DE563413C - Einrichtung zum Anlassen und zum Betrieb von Wechselstrommotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Anlassen und zum Betrieb von Asynchronmotoren, die über einen primärseitig vorgeschalteten Transformator angelassen werden und denen im Betrieb ein über einen Transformator angeschlossener Kondensator zur Leistungsfaktorverbesserung parallel geschaltet ist.

Gemäß der Erfindung dient ein und derselbe Transformator sowohl zum Anlassen als auch im Betriebe zum Auf- oder Abwärtsregeln der Kondensatorspannung.

Es sind Einrichtungen bekannt, bei denen eine Hilfswicklung des Motors als Sekundär-Wicklung eines Transformators wirkt, der einen für die Verbesserung des Leistungsfaktors dienenden Kondensator speist, während die Hauptmotorwicklung die Primärwicklung des Transformators darstellt. Durch besondere Schaltung dieser Wicklungen soll es ermöglicht werden, die Hilfswicklung auch zum Anlassen des Motors zu verwenden.

Bei den älteren Anordnungen müssen aber in ungünstiger Weise Spezialwicklungen auf dem Motor selbst vorgesehen werden, so daß eine Verwendung bei schon bestehenden Anlagen nicht in Frage kommt. Auch bei Neuanlagen erwiesen sich die bekannten Anordnungen insofern nachteilig, als bei Entstehen eines Schlusses in der Hilfswicklung der Motor abgewickelt werden muß, während die Anordnung gemäß der Erfindung in diesem Falle die Ausbesserung ohne störende Eingriffe am Motor leicht durchzuführen gestattet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt; darin veranschaulichen

Fig. ι und 2 Schaltungen der Anordnung nach der Erfindung,

Fig. 3 und 4 die Schaltung bzw. bauliche Anordnung der bevorzugten Ausführung der Erfindung.

Die Anordnung nach Fig. 1 enthält drei in Dreieck geschaltete Kondensatoren A, einen dreiphasigen, in Stern geschalteten Autotransformator B und einen Dreiphasen-Regelschalter C, der schematisch als Dreiwegschalter dargestellt ist, während er praktisch zweckmäßig ein Drehschalter ist und drei Stellungen hat, nämlich eine Abschaltstellung, in der er dargestellt ist, eine Anlaßstellung, in welcher die Arme C¹ an den Kontakten C² liegen, und eine Laufstellung, in welcher die Arme C¹ auf den Kontakten C³ stehen.

Das Drehstromnetz D ist an die Arme C¹ des Schalters angeschlossen, während die Kontakte C- und C³ mit den freien Enden der Auto-

transformatorwicklungen bzw. mit Anzapfpunkten an diesen Wicklungen in den entsprechenden Phasen angeschlossen sind. Die Klemmen der Kondensatoren A sind unmittel-5 bar mit den freien Enden der Transformatorwicklungen verbunden, und die zum Motor führenden Leitungen E mit den Anzapfpunkten an den Transformatorwicklungen.

In der Ausschaltstellung des Schalters sind ίο Kondensatoren und Transformator vom Netz D abgetrennt; da aber die Kondensatoren A und die Motorleitungen E dauernd mit dem Autotransformator B verbunden sind, bilden Transformator und Motor einen ausreichenden Ent- *5 ladekreis für die Kondensatoren A.

In der Anlaßstellung des Schalters C sind die drei Phasen des Netzes D mit den' Enden der Autotransformatorwicklungen so verbunden, daß eine verringerte Spannung, deren Wert von der Lage der Anzapfungen abhängt, dem Motor zugeführt wird, während die volle Netzspannung am Kondensator A liegt. Wird der Schalter in die Laufstellung umgelegt, so sind die Phasen des Netzes D mit den Anzapfungen des Transformators verbunden, so daß die volle Netzspannung dem Motor zugeführt wird, während die dem Kondensator A zugeführte Spannung aufwärts transformiert wird.

Bei einer Netzspannung von 400 Volt und einem Kondensator, der z. B. für 600 Volt berechnet ist, können die Anzapfungen am Transformator B so angeordnet sein, daß in der Laufstellung, in welcher das Netz D unmittelbar mit den Leitungen E unddenTransformatoranzapfungen verbunden ist, die den Kondensatoren zugeführte Spannung bis auf 600 Volt transformiert wird. Somit wird in der Anlaßstellung des Schalters C bei 400 Volt Zufuhrspannung, die an die Enden der Transformatorwicklungen angelegt ist, die Anlaßspannung, die dem Motor zugeführt wird, 267 Volt betragen.

