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Verfahren zur Synchronisierung von Drehstrommotoren. 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, daß bei der gebräuchlichen, durch die Anlaßspannung
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 raun bereits eine Anordnung bekannt, bei der zur Vermeidung
dieses L%elstandes 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 dem 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 r :1/3 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.
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Es ist nun anderseits auch bereits eine Schaltung zur Gleichstromerregung
der Sekundärwicklung eines synchronisierten Asynchronmotors bekannt, bei der nur
zwei Phasen der Sekundärwicklung in Gegeneinanderschaltung an die Gleichstromquelle
angeschlossen sind. Diese Anordnung hat gegenüber der oben geschilderten den Vorteil,
daß der Widerstand der Sekundärwick= lang gegenüber der üblichen Sternschaltung
um 1f3 höher ist, so daß auch eine entsprechend höhere Erregerspannung erforderlich
ist. Da außerdem die beiden gegeneinandergeschalteten Phasen eine bessere Ausnutzung
der Amperewindungen als bei der Sternschaltung ergeben, so kann auch der Erregerstrom
etwa im Verhältnis 7 :6 herabgesetzt werden. Dementsprechend wird auch der Kommutator
der Erregermaschine kleiner. Entsprechend der Herabsetzung des Erregerstromes ist
für die Sekundärwicklung außerdem ein geringerer Querschnitt erforderlich, so daß
auch der Drehstrommotor billiger ausfällt. Ein, weiterer Vorteil dieser Anordnung
besteht darin, daß man die dritte nicht Strom führende Phase, wie dies ebenfalls
bereits bekannt ist, kurzschließen kann, so daß sie als Dämpferwicklung für den
synchron laufenden Motor dient.-Die Erfindung betrifft nun ein besonders zweckmäßiges
Verfahren zur Synchronisierung von Drehstrommotoren, deren Sekundärwicklung während
des Anlassens im Dreieck geschaltet ist, während beim synchronen Lauf die Gleichstromquelle
zwei gegeneinandergeschaltete Phasen der Sekundärwicklung erregt. Erfindungsgemäß
wird nach dem Kurzschließen des Motoranlassers die Gleichstromerregung zwischen
zwei Phasen der Dreieck-,vickdung' ohne Unterbrechung des sekundären Belastungsstromes
durch Öffnen eines Kurzschlußschalters eingeschaltet, und die Dreieckwicklung wird
unter Aufrechterhaltung der beiden Verbindungen der die Gleichstromerregung enthaltenden
Dreieckphase mit dem Motoranlasser auf die Gegeneinanderschaltung zweier Phasen
umgeschaltet, worauf die synchrone Schaltung durch Lösung der unmittelbaren Verbindung
des anderen Endes der Erregerphase mit dem Anlasser (durch öffnen eines Schalters
s2) hergestellt wird. Eine derartige Durchführung der Schaltung beim Übergang vom
asynchronen in den synchronen Zustand ohne Unterbrechung des für die Erzeugung des
Drehmomentes erforderlichen Sekundärstromes ist wichtig, da die belastete Maschine
sonst zum Stillstand kommen könnte.
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In den Abb. i bis q. der Zeichnung und der folgenden Beschreibung
ist das neue Synchronisierungsverfahren an einem Beispiel erläutert. Abb. i zeigt
die Anordnung der Verbindungen zwischen der Sekundärwicklung des Motors, den Schleifringen,
dem Umschalter und dem Anlasser sowie die Einschaltung der Gleichstromerregermaschine.
Abb. 2 zeigt das Schaltbild nach Vollendung des Anlaßvorganges und nach dem Einschalten
der Gleichstromerregung. Abb. 3 zeigt das Schaltbild währen der Umschaltung, und
Abb. q. zeigt das Schaltbild nach Vollendung des Anlaßvorganges während des synchronen
Betriebes.
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In Abb. i sind i, 2 und 3 die drei Phasen der Dreieckwicklung. Ihre
Enden u bis z
führen zu den sechs Schleifringen q.. Von hier führen
die Verbindungen zu dem 3poligen Umschalter 5. An die drei oberen Kontakte 2t,
x und w des 3poligen Umschalters ist der Motoranlasser 6 angeschlossen.
Phase i der Dreieckwicklung ist mit .ihren Emilen 2t, x an die beiden entsprechenden
oberen Kontakte u, x des Umschalters angeschlossen. In der Zuleitung dieser Phase
zum Kontakt u liegt durch einen Kurzschlußschalter s' überbrückt die Gleichstromerregung
7. Phase :2 liegt mit dem einen Ende w an dem entsprechenden rechten oberen Kontakt,
mit dem anderen Ende z an dem Drehpunkt z des linken Schaltmessers (mittlere Kontaktgruppe).
Phase 3 liegt mit ihren Enden y, v an den Drehpunkten y, v
des mittleren
und des rechten Schaltmessers. Nach der Umschaltung liegen die Schaltmesser an den
drei unteren Kontakten, von denen die beiden äußeren, die mit x1 und mit v, bezeichnet
sind, mit den entsprechenden Kontal@ten x und v an der oberen und mittleren Kontaktgruppe
in Verbindung stehen (gestrichelt gezeichnet), während der ,mittlere untere Kontakt
ohne Verbindung ist. Dadurch ergibt sich die synchrone Schaltung. In der Zuleitung
vom mittleren oberen Kontakt x zum Anlasser 6 liegt der Schalter s2.
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Die Synchroniserung des Drehstrommotors vollzieht sich nun auf folgende
Weise: Die Schaltmesser des Umschalters 5 sind zunächst an die oberen Kontakte ic,
x, zel angeschlossen. Die Sekundärwicklung ist dann in Dreieck geschaltet,
und der Motor wird mittels des Anlassers 6 in der üblichen Weise angelassen. Der
Schalter S1 ist dabei ebenso wie der Schalter S; zunächst geschlossen. Die Gleichstromerregung
7 ist also während des Anlassems ausgeschaltet. Nach dem Hochlaufen des Motors wird
der Schalter Si geöffnet, und es fließt ein Gleichstrom in der Phase i über den
Kurzschließer des Anlassers, und der Motor geht in den Synchronismus über. Abb.
a zeigt das entsprechende Schaltbild. Hierauf wird der Umschalter 5 nach unten umgelegt.
Für kurze Zeit sind die Verbindungen der einzelnen Phasen gemäß Abb. 3 unterbrochen.
Da aber die Phase i über die beiden oberen Kontakte is und x unmittelbar
mit dem kurzgeschlossenen Anlasser verbunden ist, so wird die Gleichstromerregung
auch bei geöffnetem Umschalter nicht unterbrochen. Nach dem Anlegen der Schaltmesser
an die unteren Kontakte ergibt sich dann (las Schaltbild gemäß Abb.4 der Zeichnung,
nachdem die Phase 3 von den iibrigen Phasen abgetrennt und kurzgeschlossen ist.
Es fließt auch jetzt der Erregergleichstrom zunächst nur in der Phase i. Für die
endgültige Gleichstromerregerschaltung, bei der der Erregerstrom durch die beiden
gegeneinandergeschalteten Phasen i und a fließt, wird schließlich der SchalterS2
geöffnet.
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Trotzdem bei der Einschaltung der Gleichstroinerregung der Gleichstrom
zunächst nur in der einen Phase fließt, geht der Läufer doch in den Synchronismus
über, da infolge des geringeren Widerstandes der einen Phase gegenüber der endgültigen
Schaltung der Erregerstrom entsprechend größer ist.
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Der Kurzschlußschalter für die Gleichstromerregung S, kann mit dem
Umschalter 5 zu einem einzigen 4poligen Schalter vereinigt werden. Die Erregung
mit Gleichstrom und das Synchronisieren erfolgt dann nicht in der Anlaufstellung,
sondern in der Mittelstellung dieses vereinigten Schalters.