Stromstoß auf, der beispielsweise den dreifachen Wert des Nennstromes annimmt. Wenn der Motor in dieser Sternschaltung die synchrone Drehzahl nahezu erreicht hat, so ist der Strom etwa auf den einfachen Nennstrom des Motors herabgesunken.The invention will first be described with reference to the circuit diagrams Figs. I to 4 explained. In the circuit diagram Fig. I, the terminals U l 'I1 ^' are of the three Motor windings connected to the mains and the terminals X Y Z in star. When switching of the motor according to Fig. i, a current surge occurs that is, for example, three times as high Assumes the value of the nominal current. If the motor is synchronous in this star connection Speed has almost reached, the current is about the simple nominal current of the engine sunk.

In der ersten Übergangsstellung (Abb. 2) sind den drei Motorwicklungen U X, I' Y, W Z die Widerstände C, A, B parallel geschaltet. Dadurch ändert sich das Drehmoment und die Stromaufnahme des Motors nicht, dem Netz wird aber ein weiterer Strom zur Speisung der Widerstände A, B, C entnommen. Die Stromaufnahme aus dem Netz mag dabei etwa das Doppelte des Nennstromes betragen.In the first transition position (Fig. 2), the three motor windings UX, I 'Y, WZ, the resistors C, A, B are connected in parallel. This does not change the torque or the current consumption of the motor, but an additional current is drawn from the network to feed the resistors A, B, C. The current consumption from the network may be about twice the nominal current.

Abb. 3 zeigt die nächst° Übergangsstellung, in welcher der Sternpunkt aufgelöst ist. Nun liegt der vorher der Wicklung U X parallel geschaltete Widerstand C in Reihe mit der Motorwicklung L' Y und entsprechend A und B in Reihe mit I t-° Z und U X. Jede Motorwicklung plus Vorschaltividerstand liegt aber nunmehr an der y'3 fachen Spannung, Sind die Widerstände so bemessen, daß die Motorwicklungen etwa den einfachen Nennstrom führen, so wird die Gesamtstromaufnahme etwa den anderthalb- bis zweifachen Betrag des Nennstromes annehmen. Es ist somit möglich, auch diese Stromaufnahme so weit leer unterzusetzen, daß der erste Stromstoß, der beim Schalten in Stern (Abb. i ) auftrat, unterschritten wird. Jedenfalls ist die Stromaufnahme in der Schaltung nach Abb. 3 geringer als in der Schaltung nach Abb. 2, während das Drehmoment des Motors mindestens ebenso groß ist wie in der Schaltung nach Abb. i.Fig. 3 shows the next ° transition position in which the star point is resolved. Resistor C, which was previously connected in parallel to winding UX, is now in series with motor winding L ' Y and, accordingly, A and B in series with I t- ° Z and U X. However, each motor winding plus intermediate stand is now at y'3 times the voltage If the resistors are dimensioned in such a way that the motor windings carry approximately the single nominal current, the total current consumption will assume approximately one and a half to two times the amount of the nominal current. It is thus possible to set this current consumption so empty that the first current surge, which occurred when switching to star (Fig. I), is not reached. In any case, the current consumption in the circuit according to Fig. 3 is lower than in the circuit according to Fig. 2, while the torque of the motor is at least as great as in the circuit according to Fig. I.

In der Stellung nach Abb. 4. sind die drei Widerstände A, B, C kurzgeschlossen, so daß nunmehr reine Dreieckschaltung erreicht ist. Da aber der Motor seine synchrone Drehzahl schon vorher erreicht hat, wird die Stromaufnahme aus dem Netz den Nennstrom des Motors nicht üLertreffen.In the position according to Fig. 4, the three resistors A, B, C are short-circuited, so that now a pure delta connection is achieved. However, since the motor has already reached its synchronous speed, the current consumption from the mains will not exceed the rated current of the motor.

