DE637008C - Regelanordnung fuer polumschaltbare Drehstrom-Asynchronmotoren mit Beeinflussung desStaenderfeldes - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Drehstrom-Asynchronmotoren durch Beeinflussung ihres Ständerfeldes in ihrer Drehzahl zu regeln, wobei aber der beherrschbare Drehzahlbereich nur gering ist. Man hat daher schon vorgeschlagen, die Drehzahlgrobeinstellung durch Läuferwiderstände mit wenigen Stufen vorzunehmen und in den dadurch gegebenen Drehzahlbereichen ■mittels eines Drehreglers fein zu regeln. Bei einer solchen Anordnung ergeben sich aber Schwierigkeiten durch das beim Kurzsphliessen einer Widerstandsstufe nötig werdende Umpolen des Drehreglers. Ähnlich liegen die Verhältnisse, wenn es sich um polumschaltbare Motoren mit zwei oder mehr Drehzahlbereichen handelt.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß die Ständerphasenwicklungen, für je zwei aufeinanderfolgende Geschwindigkeitsbereiche um 180 elektrische Grade versetzt an den Drehregler angeschlossen werden und dieser mit dem Polumschaltgerät mechanisch so verbunden ist, daß die Schaltstellungen dieses Stetlergerätes genau den Stellungen o, 180, 360 elektrische Grade entsprechen. Die Erfindung sei nun an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Abb. 1 zeigt die am besten verständliche Anordnung eines Motors mit drei getrennten S tänder wicklungen für 8, 10 und 12 Pole, die mittels der mit den gleichen Zahlen bezeichneten Ständerschützen an das Netz angeschlossen werden. Die drei Sternpunkte der Wicklungen sind zum Anschluß der Sekundärwicklung des Drehreglers offen. Dieser erfolgt nun, wie die Zeichnung zeigt, so, daß die Ständerwicklung 8 um 180 elektrische Grade gegenüber Wicklung 10 und diese wieder um 180 elektrische Grade gegenüber Wicklung 12 versetzt (also ebenso wie Wicklung 8) angeschlossen ist. Die Ständerklemmen sind dabei mit UVW, die Sternpunktklemmen mit XYZ und den entsprechenden Zahlen, die Sekundärklemmen des Drehreglers außerdem noch mit einem Strich ver- sehen.

Der Verlauf der Spannungen ergibt sich aus den Diagrammen der Abb. 5. In Abb. 5a ist zunächst die I2polige Wicklung eingeschaltet; der Drehregler steht dabei so, daß seine Spannung phasengleich mit der Netzspannung verläuft. Der Motor erhält daher, wie die

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Werner Lessenich in Berlin-Charlottenburg.

kurzen, ganz ausgezogenen Linien zwischen dem Netz RST und dem Drehregler X₁₂, F₁₂, Z₁₂ zeigen, die Differenzspannung Em— Er = Emin, wob ei E_n die Netz-, E_r die Spannung am Regler und B wie die Motorsp'annung ist. In Abb. 5b ist der Drehregler um 90 elektrische Grade gedreht; der Motor erhält jetzt die volle Netzspannung E_n, weil E₁. — ο geworden ist. In Abb. 5c ist eine weitere Drehung um annähernd 90" erfolgt, die Motorspannung also auf E_n +E₁^ = E_max erhöht worden. Gleichzeitig ist durch diese Drehung um 180 elektrische Grade der Drehregler in die Anfangsstellung für dieiopoligeWicklung (d.h. i8o° Verschiebung) gekommen; es braucht also in diesem Augenblick am Polumschalter -nur die I2polige Wicklung ausgeschaltet und die iopolige eingeschaltet zu werden, um von der mit maximaler Spannung betriebenen hochpoligen Wicklung auf die mit minimaler Anfangsspannung betriebene mittelpolige Wicklung überzugehen. Die Spannung für die mittelpolige (10) Wicklung ist in Abb. 5c gestrichelt dargestellt. Wieder erreicht nach einer Drehung um 90 elektrische Grade die Motorspannung den Netzwert E_n (Abb. 5d) und nach weiterer Drehung um 90 ° ihren Höchstwert E_n + E_R (Abb. 5e). Jetzt erfolgt die Umschaltung von der iopoligen auf die Spolige Wicklung, die nach der Abb. 5e mit dem Spannungsminimum (strichpunktierte Linie) anfährt, um nach einer Drehung des Drehreglers um 90° die volle Netzspannung (Abb. 5f) und nach weiterer Drehung den Höchstwert E₁] -(- E_R (Abb. 5g) zu erhalten.