Die bauliche Anordnung ist zweckmäßig so getroffen, daß der Transformator B sich oberhalb des Kondensators A in einem gemeinsamen Kessel F befindet, der in strichpunktierten Linien in der Fig. 1 angedeutet ist, so daß Kondensator und Transformator in dem gleichen Ölbad angeordnet sind. Der Schalter kann dann am oberen Ende des Behälters angeordnet werden und gewünschtenfalls ebenfalls unter Öl liegen. Der Behälter F besitzt eine Stopfbüchse F¹ für das Kabel D¹ der ankommenden Speiseleitung D und eine Stopfbüchse JF² für das Kabel E¹ der abgehenden Leitungen E, die zum Motor führen.

In der Anlaßstellung des Schalters ist der Kondensator unmittelbar mit dem Netz verbunden, so daß er dann nur an der normalen Netzspannung liegt, statt an einer aufwärts transformierten Spannung. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Anlaßstromstoß, der unerwünscht groß sein könnte, wenn der Kondensator auf die volle aufwärts transformierte Spannung eingeschaltet würde, beträchtlich verringert wird. Sollte es wünschenswert sein, diesen Stromstoß noch weiter zu verringern, so kann der Schalter so angeordnet werden, daß er den Kondensator mit den Anzapfpunkten des Transformators verbindet, derart, daß ihm die Motoranlaßspannung zugeführt wird, wenn der Schalter sich in der Anlaßstellung befindet, und zwar in der Weise, wie dies in dem Schema nach Fig. 2 angedeutet ist.

Bei dieser Anordnung nach Fig. 2 wird ein Walzenschalter H verwendet; jede Phase des Schalters hat drehbare Segmente H¹-Hⁱ, die mit Schleifkontakten /, 7¹ zusammenwirken. Der Motor G¹ ist durch Leitungen E² mit den Anzapfungen der Transformatorwicklung S¹ verbunden, die auch mit den Segmenten iP des Schalters in Verbindung stehen. Die Enden der Transformatorwicklungen sind an die Segmente H^ angeschlossen und das Netz D¹ sowie der Kondensator A¹ an die Kontaktstücke / und J¹.

In der dargestellten Ausschaltlage des Walzenschalters H ist der Kondensator A¹ durch die Kontakte J¹ und durch die Segmente H¹, H³, welche dauernd verbunden sind, mit den Anzapfungen der Transformatorwicklungen verbunden, so daß Transformator und Motorwicklungen einen Entladungskreis für den Kondensator bilden. In der Anlaßstellung des Walzenschalters (durch die punktierte Linie S angedeutet) ist das Netz D¹ durch die Kontaktstücke / und die Segmente H^%, H^ (die ebenfalls dauernd verbunden sind) mit den Enden der Transformatorwicklungen verbunden. Der Motor liegt somit an der erniedrigten Anlaßspannung, welche auch dem Kondensator A^x zugeführt wird, da in dieser Stellung des Walzenschalters die Segmente H¹ in Berührung mit den Schleifkontakten J¹ bleiben. In der durch die punktierte Linie R angedeuteten Stellung des Schalters ist das Netz D¹ durch die Kontaktstücke / und die Segmente H^z mit den Anzapfungen der Transformatorwicklungen verbunden, der Kondensator A¹ dagegen durch die Kontakte J¹ und die Segmente H ⁴ mit den Transformatorwicklungsenden. Somit erhält der Motor die volle Netzspannung und der Kondensator eine aufwärts transformierende Spannung.

Die in Fig. 3 und 4 wiedergegebene bevorzugte Form ist im allgemeinen gleichartig der nach Fig. 1. Schalter, Transformator und Kondensator sind auf einem Flußeisenrahmen K montiert, der mit den Teilen K¹ auf dem Boden befestigt werden kann. Dieser Rahmen trägt drei Kessel L, L¹, L², die einen luftgekühlten dreiphasigen, in Stern geschalteten Autotrans-

formator B- bzw. einen unter Öl liegenden Dreiphasen-Kondensator A ² in Dreiecksschaltung bzw. einen Walzenschalter M enthalten. Der Kondensator^² ist unmittelbar mit den drei Enden der Transformatorwicklungen durch Leitungen verbunden, die durch den Boden des Kessels L und die Oberseite des Kessels L¹ gehen. Jede Phase des Transformators ist mit einer Anzapfung B³ versehen, an die die abgehenden Leitungen E³ für den strichpunktiert angedeuteten Elektromotor G'^z unmittelbar angeschlossen sind. Der Regelschalter ist so ausgebildet, daß in der Anlaßstellung das Netz mit den Enden der Transformatorwicklungen verbunden ist, während es in der Laufstellung mit den Anzapfungen verbunden ist, wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1.

Jede Phase des Regelschalters M ist mit Walzenkontakten oder Segmenten AF-M⁵ versehen, die untereinander verbunden sind und mit Schleifkontakten N-N^s zusammenarbeiten. Ein Überstromrelais O ist parallel zwischen den Kontaktstücken N², N³ jeder Phase angeordnet, so daß es lediglich in der Laufstellung des Walzenschalters Strom bezieht. Die Überstromrelais wirken auf einen gemeinsamen Anker O¹ im Kreise eines Niederspannungsauslöserelais P, das mit den Schleifkontakten N'² zweier Phasen verbunden ist. Das Relais P wird auf diese Weise aberregt und veranlaßt die Auslösung des Walzenschalters M in die Abschaltlage, sofern die Zufuhrspannung unter einen bestimmten Wert sinkt, oder wenn eines der Überstromrelais O zur Wirkung kommt.

Ein Amperemeter T liegt in Reihe mit dem Überstromrelais O in einer der Phasen und zeigt den Strom an, der im Motor fließt. Das Instrument ist zweckmäßig auf der Oberseite des Kessels L³ für den Walzenschalter angeordnet.

In der Abschaltstellung des Schalters, in welcher er dargestellt ist, ist das Netz D³ vom Transformator und Kondensator abgetrennt. In der Anlaßstellung des Schalters (durch die punktierte Linie S¹ angedeutet) ist der Speisekreis über die Teile N, M¹ und M³ sowie Λ^Τ1 mit den freien Enden der Wicklungen des Transformators S² verbunden. Der Motor G² erhält auf diese Weise eine verringerte Anlaßspannung und der Kondensator A- die volle Netzspannung.

Wenn der Schalter in die Laufstellung bewegt wird, die durch die punktierte Linie R¹ angedeutet ist, so ist das Netz D³ durch die Kontakte N, die Segmente M- und M⁵ sowie die Kontaktstücke N³ mit den Anzapfungen B³ der Wicklungen des Transformators B⁵ verbunden. Der Motor G- liegt dann unmittelbar am Netz D³, während die Spannung, die dem Kondensator A² zufließt, aufwärts auf einen geeigneten Wert transformiert wird. Eine Weiterbewegung des Walzenschalter läßt die Segmente M⁴· in Verbindung mit den Kontakten N² kommen, und die Segmente M⁵ verlassen die Kontakte 2V³. Auf diese Weise werden die Überstromrelais in Serie zwischen Netz und Transformatoranzapfungen geschaltet. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Relais nicht durch den Stromstoß ausgelöst werden, der auftritt, wenn der Motor an die volle Netzspannung gelegt wird.

Die beschriebenen Schaltungen sollen nur Beispiele darstellen, und im Bereich der Erfindung lassen sich Abänderungen treffen. Beispielsweise kann bei hohen Speisespannungen der Motor für die volle Netzspannung gewickelt sein, und es kann ein Transformator verwendet werden, der die Spannung für den Kondensator abwärts transformiert, wobei ein Regelschalter auf der Hochspannungsseite des Transformators angeordnet ist, oder der Transformator kann dazu verwendet werden, die Spannung sowohl für den Kondensator wie für den Motor abwärts zu transformieren, in welchem Fall der Schalter auf der Niederspannungsseite des Transformators liegen kann. Wenn die Erfindung auch für Drehstrom-Kurzschlußmotoren beschrieben ist, so ist sie doch in gleicher Weise anwendbar für andere Motorgattungen und für Wechselstrommotoren, die aus Netzen anderer Phasenzahl gespeist werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Anlassen und zum Betrieb von Wechselstrommotoren, die über einen primärseitig vorgeschalteten Transformator angelassen werden und denen im Betrieb ein über einen Transformator angeschlossener Kondensator zur Leistungsfaktorverbesserung parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein und derselbe Transformator sowohl zum Anlassen als auch im Betrieb zum Auf- oder Abwärtsregeln der Kondensatorspannung dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Schalter zur Regelung und zum Schutz für Transformator und Kondensator dient.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, no dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator und der Transformator (mit oder ohne Regeleinrichtung) in demselben Kessel unter

Öl angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator unter Öl angeordnet ist, während der Transformator luftgekühlt ist und vorzugsweise oberhalb des Kondensatorkessels angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder den folgenden für Mehrphasenmotoren, mit einem

in Stern geschalteten Spartransformator, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator an die freien Wicklungsenden, der Motor dagegen an Anzapfpunkte des Transformators angeschlossen ist und daß zwischen Netz und Transformator ein Dreiwegschalter angeordnet ist, über den das Netz entweder an die freien Wicklungsenden oder an die Anzapfpunkte des Transformators angeschlossen werden kann. '

Hierzu I Blatt Zeichnungen