Beim Übergang von einer Stellung auf die andere wird niemals der Strom unterbrochen und das Drehmoment nicht geschwächt. Beint Überschalten von Stellung 2 auf Stellung 3 erfolgt lediglich eine Drehung des Spannungsvektors in den einzelnen Motorwicklungen um etwa den halben Betrag und beim Überschalten auf Stellung d. um den Rest, wie dies in den Schaltbildern Abb. i bis q. durch entsprechende Lage der Motorwicklungen angedeutet ist. Die Lage des Spannungsvektors in der Schaltung nach Abb. 4. ist um 30° gegenüber der Lage des Vektors in den Abb. i und 2 verdreht.When moving from one position to the other, there is never a current interrupted and the torque is not weakened. Legs over-shifting position 2 to position 3 there is only a rotation of the voltage vector in the individual Motor windings by about half the amount and when switching over to position d. to the rest, as shown in the diagrams Fig. i to q. by appropriate location the motor windings is indicated. The location of the voltage vector in the circuit according to Fig. 4 is rotated by 30 ° compared to the position of the vector in Figs.

Es ist leicht möglich, die Drehung des Spannungsvektors so erfolgen zu lassen, daß er in der Dreieckschaltung - auf den Drehsinn des Motors bezogen - nacheilt, -,wobei sich die geringsten Stromstöße ergeben.It is easily possible to have the rotation of the voltage vector done so to let that he is in the delta connection - based on the direction of rotation of the motor - lags, - with the lowest current surges.

In Abb. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltung dargestellt.In Fig. 5 an embodiment of the circuit is shown.

U X, L' Y, W Z sind die Motorwicklungen, a eine Umschaltergruppe und b eine Schaltergruppe, deren Hebel miteinander verbunden sind. An die Phasenleitung R ist die Wicklung U X, an die Leitungen S und T die Wicklungen V Y und W Z angeschlossen. Die Umschalter a sind nach linl@ß ausgelegt und verbinden die Klemmen X Y Z in Stern. Wird also der Hauptschalter s geschlossen, so sind die Motorwicklungen in Stern geschaltet. Vor Abschalten des in Stern geschalteten Motors wird nun durch Schließen der Schaltergruppe b eine Übergangsstellung geschaffen, in der die Widerstände C, A, B parallel zu den Motorwicklungen U X, h Y, W Z geschaltet sind (Abb.2). Dann werden die Umschalter a geöffnet und damit der Sternpunkt d aufgelöst, wodurch die Schaltung nach Abb. 3 erreicht wird. Durch Umlegen der Umschalter a auf den rechten Kontakt werden die Widerstände A, B, C kurzgeschlossen und wirkungslos gemacht, so daß also die reine Dreieckschaltung gemäß Abb. 4 entsteht. Die Schaltergruppe b kann nun geöffnet werden, ohne daß dies eine Wirkung auf den Vorgang des Anlassens hat. UX, L ' Y, W Z are the motor windings, a is a switch group and b is a switch group, the levers of which are connected to one another. The winding UX is connected to the phase line R and the windings V Y and WZ are connected to the lines S and T. The changeover switches a are designed according to linl @ ß and connect the terminals XYZ in a star. If the main switch s is closed, the motor windings are connected in star. Before switching off the star-connected motor, a transition position is created by closing switch group b, in which the resistors C, A, B are connected in parallel to the motor windings UX, h Y, WZ (Fig. 2). Then the changeover switches a are opened and thus the star point d is dissolved, whereby the circuit according to Fig. 3 is achieved. By switching the changeover switch a to the right contact, the resistors A, B, C are short-circuited and rendered ineffective, so that the pure delta connection according to Fig. 4 is created. The switch group b can now be opened without this having any effect on the starting process.

Der Anlaßvorgang kann dadurch erleichtert und vereinfacht werden, daß man die Schaltergruppen a und b kinematisch miteinander verbindet. Der Anlasser kann hierbei zweckmäßig als Walzenschalter an sich bekannter Art ausgeführt werden.The starting process can be facilitated and simplified in that the switch groups a and b are kinematically connected to one another. The starter can expediently be designed as a roller switch of a type known per se.

Die Schaltbilder nach den Abb. 6 bis 9 zeigen eine andere Anordnung der Schaltung. Aus der Sternschaltung nach Abb.6 ergibt sich die erste Übergangsstellung (Abb. 7), in-(lern zwischen Sternpunkt und Motorwicklungen U X, V Y, W Z Widerstände A, B, C eingeschaltet werden. In der zweiten Übergangsstellung nach Abb.8 ist durch eine Überbrückung die äußere Klemme jeder Wicklung mit der inneren Klemme einer benachLarten Wicklung verbunden. Wird nun der Sternpunkt aufgelöst, so ist reine Dreieckschaltung gemäß Abb. 9 erreicht.The circuit diagrams according to Figs. 6 to 9 show a different arrangement of the circuit. The star connection according to Fig. 6 results in the first transition position (Fig. 7), in (learning between the star point and motor windings UX, V Y, WZ resistors A, B, C are switched on. In the second transition position according to Fig the outer terminal of each winding is connected to the inner terminal of an adjacent winding by means of a bridge.

In Abb. io ist eine Vorrichtung zum Ausführen der Schaltung dargestellt, die für das Anlassen des Motors besonders bequem ist. Durch Auslegen des Steuerhebels. in die eine i Endlage wird Sternschaltung herbeigeführt vnd beim Loslassen des Hebels erfolgt über die beiden LTbergangsstellungen selbsttätig das Umschalten auf Dreieck. Der Bedienende braucht sich also, nachdem er durch Auslegen des Hebels Sternschaltung herbeigeführt hat, nicht weiter um den Anlaßvorgang zu kümmern. Die Zeit, in welcher das selbsttätige ÜLerschalten auf die einzelnen Stellungen erfolgt, kann dabei beliebig kurz gewählt werden.In Fig. Io a device for executing the circuit is shown, which is particularly convenient for starting the engine. By laying out the control lever. In one end position, a star connection is brought about and when the lever is released takes place over the two transition positions automatically switch over on triangle. The operator needs himself after he has opened the lever Star connection has brought about not worrying about the starting process. the Time in which the automatic switching to the individual positions takes place, can be chosen as short as desired.

Um den Schaltvorgang übersichtlich zu machen, ist in Abb. io der Walzenschalter, der aus zwei voneinander abhängigen Schaltw alzen D und E besteht, abgewickelt, und zwar in der Ausschaltstellung dargestellt. Der Steuerhebel ist durch einen Handgriff Ja ersetzt.In order to make the switching process clear, the roller switch, which consists of two interdependent switching rollers D and E, is shown in the switch-off position in Fig. The control lever is replaced by a handle Yes .

Die Schaltwalze ist mit Federn f und g so verbunden, daß sie von diesen immer in die Mittellage geführt wird, wenn der Steuerhel:el bzw. der Handgriff lt losgelassen wird. Die Nebenwalze E wird dagegen durch Mitriehmer i, und i2 an der Walze D mittels des Mitnehmerstiftes k nachgeschleppt.The shift drum is connected to springs f and g in such a way that it is always brought into the central position by these springs when the Steuerhel: el or the handle lt is released. The secondary roller E, on the other hand, is dragged along by the driver i and i2 on the roller D by means of the driver pin k.

Wird der Schaltkörper D nach oben geschoben, bis der der Stellung i entsprechende Kontaktbelag mit dem Kontaktbelag der Walze E in einer Linie steht, so berührt der Mitnehmer il den Stift k und nimmt beim weiteren Verschieben des Schaltkörpers D die Schaltwalze E mit, bis deren Kontaktbelag mit den Kontaktlämmern in Berührung kommt. Dann ist Sternschaltung herbeigeführt. Die Federn f sind bei diesem Vorgang gespannt worden. Wird nun der Handgriff h losgelassen, so kehrt der Schaltkörper D über zwei Übergangsstellungen 2 und 3 in seine Mittellage d. zurück. In Stellung 2 -besteht noch Sternschaltung, aber es sind den Motorwicklungen L' X, V Y, W Z noch die Widerstände C, A, B parallel geschaltet. In Stellung 3 ist der Sternpunkt aufgelöst, und derWiderstand C ist zwischen die Klemmen Ü und Z, die Widerstände A und B zwischen die Klemmen V und X bzw. W und Y geschaltet. In Stellung d., der Mittelstellung, sind die Widerstände kurzgeschlossen und damit reine Dreieckschaltung herbeigeführt. Die Federn f sind in dieser Stellung entspannt und der Mitnehmer i2 kommt mit dem Mitnehmerstift k gerade in Berührung, ohne jedoch eine Ausschaltbewegung von E zu veranlassen.If the switch body D is pushed up until the contact layer corresponding to position i is in line with the contact layer of the roller E, the driver il touches the pin k and, as the switch body D moves further, takes the switch drum E with it until its contact layer comes into contact with the contact lambs. Then star connection is established. The springs f have been tensioned during this process. If the handle h is now released, the switch body D returns to its central position d via two transition positions 2 and 3. return. In position 2 there is still a star connection, but the motor windings L ' X, V Y, WZ still have the resistors C, A, B connected in parallel. In position 3 the star point is resolved and the resistor C is connected between the terminals Ü and Z, the resistors A and B between the terminals V and X or W and Y. In position d., The middle position, the resistors are short-circuited, thus creating a pure delta connection. The springs f are relaxed in this position and the driver i2 just comes into contact with the driver pin k without, however, causing E to switch off.

Um den Motor abzuschalten, wird der Handgriff Ir unter Spannen der Federn g nach unten gezogen. Dabei nimmt der Mitnehmer i. den Stift k und damit die Walze E mit und bringt die Kontaktbeläge beider Walzen außer Berührung mit den Kontakthämmern. \Tach Loslassen des Handgriffs führen die Federn g die Schaltwalze D wieder in die gezeichnete Mittellage zurück und entspannen sich, der Schaltkörper E bleibt aber außer Berührung mit den Kontakthämmern.In order to switch off the motor, the handle Ir is tightened while the Springs g pulled down. The driver takes i. the pen k and with it the roller E with and brings the contact pads of both rollers out of contact with the Contact hammers. \ After releasing the handle, the springs guide the shift drum D back into the drawn central position and relax, the switch body However, E remains out of contact with the contact hammers.

Die gleiche Schaltung kann natürlich auch angewendet werden, wenn nicht ein Motor von Stern auf Dreieck, sondern ein Generator von Dreieck auf Stern oder umgekehrt geschaltet wird.The same circuit can of course also be applied, though not a motor from star to triangle, but a generator from triangle to star or vice versa.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit for starting three-phase motors using Star-delta connection without power interruption, characterized in that before disconnection of the star-connected motor in two transition positions resistances between the motor windings are switched, after which by bypass switch and through Dissolution of the star point brought about a pure delta connection of the motor windings will.

2. Embodiment according to claim i, characterized in that initially parallel a resistor is placed on each of the star-connected motor windings, whereupon by dissolving the star point each resistor with an adjacent winding connected in series and then short-circuited (Fig. i to 5) °.

3rd embodiment according to claim i, characterized in that between the star point and the motor windings a resistor is switched each and then the bridging switch the outer pole connect each winding to the inner pole of an adjacent winding, whereupon the star point is resolved (Fig. 6 to 9). Device for carrying out the circuit according to claim i to 3, in which, after the control lever has been extended in the direction for Starting and then releasing an automatic over-switching of the star takes place on triangle, characterized in that in the automatically occurring Returning the control lever, the two transfer circuits and the operating circuit (Delta connection) (Fig. Io).