Nach -der weiteren Erfindung ergibt sich die in Abb. 6 und 7 dargestellte sehr einfache Anordnung, wenn man den Drehregler mit ^: dem Steuerumschalter zusammenbaut. Die Wirkungsweise ergibt sieh aus Abb. 6, wo die gezeichneten Achsen den Betriebsfällen a, c, e und g entsprechen. Die Ruhestellung ist links unten bei a; durch Drehung um 90 räumliche = 180 elektrische Grade wird Stellung c erreicht. Die Spannung an der hochpoligen Wicklung hat ihren Höchstwert; nun folgt die Umschaltung auf die mittelpolige Wicklung, die Mindestspannung besitzt und durch Weiterschalten bis Stellung e um wiederum 90 räumliche = 180 elektrische Grade ihre Höchstspannung erhält. Dann erneutes Umschalten auf niederpolige Wicklung, die zunächst Mindestspannung erhält und durch Weiterschalten mn nochmals 90 räumliche = 180 elektrische Grade auf ihren Höchstwert vergrößert wird.

Selbstverständlich ist es ohne weiteres

möglich, den notwendigen 180 elektrischen Graden eine andere räumliche Winkelgröße zuzuordnen, jedoch genügt dann nicht mehr eine einfache Kupplung zwischen Drehregler und Steuergerät, sondern es muß eine Übersetzung zwischengeordnet sein.

Das Ausführungsbeispiel der Abb. 1 bezieht sich auf einen in Stern geschalteten Motor, die Abb. 2 bis 4 zeigen die Anwendung der Erfindung bei in Dreieck geschalteten Motoren. TJ', V, W ist der Ständer bzw. induzierende Teil des Drehreglers, R', S', T der induzierte Teil. Die Schalter 8, 10 und 12 schließen wiederum die . entsprechenden Ständerwicklungen an den Drehregler an, und zwar, wie leicht erkenntlich, um jeweils 180 elektrische Grade gegeneinander versetzt. Dabei ergibt sich, daß der induzierte Teil des Drehreglers selbst beim Wechsel der Wicklungen stets mit umgekehrt werden muß. Dies besorgen die beiden Schützen A und B. Der Anlauf spielt sich dann so ab, daß zuerst B und 12 eingeschaltet sind, darauf A und 10 und schließlich B und 8.

Da dieser Anordnung der Nachteil anhaftet, daß die Schützen A und -B die gesamte Motorleistung schalten müssen, so wird nach Abb. 3 die Umschaltung des Drehreglers in den induzierenden Teil verlegt, der demnach zwei um 180 elektrische Grade gegeneinander versetzte Anzapfungen besitzt. Die Schützen A und B dieser Schaltung brauchen nur noch die Regelleistung des Drehreglers zu schalten. Die Ausführung nach Abb. 4 vermeidet diese Schützen ganz, indem der induzierte Teil des Drehreglers zwei Wicklungen oder eine in der Mitte angezapfte Wicklung erhält, wodurch sich die gleichen elektrischen Verhältnisse wie bei den anderen Ausführungsformen ergeben. Schließlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Drehreglers beschränkt, sondern man kann jeden zur Spannungsregelung in den vorgeschriebenen Grenzen geeigneten Apparat verwenden, z.B. einen Schubtransformator. Auch hierbei wird die Spannung yon einem positiven zu einem negativen Höchstwert verändert und dadurch die gleiche Wirkung erzielt wie beim Drehregler. Da es sich hier aber nicht um eine Drehbewegung, sondern um eine hin und her gehende Bewegung handelt, muß der Zusammenbau etwas anders gestaltet werden. Der Antrieb erfolgt dann am Polumschaltgerät, und mit diesem ist über ein Umschaltgetriebe, das von Hand oder selbsttätig geschaltet wird, der Schubtransformator verbunden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Regelanordnung für polumschaltbar Drehstrom-Asynchronmotoren mit Beeinflussung des Ständerfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerphasenwicklungen für je zwei aufeinanderfolgende

   Geschwindigkeitsbereiche um 180 elektrische Grade versetzt an dem Spannungsregler (Drehregler, Schubtransformator o. dgl.) angeschlossen sind, und daß dieser Spannungsregler mit dem Steuergerät für die Polumschaltung mechanisch so verbunden ist, daß die Schaltstellungen dieses Steuergerätes genau den Stellungen o, 180 360 usw. elektrischen Graden des Spanij nungsreglers entsprechen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen