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Einrichtung zum Anlassen asynchron anlaufender Synchronmotoren Es
sind bereits Einrichtungen bekanntgeworden, um den Anlaßvörgang selbstlaufender
Synchronmotoren, insbesondere den Zeitpunkt der Einschaltung der Gleichstromerregung,
zu überwachen. Man hat den Einschaltzeitpunkt der Gleichstromerregung lediglich
durch Zeitrelais überwachen zu lassen, jedoch hat dies den Nachteil, daß man die
Ablaufzeit der Zeitrelais auf einen bestimmten mittleren Wert einstellen muß und
daher den Betriebsverhältnissen beim Anlassen unter verschiedenen Bedingungen der
Arbeitsmaschine nicht genügend gerecht werden kann. Andere bekannte Einrichtungen
machen den Einschaltzeitpunkt lediglich von einem Stromrelais abhängig. Dabei treten
Schwierigkeiten deswegen auf, weil der Rotorstrom in der Nähe des Synchronismus
ein Wechselstrom mit sehr geringer Periodendauer ist und weil es daher schwer möglich
ist, den günstigsten Zeitpunkt der Einschaltung festzulegen. Eine weitere bekannte
Ausführungsform einer selbsttätigen Anlaßeinrichtung verwendet ein Zeitrelais, dessen
Ablaufzeit durch die Zahl der Wechsel des Sekundärstromes vor dem Synchronismus
bestimmt ist, bei dem also gewissermaßen eine Frequenzabhängigkeit erzielt wird.
Ein Nachteil dieser Einrichtung liegt darin, daß die maximale Laufzeit des Relais
begrenzt sein muß und daß daher auch mit dieser Einrichtung keine einwandfreie von-
dem wirklichen Stromverhältnissen abhängige Überwachung möglich ist.
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Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätige Anlaßeinrichtung, bei
der sowohl Stromrelais als auch Zeitrelais für die Bestimmung des Einschaltzeitpunktes
der Gleichstromerregung herangezogen werden. Erfindungsgemäß wird ein vom Sekundärstrom
abhängiges Stromrelais mit einem Zeitrelais zum Einschalten der Gleichstromerregung
derart elektrisch verbunden, daß nach Absinken des Sekundärstromes unter einen bestimmten
Wert das Zeitrelais eingeschaltet wird, jedoch nur dann bis zum Ablauf einer bestimmten
einstellbaren Zeit eingeschaltet bleibt, wenn während der Laufzeit des Zeitrelais
der Sekundärstrom nicht wieder über den Ansprechwert des Stromrelais angestiegen
ist.
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An Hand eines Diagramms sei zunächst das Wesen der Erfindung erläutert.
In Fig. r ist der zeitliche Verlauf des Sekundärstromes in der Nähe des Synchronismus
dargestellt, d. h. zu der Zeit, in der die Gleichstromerregung zweckmäßig eingeschaltet
wird. Der Rotorstrom hat in diesem Punkt eine bestimmte Größe z min. Würde man das
Stromrelais auf diesen Wert einstellen und die Einschaltung der Erregung lediglich
von dem Stromrelais abhängig machen, so würde die Gleichstromerregung bereits in
dem Zeitpunkts, eingeschaltet werden, obwohl
das Maximum des Sekundärstromes
zu dieser Zeit in Wirklichkeit größer ist als für die Einschaltung zulässig. Um
diesen Nachteil zu vermeiden, wird noch ein Zeitrelais zur Überwachung des Einschaltzeitpunktes
verwendet. Bei dem in Fig. i dargestellten Zeitverlauf des Sekundärstromes müßte
die Erregung etwa um die Zeit At, nach dem Zeitpunkt s2 im Punkts, eingeschaltet
werden. Diese Verzögerung@zeit muß mindestens die Zeit einer Periode s,-s, des Sekundärstromes
bei der augenblicklichen Frequenz sein, um prüfen zu können, ob in der nächsten
Periode das Strommaximum kleiner bleibt als dem Wert I mi" entspricht. Um
den günstigsten Augenblick zum Einschalten der Erregung zu erhalten, der bei kleinen
Schlüpfungen in dem Nulldurchgang des Rotorstromes liegt, wird zweckmäßig die Laufzeit
des Zeitrelais noch um einen geringeren Betrag A t2 verlängert, der kleiner oder
gleich ist der Zeit eines Wechsels bei der bestehenden Frequenz. Die Gesamtverzögerung,
für die das Zeitrelais eingestellt wird, ist also gleich A 'l + 0 t2.
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Da die Größe der zum Intrittwerfen der Maschine erforderlichen Erregung
von den Belastungsverhältnissen beim Anlauf abhängt, ist es zweckmäßig, eine Vorrichtung
am Regler anzubringen, die es gestattet, die Größe des Erregerstromes entsprechend
einzustellen.
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Eine weitere Überwachung des Anlaßvorganges erfolgt zweckmäßig dadurch,
daß der Hauptschalter selbsttätig ausgelöst wird, wenn nach einer bestimmten Zeit
der Anlaufvorgang nicht beendigt ist. Hierzu wird gemäß der Erfindung ein zweites
Zeitrelais verwandt, das den Netzschalter auslöst, wenn in der eingestellten Zeit
der letzte Schaltvorgang (beispielsweise beim Anlassen mit Teilspannung derAnlaßschalter
in Betriebstellung) nicht beendigt ist.
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In Fig. 2 ist im Schaltbild eine Anlaßeinrichtung nach der Erfindung
dargestellt. Der Synchronmotor i liegt in üblicher Weise über einen nicht dargestellten,
mit Stufenschalter versehenen Anlaßtransformator und einen Ölschalter am Netz. Die
Erregung wird von einem Gleichstromnetz geliefert, an welches die Schleifringe des
Motors i über einen Schalter 2, 3 und den Hauptregler 4 angeschlossen sind. Während
des Anlaufvorganges ist aber der Rotorkreis über den Widerstand 5 kurzgeschlossen,
und zwar verläuft der Stromkreis von einem Schleifring des Synchronmotors i über
den Widerstand 5, die Erregerspule 61 des Relais 6, den Endkontakt ii des Reglers
4, den Hauptreglerhebel dieses Reglers und zurück zu dem anderen Schleifring des
Motors i. Der Hauptreglexhebel des Reglers 4 befindet sich also in seiner Endstellung.
Das zum Messen des Rotorstromes dienende Relais 6 ist außer mit der Erregerspule
61, welche mit dem Widerstand 5 in Reihe geschaltet ist, noch mit einer zweiten
Erregerspule 62 ausgerüstet. Wie aus dem an den beiden Spulen eingezeichneten Pfeil
ersichtlich ist, sind die Spulen gegeneinandergeschaltet. Die Wicklung 61 wirkt
im Sinne der Schließung, die Wicklung 62 im Sinne der Öffnung der Relaiskontakte
des Relais 6. Das Relais 6 ist in der Ruhestellung, also mit offenen Kontakten gezeichnet.
Da die Größe des im Sekundärkreis des Motors x induzierten Stromes mit zunehmender
Geschwindigkeit des Motors abnimmt, überwiegt bei kleinem Schlupf die Wirkung der
konstant erregten Spule 62, und das Relais 6 schließt seine Arbeitskontakte; dadurch
wird ein Zeitschalter 7 in Betrieb gesetzt, der nach der eingestellt günstigsten
Zeit (vgl. Fig. i) den Erregerstromkreis des Schützes 8 schließt. Durch die Arbeitskontakte
des Schützes 8 wird folgen der Stromkreis geschlossen Von der einen Gleichstromsammelschienp
über den Schaltkontakt 3, den Widerstand des Reglers 4 und dessen Hilfskontakthebel
io, Arbeitskontakte des Schützes 8, Schleifringe und Erregerwicklung des Motors
r, Schalter 2 und zurück zur anderen Gleichstromsammelschiene. Die Erregerwicklung
des Motors i ist dadurch an das Gleichstromnetz angeschlossen, der Regler 4 beginnt
zu arbeiten, hebt seinen Hauptreglerhebel g von dem Endkontakt ii ab und stellt
sich auf den durch den jeweiligen Betrieb des Motors erforderlichen Wert des Stromes
ein. Es wurde bereits erwähnt, daß der Regler 4 außer dem Hauptregler g noch einen
Hilfshebel io hat. Durch diesen Hilfsreglerhebel wird der Belastung des Motors entsprechend
derjenige Erregerstrom eingestellt, welcher im Augenblick des Intrittwerfens des
Motors i fließen soll. Man hat es dadurch in der Hand, den Anlaßvorgang des Motors
verschiedenen Anlaßdrehmomenten anzupassen.