DE621133C - Steuerung von zeitweise mit ganz niedriger Frequenz betriebenen Drehstrommotoren - Google Patents

Description

• Steuerung von zeitweise mit ganz niedriger Frequenz betriebenen Drehstrommotoren Bei vielen Maschinen, besonders in der Papierindustrie, werden Antriebe verlangt, die die Fähigkeiten haben, neben der normalen Arbeitsgeschwindigkeit, die meistens noch verschieden einstellbar sein muß, vorübergehend eine um ein Vielfaches (2o- bis 40fach) geringere Geschwindigkeit zu ermöglichen. Für diese Zwecke werden schon seit Jahren mit Erfolg Asynchronmotoren oder regulierbare W echselstromkollektormotoren verwendet, die zur Erreichung der ganz niedrigen Drehzahlen vorübergehend mit einer Spannung ganz niedriger Frequenz (z bis 5 Hz) gespeist werden. Die niederfrequente Spannung wird am einfachsten in bekannter Weise aus- dem 5o-Hz-Netz über einen Frequenzwandler, dessen Drehzahl einstellbar ist, gewonnen.
• Es ist bekannt, daß normale Asynchronmotoren bei Speisung mit geringer Frequenz sich wesentlich anders verhalten als bei 5o Hz. Während bei 5o Hz die Induktivität sehr groß gegenüber den Ohmschen Widerständen der Maschine sind, verschiebt sich dieses Verhältnis bei niedrigen Frequenzen sehr wesentlich, und die Ohmschen Widerstände spielen jetzt eine ausschlaggebende Rolle.
• Für die Beurteilung der Maschine ist vor allen Dingen das Anzugsmoment vom Stillstand aus wichtig. Vielfach wird das a- bis q.fache des normalen (bei 5o Hz) Drehmonients für das Anfahren mit derHilfsfrequenz verlangt. Maßgebend für das Anzugsmoment ist das Feld in der Maschine und der Sekundärstrom. Ist die Maschine für gleiche Kupferverluste im Primär- und Sekundärteil bemessen, so wird, wie sich leicht nachweisen lä:ßt, die den Klemmen der Maschine zugeführte Spannung zur Hälfte auf den Sekundärkreis übertragen. Will man also das normale Feld im Stillstand zur Verfügung haben, so muß eine Spannung von verlangt werden, also doppelt so hoch, als dem Frequenzverhältnis entsprechen würde. Diese hohe Spannung, die für das Anfahren unbedingt erforderlich ist, hat nun aber für andere Betriebsfälle große Nachteile. Bei Leerlauf, also praktisch Synchronismus beim Asynchronmotor und Sekundärstrom gleich o, muß die hohe Klemmenspannung nur im Primärkreis vernichtet werden. Da dies Feld im allgemeinen sich nicht um mehr als um etwa 3o bis 4o'/, verstärken läßt, wird der Rest der Spannung im Ohmschen Widerstand des Primärkreises verbraucht. Dies bedingt einen sehr großen Leerlaufstrom der Maschine, der größer werden kann als der Anfahrstrom und zu unzuverlässiger Erwärmung führt.
• Die Hilfsfrequenz soll bei manchen Anlagen auch dazu verwendet werden, den Motor, der vorher mit 5o Hz gelaufen ist, abzubremsen. Der Motor läuft also in diesem Fall, bezogen auf die Hilfsfrequenz, übersynchron und nimmt, besonders 'in der Nähe des doppulten Übersynchronismus (s =- z), wo die Streuinduktivität des Sekundärkreises noch klein, das Feld der Maschine -aber sehr groß ist, sehr große Ströme auf. Diese Ströme wirken sich einmal ungünstig auf den speisenden Frequenzwandler aus, zum anderen treten in der Maschine sehr große. Bremsmomente auf, die mechanische Beschädigungen verursachen können.
• Diese Schwierigkeiten werden erfindungs= gemäß durch Vorschalten einer zusätzlichen Induktivität im Primärkreis-des Motors während des Betriebes mit der niedrigen Frequenz behoben. Wird der Motor über einen Frequenzwandler gespeist, so wird die Induktivität zweckmäßigerweise auf die 5o-Hz-Seite gelegt. Sie kann auch ohne weiteres in den zwischen Netz und Frequenzwandler liegenden Transformator gelegt werden, der dann mit anormal hoher Streuung auszulegen ist.
• Die Wirkung der zusätzlichen Induktivtät ist die folgende: Da beim Anfahren das Feld noch verhältnismäßig klein ist, ist Strom und Spannung am Motor annähernd in Phase. Der Motorstrom erzeugt also in der vorgeschalteten Drosselspüle eine zur Motorspannung senkrechte Spannung. Um am Motor selbst die gleiche Spannung wie ohne Drossel zu bekommen, muß- man also die Sekundärspannung am Transformator etwas, im Verhältnis von größer wählen (U,1 Drosselspannung, Um Motbrspannung).. Bei Leerlauf, bei dem der für das wesentlich höhere Feld erforderliche Magnetisierungsstrom fließt, sind Maschinenstrom und -spanneng um annähernd 9o° verschoben. Inder Drossel wird daher jetzt eine Spannung erzeugt die in Gegenphase mit der Netzspannung liegt. .Die an den Maschinenklemmen auftretende Spannung ist daher jetzt je nach der Induktivität der vorgeschaltetenDrossel wesentlich herabgesetzt, und der Leerlaufstrom nimmt einen erträglichen Wert an.
• Durch die Zusatzinduktivität werden aber gleichzeitig auch bei Übersynchronismus, also im Bremsfall, die Bremsströme herabgesetzt, da das Gesamtstromdiagramm (Kreisdiagramm) -durch die Wirkung der Induk tivität wie allgemein bei Asynchronmotoren verkleinert wird. Die Gefährdung durch zu hohe* Bremsströme ist also damit auch beseitigt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Steuerung von Drehstrommotoren, die zeitweise mit ganz niedriger Frequenz betrieben werden, insbesondere zum Antrieb von Papier- und Druckmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb mit der niedrigen Frequenz eine zusätzliche Induktivität dem Primärteil des Motors vorgeschaltet wird.
2. 2. Steuerung nach Anspruch z, bei der die Speisung des Motors über einen Frequenzwandler erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Induktivität in den Primärkreis des Frequenzwandlers gelegt ist.
3. 3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität in den zwischen Netz und Frequenzwandler liegenden Transformator gelegt ist, indem dieser eine besonders hohe Streuung erhält.