DE505920C - Einrichtung fuer asynchronen Anlauf von Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformern unter Last, insbesondere zum Hochfahren von kalten Gleichstromnetzen - Google Patents

Description

• Einrichtung für asynchronen Anlauf von Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformern unter Last, insbesondere zum Hochfahren von kalten Gleichstromnetzen Das Anlassen von Einankerumformern von der Wechselstromseite und insbesondere das Hochfahren von kalten Gleichstromnetzen bereitete bisher recht erhebliche Schwierigkeiten. Bei Beginn der Anlaßperiode läuft nämlich das Drehfeld in der Maschine mit voller Netzfrequenz um, und da die Klemmen-Spannung gewöhnlich nur auf 3o bis 50 °1o der Betriebsspannung herabgesetzt ist, so ergibt das für die Güte der Kommutierung maßgebende Produkt Fluß mal Frequenz recht erhebliche Werte, wodurch häufig eine schlechte Kommutierung und sogar Rundfeuer hervorgerufen wird. Sollen spannungslose Gleichstromnetze hochgefahren werden, so ist die Stromaufnahme bei erkaltetem Netz sehr hoch und demzufolge besitzt der Einankerumformer starke Neigung außer Tritt zu fallen, wenn nicht in ungewöhnlichem Maße die Klemmenspannung herabgesetzt wird. Hierzu sind besondere Ausführungen der Apparate und besondere Schaltanordnungen notwendig; die die Anlagekosten verteuern und die Einfachheit in der Betriebs-und Bedienungsweise stören. Aber selbst bei Anwendung aller dieser Mittel ergeben sich infolge der während des Anlaufes auftretenden, zunächst sehr hohen Frequenzen an den Gleichstromklemmen immer noch erhebliche Kommutierungsschwierigkeiten. Noch eine Reihe anderer Übelstände haften einigen bekannten Anlaßeinrichtungen für Einankerumformer an, wie beispielsweise der schädliche Einfiuß der im Einankerumformer erzeugten Oberfelder auf die Kommutierung und die Schwierigkeit, die Spannung durch Änderung der Gleichstromerregung zu regeln.
• Alle diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß der Einankerumformer über einen asynchronen Frequenzumformer als Vordermaschine angelassen und betriebsmäßig gespeist wird.
• Die Abb. z zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der asynchrone F'requenzumformer a ist einem Einankerumförmer p, der mit einer Dämpferwicklung für asynchronen Anlauf versehen ist, vorgeschaltet. Der Frequenzumformer wird zunächst für sich allein angelassen, wobei zur Herabsetzung des Einschaltstromes zweckmäßig ein Widerstand in seinen primären oder besser in. den sekundären Stromkreis eingeschaltet ist, der mit dem Hochlaufen des Frequenzumformers auf einmal oder stufenweise ausgeschaltet wird. Ist der Frequenzumformer a annähernd bis zur synchronen Drehzahl hochgelaufen, so wird der Einankerumformer durch Anziehen der mechanischen Bremse d langsam bei stetig wachsender Spannung und Periodenzahl angelassen und fällt schließlich ohne nennenswerte Stromschwankungen in Synchronismus. Die Bremse d wird dann weiter angezogen, bis der Läufer der Vordermaschine stillsteht, und der Umformer ist betriebsbereit. Infolge der allmählich von Null bis zur Betriebsspannung und -frequent anwachsenden Anlaufspannung und Periodenzahl sind mit einem Schlage die Ursachen für die bisher schlechte Kommutierung beseitigt und das Auftreten aller damit verknüpften unangenehmen Erscheinungen, wie Rundfeuer usw., vermieden.
• Da der Frequenzumformer a die Stelle des stets erforderlichen Transformators vertritt, ist weiterhin der Vorteil vorhanden, daß die Spannungsregelung durch Veränderung der Einankerumformererregung leicht möglich ist, da der Frequenzumformer ohne Schwierigkeit für große Streuung gebaut werden kann. Ferner wird die Ausbildung von Spannungen und Strömen höherer Ordnung durch den großen Luftspalt des Frequenzumformers erschwert, was für die Funkenbildung am Kommutator des Einankerumforrners von wesentlicher Bedeutung ist. Vielfach kann der Frequenzumformer an den Einankerumforrner angebaut und von diesem belüftet werden.
• Sind im Betrieb dauernd größere Spannungsschwankungen auszugleichen, so kann auch hierzu der Frequenzumformer benutzt werden, und zwar in der Weise, daß seine Drehzahl diesen Schwankungen angepaßt wird. Hierzu kann beispielsweise eine Schaltung nach Abb. 2 angewendet werden.
• Der Einankerumformer p wird schleifringseitig von dem Frequenzumformer a gespeist, dessen Welle unmittelbar oder über eine Übersetzung die Gleichstrommaschine k treibt. k ist elektrisch verbunden mit der Gleichstrommaschine L, die zusammen mit der Erregermaschine n von dem Motor m angetrieben wird. Der Frequenzumformer kann beim Anlassen zunächst mit Hilfe von k annähernd auf seine synchrone Drehzahl gebracht werden, worauf der Schalter r eingelegt und a hierdurch an Spannung gelegt wird. Durch Regeln von o und a kann dem Einankerumformer eine solche Spannung und Frequenz zugeführt werden; daß er anläuft und sich synchronisiert. Mit seiner erniedrigten Spannung kann er nein auf das Gleichstromnetz geschaltet werden, dessen Netzspannung hochgefahren werden soll. Dieses Hochfahren wird mit Hilfe der Regler o oder s ausgeführt. Wählt man die Betriebsperiodenzahl des Einankerumformers bei der mittleren Betriebsspannung kleiner als die Netzperiodenzahl, so kann man beispielsweise mittels der Schaltung nach Abb. a die Spannung der Gleichstromseite uin ein entsprechendes Maß durch Regeln der Drehzahl des Einankerumformers und des Frequenzumformer s erhöhen oder erniedrigen. Der Antrieb des Frequenzumformers kann im allgemeinen durch jede beliebige Maschinenart erfolgen. Soll die Regelung verlustlos erfolgen, so wird hierdurch die Auswahl der geeigneten Motorgattung oder des entsprechenden Aggregates bestimmt.
• Diese Spannungserhöhung oder Erniedrigung kann auch selbsttätig in Abhängigkeit von dem zu liefernden Gleichstrom erzielt werden, indem z. B. die Grunderregung der Maschine k durch eine zweite Erregung verstärkt wird, die die vom Laststrom des Einankerumfor mers durchflossene Zusatzwicklung r liefert. Steigt beispielsweise der Laststrom, so wird die Welle des Frequenzumformers durch das verstärkte Feld von k gebremst. Hierdurch wird die dem Einankerumformer zugeführte Spannung und Frequenz etwas erhöht und somit der vergrößerte Spannungsabfall ausgeglichen.

Claims (2)

1. PATENTAN$PRücHE: r. Einrichtung für asynchronen Anlauf von Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformern unter Last, insbesondere zum Hochfahren von kalten Gleichstromnetzen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Einankerumformer und das Netz ein asynchroner Frequenzumformer mit einer Vorrichtung zur Regelung der Läuferdrehzahl eingeschaltet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Gleichstromantriebes für den Frequenzumformer von dem Belastungsstrom des Einankerumformers bestimmt ist.