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Schalteinrichtung für zwei in Kaskade und parallel schaltbare Drehstrom-Asynchronmotoren.
Bei Benutzung von zwei mit einer Arbeitsmaschine direkt oder indirekt gekuppelten
Drehstrom-Asynchronmotoren, deren Steuerung so ausgebildet ist, daß die Motoren
zunächst in Kaskade geschaltet werden, um eine Regulierung auf die halbe synchrone
Drehzahl mit möglichst geringem Stromverbrauch herbeizuführen, dann aber ein Parallelschalten
zum Zwecke der Beschleunigung auf volle Geschwindigkeit stattfindet, ergeben sich
für den Übergang von Kaskade- auf Parallelschaltung, und zwar besonders beim Zurückschalten
von Parallelschaltung auf Kaskadenschaltung, Schwierigkeiten für einen stoßfreien
Betrieb, die sich mit der Größe der Massen des Triebwerkes und der angetriebenen
Maschine steigern. Bekanntlich wird eine Kaskade durch Widerstände im Rotorkreis
des Hintermotors geregelt, während der Ständer vom Rotor des Vordermotors gespeist
wird. Hat der Kaskadensatz nach Kurzschließen des Regelwiderstandes im Hintermotor
seine Höchstdrehzahl, d. h. die halbe synchrone Drehzahl, erreicht, entsprechend
einer Rotorspannung der Hintermaschine von nahezu o, so muß bei Herstellung der
Parallelschaltung beider Motoren der gesamte Anlaßwiderstand wieder an den Rotor
des Hintermotors gelegt werden, damit dieser Motor, dessen Läufer jetzt wieder die
halbe Stillstandspannung bekommt, keinen unzulässigen Stromstoß erhält. Zum Zwecke
der weiteren Beschleunigung auf etwa synchrone Drehzahl wird dann der Widerstand
in normaler Weise wieder kurzgeschlossen. Der Vordermotor erhältw bei Parallelschaltung
ebenfalls Anlaßwiderstand, der gleichzeitig mit dem des Hintermotors geregelt wird.
Diese Schaltung ergibt beim Einschalten der Steuerwalze von o aus keinerlei Schwierigkeiten.
Wird nun die Steuerwalze von der letzten Stellung für Parallelschaltung schnell
auf die erste Stellung für Parallelschaltung zurückgeführt, so daß die Widerstände
wieder in die Läuferkreise der beiden Maschinen gelegt werden, so laufen die Motoren,
solange die lebendige Kraft der in Bewegung befindlichen Massen des Antriebes wirkt,
ungetrennt weiter, und es findet nur eine Schwächung des Antriebsmomentes durch
Einschaltung von Widerständen in den Läuferkreisen statt. Es wird also bei schnellem
Schalten keine wesentliche Bremsung erzielt werden, so daß die Umschaltung auf Kaskade
beim Übergehen auf die erste Walzenhälfte bei einer Drehzahl der Motoren erfolgt,
die noch weit über der halben synchronen Drehzahl, d. h. der Eigendrehzahl der Kaskade,
liegt. Da das Einschalten der Ka.skade
aber bei kurzgeschlossenem
Widerstand im Hintermotor erfolgt, so muß sich naturgemäß ein höherer Stromstoß,
verbunden mit einem heftigen Bremsstoß, für das Triebwerk ergeben.
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Gemäß der Erfindung werden nun diese Nachteile dadurch beseitigt,
daß man auf der Steuerwalze für den Übergang von Kaskade- auf Parallelschaltung
besondere Zwischenstellungen anordnet, bei denen eine Kontaktanordnung zum .erneuten
Einschalten der Anlaßwiderstände für den Hintermotor vorgesehen ist, daß aber diese
Widerstände beim Einschalten der Steuerwalze durch bekannte Einrichtungen, wie Hilfswalze,
Schützschaltung u. dgl., wirkungslos gemacht werden und der Widerstandskurzschluß
auf den Zwischenstellungen aufrechterhalten bleibt. Beim Zurückschalten der Steuerwalze
treten die Widerstände auf diesen Zwischenstellungen jedoch in Wirkung und verhüten
einen Stromstoß auf die Kaskade.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das deren Anwendung auf Umkehrbetriebe ersichtlich macht. Die Steuerwalze ist nur
für die eine Drehrichtung dargestellt, da sie bis auf Kontakte c und d zum Schalten
der Ständerschütze c und d symmetrisch ist. Beim Einschatten der Steuerwalze wird
durch das Ständerschütz d (oder c) der Ständer des Vordermotors a ans Netz gelegt.
Gleichzeitig werden durch das Schütz/ die Verbindungsleitungen des Vordermotors
zum Ständer des Hintermotors b hergestellt. Der Stromkreis für die Schützenspule
f verläuft von der Netzleitung R über die durch Kontakte der Steuerwalze überbrückten
Kontaktfinger R und f, die Schützenspule i zur Netzleitung T. Die Motorena
und b sind also in Kaskade geschaltet. Auf den Stellungen i bis ¢ der Walze werden
zunächst die Widerstände r' bis auf einen geringen Betrag kurzgeschlossen. Auf Stellung
¢ wird die Hilfswalze k durch bekannte Mittel in ihre geschlossene Lage (Stellung
i) gebracht und auf den Stellungen q. bis 7 in dieser Lage gehalten, so daß die
auf diesen Stellungen angeordnete Widerstandstreppe ohne Wirkung bleibt, da die
Hilfswalze die Widerstände Y'1 Y'll, Y'@4 Y@Ei und r'84-r'al kurzschließt. Beim
Überschatten von Stellung 7 auf Stellung 8 fällt das Schütz/ ab und hebt die Kaskadenschaltung
auf, während kurz darauf durch Schließen des Schützes e die Parallelschaltung hergestellt
und durch das Schütz g der Anlaßwiderstand Y an .den Läufer des Motors a angeschlossen
wird. Auf den Stellungen 9 bis 13 werden nunmehr die Widerständen und r' kurzgeschlossen,
so daß sich die beiden Motoren auf ihre volle Drehzahl beschleunigen können. Schaltet
man nun von den Stellungen 13 bis 9 wieder auf die Kaskadenschaltung zurück, so
steht die Hilfswalze k in Stellung z, und der Kurzschluß des Widerstandes r' ist
aufgehoben. Man kann also jetzt aus voller Drehzahl auf die Stellung 7 zurückschalten,
ohne daß ein stärkerer Stromstoß entsteht, weil auf Stellung 7 der Widerstand r'
am Läufer des Motors b liegt. Durch Zurückschalten auf Stellung q. kann dann. die
Geschwindigkeit auf die halbe synchrone Drehzahl stoßfrei vermindert werden; während-
dieser Zeit läuft die Kaskade übersynchron und liefert in Nutzbremsung Strom an
das Netz zurück.
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Bei unaufmerksamer Bedienung der Walze könnte der Führer übermäßig
lange auf der Stellung 7 stehenbleiben und dabei die Drehzahl. ,auf eine wesentlich
unter der halben synchronen Drehzahl liegende Geschwindigkeit, nämlich die Geschwindigkeit
der Stellung i, herabgedrosselt werden. Dies läßt sich dadurch verhindern, daß man
mittels eines Geschwindigkeitswächters i (Spannungswächter oder Zentrifugalschalter),
der auf ein Schütz h wirkt, den Anlaßwiderstand Y' in dem Augenblick kurzschließt,
wo die Geschwindigkeit auf die halbe synchrone Drehzahl gesunken ist. Der Stromkreis
des Schützes h ist über einen besonderen Kontakt h in der Steuerwalze -geführt,
der auf der Stellung 7 und auch auf den Stellungen 6 und 5 geschlossen ist, während
das Schütz A auf den übrigen Stellungen stromlos ist. Durch diese zusätzliche Einrichtung
wird erreicht, daß der Führer auch bei unregelmäßigem Schalten eine gleichmäßige
Geschwindigkeitsverminderung beim- Ausschalten des Steuergerätes erzielt. Ferner
wird noch eine richtige Regelung bei erneutem Übergang von den Stellungen 5 bis
7 auf die Stellungen für Parallelschaltung ,erreicht. Durch die Schaltung wird nämlich
gleichzeitig verhindert, daß der Führer von einer geringeren als der halben sy-nchrcnen
Drehzahl aus den Übergang vornimmt und eine plötzliche stoßweise Geschwindigkeitssteigerung
verursacht.