DE643238C - Von der Laeuferspannung abhaengiges UEberwachungsgeraet fuer Drehstrom-Induktionsmotoren, die durch Gegenstrom gebremst werden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehzahlüberwachungseinrichtung für Drehstrom-Induktionsmotoren.

Hierfür sind bereits viele Einrichtungen bekannt, z. B. wird ein Meß- oder Steuergerät unmittelbar an den Läuferkreis des Induktionsmotors angeschlossen und die Spannung des Läuferkreises als Maß für die Drehzahl verwendet. Soll der Motor mit Gegenstrom gebremst werden, so ist jedoch eine solche Anordnung nicht ohne weiteres brauchbar, denn beim Umschalten des Motors auf Gegenstrom springt die Läuferspannung plötzlich auf einen sehr hohen Wert, und zwar fast bis auf den doppelten Wert der Spannung bei Stillstand, hoch. An sich wäre in diesem Falle ein Meßinstrument mit einer zweiseitigen Skala verwendbar, dessen Zeiger bei Stillstand des Motors, also bei der Läufer-Stillstandspannung, in der Mitte der Skala bzw. in deren Nullpunkt steht, während er bei zunehmender Drehzahl nach der einen und bei Gegenstrom nach der anderen Seite ausschlägt. Ein solches von der Läuferspannung abhängiges Gerät hat aber den Nachteil, daß es bei abgeschaltetem Motor oder auch bei einem Leitungsbruch stets die höchste Betriebsdrehzahl, entsprechend der Läuferspannung Null, anzeigt. Gewöhnlich wird daher für die Drehzahlüberwachung von Drehstrom-Induktionsmotoren mit Gegenstrombremsung eine Tachometerdynamo ver-. wendet, die bei der Gegenstrombremsung die gleiche, der jeweiligen Drehzahl verhältnisgleiche Spannung abgibt wie beim Betrieb. Tachometerdynamos wirken jedoch vielfach störend auf den Raumbedarf der Anlage.

Auch bei der Drehzahlüberwachungseinrichtung nach der Erfindung werden von der Läuferspannung abhängige Überwachungsgerate verwendet. Erfindungsgemäß werden die Überwachungsgeräte jedoch von der Abweichung zwischen der Läuferspannung und einer konstanten Spannung gesteuert. Eine solche Einrichtung gewährleistet auch bei durch Gegenstrom gebremsten Induktionsmotoren eine bei allen Betriebszuständen stets einwandfreie Drehzahlüberwachung-und bietet keinerlei Schwierigkeiten hinsichtlich ihrer Unterbringung.

Das Überwachungsgerät kann von dem Unterschied oder auch von dem Quotienten zwischen der Läufer spannung und der konstanten Spannung gesteuert werden. Die konstante Spannung erhält hierbei zweckmäßig die Größe der Läuferstillstandspannung. Mit Vorteil wird die konstante Spannung dem Ständerkreis des Motors entnommen. Zum

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

Hans Stamm in Berlin-Siemensstadt,

Angleichen der Größe der Ständerspannung an die Läuferstillstandspannung kann beispielsweise ein Transformator oder ein Spannungsteiler in Verbindung mit einem Gleichrichter verwendet werden. Eine solche Anordnung wirkt in der Weise, daß beim Hochfahren des Motors bis auf seine höchste Betriebsdrehzahl die Ständerspannung mehr und mehr die Läuferspannung überwiegt, so daß ίο die Differenzspannung bis auf einen bestimmten Höchstwert ansteigt. Wird der Motor auf Gegenstrom umgeschaltet, so behält die Differenz der beiden Spannungen vor und nach der Umschaltung die gleiche Größe, wobei sich lediglich das Vorzeichen der Differenzspannung ändert. Findet ein Meßbzw. Steuergerät Verwendung, das unabhängig von der Stromrichtung stets in derselben Richtung ausschlägt, beispielsweise ein Hitzdrahtinstrument, so behält der Zeiger des Gerätes bei der Umschaltung sogar seine frühere Stellung bei.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. ?-5 In Fig. ι ist ein Drehstrom-Induktionsmotor ι an die drei Phasen R, S, T eines Drehstromnetzes über einen Schalter 2 angeschlossen. Mittels des Schalters 3 kann der Motor auf Gegenstrombremsung umgeschaltet werden. Im Läuferkreis des Motors ist ein Widerstand 4 eingefügt, der mittels des Schalters 5 teilweise kurzgeschlossen werden kann. An Stelle des Schalters 5 können bedarfsweise auch mehrere Schalter vorgesehen sein. Ein weiterer Schalter 6 ist im Läufersternpunkt angeordnet.

Zum Messen der Drehzahl des Motors 1 ist ein Differenzmeßgerät 7 vorgesehen. Dieses ist einerseits über die Leitung 8 an eine Phase des Läufers angeschlossen, andererseits über die Leitung 9 an die eine Sekundärklemme des Transformators 10. Die zweite Sekundärklemme dieses Transformators ist über die beiden Gleichrichterventile 11 und 12 an eine weitere Phase des Läufers angeschlossen, während die Primärwicklung des Transformators 10 an zwei Phasen des Ständerkreises liegt. Ferner sind beiderseits des Meßinstrumentes 7 die Belastungswiderstände 13 und 14 vorgesehen. Die beiden Gleichrichtern und 12 sind so angeordnet, daß die in dem Meßinstrument 7 zur Wirkung kommenden Gleichspannungen einander entgegengerichtet sind. Durch geeignete Wahl oder Einstellung des Transformators 10 wird die ständerseitige Gleichspannung so hoch bemessen, daß die Differenz der beiden Gleichspannungen im Meßinstrument bei Stillstand des Motors Xtill beträgt.

