DE432873C

DE432873C - Arrangement for the synchronization of three-phase motors, the secondary winding of which is connected in delta during starting

Info

Publication number: DE432873C
Application number: DES69917D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Michael Liwschitz
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1923-08-25
Filing date: 1923-08-25
Publication date: 1926-08-18

Description

Anordnung zur Synchronisierung von Drehstrommotoren, deren Sekundärwicklung während des Anlassens in Dreieck geschaltet ist. Bei synchronisierten Asynchronmotoren, die als normale Asynchronmotoren mit Phasenwicklung im Sekundärkreis ausgebildet sind und die für die Synchronisierung mit Gleichstrom erregt werden, tritt bekanntlich die Schwierigkeit auf, daB bei der gebräuchlichen durch die AnlaBspannung bedingten Ausführung der Läuferwicklung die- beim synchronen Lauf für die Gleichstromerregung nötige Spannung viel zu gering ausfällt. :Namentlich bei größeren Motoren wird infolgedessen der Erregerstrom groß, und man erhält Erregermaschinen mit sehr großen Kommutatoren. Es ist nun bereits eine Anordnung bekannt, bei der zur Vermeidung dieses übelstandes die Sekundärwicklung des Induktionsmotors während des Anlaufes in Dreieck und während des synchronen Betriebes in Stern geschaltet ist und in der üblichen Weise mit zwei Enden an denn einen Pol, mit dem dritten Ende an den zweiten Pol der Gleichstromquelle angeschlossen ist. Bei einer derartigen Umschaltung wird gegenüber dem Anlassen in Sternschaltung und entsprechender Gleichstromerregung die Gleichstromerregerspannung im Verhältnis i : j/3 heraufgesetzt bzw. der Erregergleichstrom im selben Verhältnis vermindert. Diese Erhöhung der synchronen Erregerspannung reicht nun in vielen Fällen noch nicht aus. Um die Spannung noch weiter zu vergrößern, ist es bekannt, die Wicklung außerdem in den Phasen in mehrere Zweige aufzulösen und diese Zweige beim Anlassen parallel zu schalten, für die Gleichstromerregung hingegen hintereinander. Eine derartige Umschaltung bedingt aber teure Schaltapparate. Befindet sich die Sekundärwicklung außerdem im Läufer, dann ist diese Umschaltung wegen der vielen Schleifringe technisch nicht durchführbar.Arrangement for the synchronization of three-phase motors, their secondary winding is connected in delta during cranking. With synchronized asynchronous motors, which are designed as normal asynchronous motors with phase winding in the secondary circuit and which are excited for synchronization with direct current occurs, as is well known The difficulty arises that the usual ones are caused by the starting voltage Execution of the rotor winding for the DC excitation in the case of synchronous operation required voltage is far too low. : Especially with larger ones As a result, the excitation current becomes large for motors, and excitation machines are obtained with very large commutators. It is now already known an arrangement in which to avoid this inconvenience the secondary winding of the induction motor during switched in delta during start-up and in star during synchronous operation and in the usual way with two ends at one pole, with the third End is connected to the second pole of the DC power source. With such a Switching is compared to starting in star connection and corresponding DC excitation the DC excitation voltage is increased in the ratio i: j / 3 or the excitation direct current decreased in the same proportion. This increase in the synchronous excitation voltage is sufficient now in many cases not yet finished. To add even more tension, it is known to also split the winding into several branches in the phases and to connect these branches in parallel when starting, for DC excitation however, one after the other. Such a switchover requires expensive switching equipment. If the secondary winding is also in the rotor, then this is switching technically not feasible because of the many slip rings.

Die Erfindung betrifft nun eine Anordnung zur Synchronisierung von Drehstrommotoren, bei der die Sekundärwicklung des Motors während des Anlassens ebenfalls in Dreieck geschaltet ist, bei der aber erfindungsgemäß für den synchronen Lauf die Gleichstromquelle in die Dreieckwicklung eingeschaltet ist und die eine Phase der Dreieckwicklung gegenüber den beiden anderen umgekehrten Wicklungssinn besitzt. Diese Anordnung hat gegenüber der oben geschilderten bekannten den Vorteil, daß der Widerstand der Sekundärwicklung gegenüber der üblichen Sternschaltung doppelt so groß ist, so daß auch eine doppelt so große Erregerspannung erforderlich ist. Außerdem besitzt die neue synchrone Schaltung gegenüber der bekannten eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Amperewindungen, und es kann dementsprechend der Erregerstrom im Verhältnis 2 : 1,5 herabgesetzt werden. Infolge des verminderten Erregerstromes fällt dann auch der Kommutator der Erregermaschine kleiner aus. Diese Verminderung des Erregerstromes hat noch den weiteren Vorteil, daß auch der Querschnitt der Sekundärwicklung des Motors im gleichen Verhältnis herabgesetzt werden kann, so daß der Drehstrommotor billiger wird. Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, daß man für die Umschaltung mit fünf Schleifringen auskommt und nur einen zweipoligen Umschalter benötigt.The invention now relates to an arrangement for synchronizing Three-phase motors, in which the secondary winding of the motor during starting is also connected in delta, but according to the invention for the synchronous Run the DC power source in the delta winding is turned on and the one Phase of the triangle winding opposite the other two winding directions owns. This arrangement has the advantage over the known above-mentioned that the resistance of the secondary winding is double compared to the usual star connection is so large that an excitation voltage that is twice as large is required. In addition, the new synchronous circuit has a better one than the known one Utilization of the existing ampere turns, and it can adjust the excitation current accordingly can be reduced in a ratio of 2: 1.5. As a result of the reduced excitation current then the commutator of the exciter is also smaller. This diminution the excitation current has the further advantage that the cross section of the secondary winding of the motor can be reduced in the same ratio, so that the three-phase motor gets cheaper. Another advantage of the new arrangement is that for the changeover gets by with five slip rings and only one two-pole changeover switch needed.

Die Umschaltung wird zweckmäßig so durchgeführt, däß nach dem Kurzschließen des Motoranlassers die Gleichstromerregung in die eine Phase der Dreieckwicklung ohne Unterbrechung des sekundären Belastungsstromes durch öffnen eines Kurzschlußschalters eingeschaltet wird und daß gleichzeitig oder später die Dreieckwicklung ohne Unterbrechung des Erregergleichstromes auf die endgültige Schaltung, bei der eine. Phase der Dreickwicklung umgekehrten Wicklungssinn besitzt, umgeschaltet wird. Eine derartige Durchführung der Schaltung ist wichtig, da die belastete Maschine sonst zum Stillstand kommen könnte.The switchover is expediently carried out in such a way that after the short-circuiting of the motor starter the DC excitation in one phase of the delta winding without interrupting the secondary load current by opening a short-circuit switch is switched on and that at the same time or later the delta winding without interruption of the excitation direct current on the final circuit, in which a. Triangle winding phase has the opposite direction of winding, is switched. Such an implementation the circuit is important, otherwise the loaded machine will come to a standstill could.

In den Abb. i bis q. der Zeichnung ist die neue Anordnung an einem Beispiel veranschaulicht. Abb. i zeigt die Anordnung der Verbindungen zwischen der Sekundärwicklung des Motors, den Schleifringen, dem Umschalter sowie die Einschaltung der Gleichstromerregermaschine.In Figs. I to q. the drawing is the new arrangement on one Example illustrates. Fig. I shows the arrangement of the connections between the Secondary winding of the motor, the slip rings, the changeover switch and the switch-on the DC exciter.

Abb. 2 zeigt das Schaltbild nach dem Kurzschließen des Anlassers und nach der vorläufigen Einschaltung der Gleichstromerregung. Abb.3 zeigt die Anordnung der Verbindungen während der Umschaltung, und Abb.q. zeigt schließlich die vollendete Schaltung während des synchronen Betriebes.Fig. 2 shows the circuit diagram after short-circuiting the starter and after the temporary activation of the DC excitation. Fig.3 shows the arrangement of the connections during the switchover, and Fig.q. finally shows the accomplished Switching during synchronous operation.

In Abb. i sind i, 2 und 3 die drei Phasen der Dreieckwicklung. Ihre Enden u bis z führen zu den fünf Schleifringen 8 bis i2. Die Enden v und x der Phasen i und 3 sind dabei an einem gemeinsamen Schleifring 8 angeschlossen. Von den Schleifringen führen die Verbindungen einerseits zu dem Motoranlasser 6, andererseits zu dem zweipoligen Umschalter 13. Die für die synchrone Erregerschaltung umzukehrende Phase 2 der Dreieckwicklung ist mit den Enden w, z mit dem Umschalter 13 verbunden, ebenso sind die der Phase. 2 zugekehrten Enden u, y der beiden andern Phäsen i und 3 über die Schleifringe 9, io mit dem Umschalter verbunden. Die Enden der umzukehrenden Phase 2 liegen dabei an den beiden oberen Kontakten w, z des Umschalters, während die Enden u und y der Phasen i und 3 an die Drehpunkte u, y der beiden Schaltmesser des Umschalters angeschlossen sind. Werden die Schaltmesser an die oberen Kontakte z, w angelegt, so sind die drei Phasen in normaler Dreieckschaltung, liegen die Schaltmesser an den unteren Kontakten, so ist die Phase 2 in die frühere Dreieckschaltung mit verkehrtem Wicklungssinn eingeschaltet. Die Enden v, x der Phasen i und 3 sind, wie bereits erwähnt, unmittelbar auf der Läuferwicklung miteinander verkettet. Der Verkettungspunkt steht, über den Schleifring 8 und über die Zuleitung 15 mit dem mittleren Zweig des Motoranlassers 6 in Verbindung. In der Zuleitung 15 liegt der Schalter s2. Der linke Zweig des Anlassers steht mit Hilfe der Zuleitung 16 mit dem Ende w der umzukehrenden Phase 2 dauernd in Verbindung. Ebenso ist der rechte Zweig des Anlassers über die Zuleitung 14 dauernd mit dem Ende u der Phase i verbunden. Zwischen dieser Verbindung und dem Schleifring 9 ist in dem Stromkreis der Phase i, durch einen Kurzschlußschalter s, überbrückt, die Gleichstromerregung 7 eingeschaltet.In Fig. I, i, 2 and 3 are the three phases of the triangular winding. Their ends u to z lead to the five slip rings 8 to i2. The ends v and x of phases i and 3 are connected to a common slip ring 8. The connections lead from the slip rings to the motor starter 6 on the one hand, and to the two-pole changeover switch 13 on the other. 2 facing ends u, y of the other two phases i and 3 connected to the changeover switch via slip rings 9, io. The ends of phase 2 to be reversed lie on the two upper contacts w, z of the switch, while the ends u and y of phases i and 3 are connected to the pivot points u, y of the two switch blades of the switch. If the switch blades are applied to the upper contacts z, w, the three phases are in the normal delta connection, if the switch blades are connected to the lower contacts, then phase 2 is switched on in the previous delta connection with the wrong winding direction. The ends v, x of phases i and 3 are, as already mentioned, linked to one another directly on the rotor winding. The interlinking point is connected to the middle branch of the motor starter 6 via the slip ring 8 and via the supply line 15. The switch s2 is in the supply line 15. The left branch of the starter is permanently connected to the end w of the phase 2 to be reversed with the aid of the supply line 16. Likewise, the right branch of the starter is permanently connected to the end u of phase i via lead 14. The direct current excitation 7 is switched on between this connection and the slip ring 9 in the circuit of phase i, bridged by a short-circuit switch s.

Die Synchronisierung des Drehstrommotors vollzieht sich nun auf folgende Weise: Die Schaltrnesser des Umschalters 13 sind zunächst an die oberen Kontakte z, w angeschlossen. Die Sekundärwicklung ist dann in normaler Weise in Dreieck geschaltet, und der Motor wird mittels des Anlassers 6 angelassen. Der Schalter s1 ist dabei ebenso wie der Schalter s2 zunächst geschlossen. Die Gleichstromerregung 7 ist also während des Anlassens ausgeschaltet. Nach dem Hochlaufen des Motors wird der Schalter s1 geöffnet, und es fließt ein Gleichstrom in der Phase i über den Kurzschließer des Anlassers, und der Motor geht in den Synchronismus über. Für die Umkehrung der Phase 2 wird hierauf der Umschalter nach unten umgelegt. Da die Phase i mit dem Ende u dauernd an die Zuleitung 14 des kurzgeschlossenen Anlassers angeschlossen ist, wird die Gleichstromerregung auch bei geöffnetem Umschalter nicht unterbrochen. Abb. 3 zeigt das Schaltbild bei geöffnetem Umschalter. Das Ende w der umzukehrenden Phase 2 bleibt, wie schon erwähnt, ständig mit der Zuleitung 16 in Verbindung. Man erreicht daher durch das Umschalten, daß die beiden Anlasserverbindungen 14 und 16 zusammenfallen. Abb. 4. zeigt das Schaltbild nach der Umkehrung der Phase 2. Für die endgültige Erregerschaltung wird zum Sehluß der Schalter s2 geöffnet. Der Gleichstrom fließt nunmehr durch alle drei hintereinandergeschalteten Phasen.The three-phase motor is now synchronized as follows Way: The Schalttrnesser of the switch 13 are first to the upper contacts z, w connected. The secondary winding is then connected in the normal way in delta, and the engine is started by means of the starter 6. The switch s1 is included just like the switch s2 initially closed. The DC excitation 7 is so switched off during starting. After the engine has started up, the switch s1 open, and a direct current flows in phase i via the short-circuiter of the starter, and the engine goes into synchronism. For reversing the Phase 2 is then toggled down the switch. Since the phase i with the End u permanently connected to lead 14 of the short-circuited starter the DC excitation is not interrupted even when the changeover switch is open. Fig. 3 shows the circuit diagram with the changeover switch open. The end is the one to be reversed As already mentioned, phase 2 remains in constant contact with supply line 16. Man therefore achieved by switching that the two starter connections 14 and 16 coincide. Fig. 4. shows the circuit diagram after reversing phase 2. For the final excitation circuit, switch s2 is opened to close. Of the Direct current now flows through all three phases connected in series.

Trotzdem bei der Einschaltung der Gleichstromerregung der Gleichstrom zunächst nur in der einen Phase fließt, geht der Läufer doch in den Synchronismus über, da infolge des geringeren Widerstandes der einen Phasegegenüber der endgültigen Schaltung der Erregerstrom entsprechend größer ist.Nevertheless, when the DC excitation is switched on, the DC current initially only flows in one phase, the runner goes into synchronism over, because as a result of the lower resistance of one phase compared to the final one Circuit the excitation current is correspondingly larger.

Der Kurzschlußschalter für die Gleichstrornerregung s1 kann mit dem Umschalter 13 zu einem einzigen dreipoligen Schalter vereinigt werden. Die Erregung mit Gleichstrom und das Synchronisieren erfolgt dann nicht in der Anlaufstellung, sondern in der Mittelstellung dieses vereinigten Schalters.The short-circuit switch for the DC excitation s1 can with the Changeover switch 13 can be combined into a single three-pole switch. The excitement with direct current and synchronization does not take place in the start-up position, but in the middle position of this combined switch.

Claims

PATENT CLAIMS-i. Arrangement for synchronizing three-phase motors, whose secondary winding is connected in delta during starting, thereby characterized in that for the synchronous run of the winding sense of a phase of the Direct current in series traversed triangular phases opposite to the other two is.

2. The method of arrangement according to claim i, characterized in that according to the short-circuiting of the motor starter (6) the direct current excitation (7) in the one Phase of the delta winding (i) without interruption of the secondary load current is switched on by opening a short circuit switch (s,) and that at the same time or afterwards the triangular winding while maintaining both connections between the motor starter and phase (i) containing the DC excitation will.

3. Arrangement for carrying out the method according to claim 2, characterized in that the phase to be reversed (2) and the ends (2c, y) of the other two phases facing it are connected to a two-pole changeover switch (13) and that apart from the permanently closed Interlinking point (v, x) of the triangular winding - in whose connection line to the starter there is a switch (s2), the open end (u) of the phase containing the excitation and the end (w) of the reversible phase with the starter that faces away from this end in the delta connection are permanently connected. 4 .. Arrangement according to claim i to 3, characterized in that the short-circuit switch for the DC excitation is combined with the changeover switch to form a switch, expediently in such a way that both open at the same time.