Der Verlauf der beiden Gleichspannungen, die in Fig. 1 mit α und b bezeichnet sind, ist in Fig. 2 bildlich dargestellt. Hiernach ist die ständerseitige Gleichspannung α unabhängig von der Motordrehzahl konstant, während die läuferseitige Gleichspannung b von einem Wert bei Motorstillstand, der der Spannung a gleich ist, mit ansteigender Drehzahl absinkt, , bis sie bei beispielsweise rooo U/min den Wert Null erreicht. Bei Umschaltung des \lotors auf Gegenstrombremsung steigt die läuferseitige Gleichspannung?) bei —1000 U/min auf den doppelten Wert der Spannung bei Stillstand an. Die Differenz der beiden Spannungen α und b ist bei jeder Drehzahl, sowohl während des Betriebs als auch bei der Gegenstrombremsung, stets von gleicher Größe und bildet somit ein eindeutiges Maß für die jeweilige Drehzahl. Bei Motorstillstand ist das Meßinstrument stromlos, so daß es auch beim Abschalten des Motors keinen falschen Wert anzeigt. Bei Verwendung eines Hitzdrahtinstrumentes bleibt bei Einschaltung der Gegenstrombremsung selbst die Richtungsumkehr der Differenzspannung a-b ohne Einfluß auf die Ausschlagrichtung des Zeigers.

Häufig wird der Motor nicht bis zum völligen Stillstand durch Gegenstrom gebremst, sondern der Rest der Bremsarbeit durch mechnische Bremsung aufgebracht, wobei gleichzeitig der Motor vom Netz abgetrennt wird. Durch das Abschalten des Motors würde die Überwachungseinrichtung unwirksam. Um trotz der mechanischen Bremsung die Drehzahlüberwachung bis zum Motorstillstand durchführen zu können, kann in den Läuferkreis des am Netz liegenden Motors ein Widerstand von solcher Größe eingeschaltet werden, daß der Motor keinerlei Drehmoment mehr ausübt. Zweckmäßig wird hierzu einfach der im Läufersternpunkt angeordnete Schalter 6 geöffnet, so daß der Widerstand des Läuferkreises unendlich groß wird. Da die Läuferspannung hierbei bestehen bleibt, arbeitet die Überwachungseinrichtung einwandfrei bis zur Drehzahl Null.

In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird nur eine Halbwelle des Wechselstromes zum Messen verwertet. Sollen beide Halbwellen nutzbar gemacht werden, so kann die Schaltung des Transformators 10, des Gleichrichters 11 und des Belastungswiderstandes 13 nach Fig. 3 abgeändert werden, wobei noch ein weiterer Gleichrichter 15 hinzugefügt wird. In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Motor 1 mag ständer- und läuferseitig die gleiche Schaltung aufweisen wie in Fig. 1. Zur Drehzahlmessung sind in diesem Falle zwei Spannungsteiler 16 und 17 vorgesehen. Der Spannungsteiler 16 ist über einen Gleichrichter 18 iao und einen Widerstand 19 an zwei Phasen des Ständerkreises angeschlossen, während der

Spannungsteiler 17 über den Gleichrichter 20 und den Widerstand 21 an zwei Phasen des Läuferkreises liegt. Die beiden Spannungsteilerstromkreise sind durch die Leitung 22, miteinander verbunden. Ein DifferenzmSß-}' instrument 23 ist an die Gleitkontakte der' beiden Spannungsteiler 16 und 17 angeschlossen. Die Gleitkontakte der Spannungsteiler werden so eingestellt, daß das Meßinstrument 24 bei Motorstillstand bzw. bei der Läuferstillstandspannung den Wert Null anzeigt. Die Wirkungsweise des Meßinstrumentes ist dann die gleiche wie in Fig. 2.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι . Von der Läuferspannung abhängiges Überwachungsgerät (Meß- oder Steuergerät) zur Drehzahlüberwachung von Drehstrom-Induktionsmotoren, die durch Gegenstrom gebremst werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsgerät von der Abweichung zwischen der Läuferspannung und einer konstanten Spannunggesteuert wird, die zweckmäßig etwa so groß ist wie die Läuferstillstandspannung.
2. 2. Einrichtung nach· Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Spannung dem Ständerkreis des Motors, beispielsweise über Gleichrichter in Verbindung mit Belastungswiderständen oder Spannungsteilern, entnommen wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß bei mechanischer Bremsung in den Läuferkreis des am Netz liegenden Motors ein Widerstand von solcher Größe (im Grenzfall unendlich groß durch Auflösen des Läufersternpunktes) eingeschaltet wird, daß der Motor keinerlei Drehmoment mehr ausübt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen