DE645670C - Einrichtung zur UEberwachung und Messung der LLage des Polrades gegenueber dem Drehfeld von Drehstromsynchronmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung und Messung der Lage des Polrades gegenüber dem Drehfeldvon Drehstromsynchronmotoren für Strom-S richter. Bei Drehstromsynchronmotoren treten durch Schwankungen der Netzspannung oder der Belastung Veränderungen der rela-

' tiven Lage des Polrades zum Drehfeld auf. Wird mit einem derartigen Motor ein Synchrontrenner für Stromrichter betrieben, so besteht die Gefahr, daß mit den vorerwähnten Schwankungen starke Funkenerscheinungen an den Kontaktbürsten und Änderungen der übertragenen Leistung verbunden sind. Außerdem ist bei Hochspannungsanlagen die Gefahr der Rückzündung der Gleichrichterrohre vorhanden. Die Belastungsschwankungen am Synchrontrenner, die diese Erscheinungen hervorrufen können, entstehen z. B. durch veränderte Reibungsverhältnisse am Synchrontrenner (z. B. Versagen der Schmierung) und müssen mit einer Empfindlichkeit von mindestens 1 bis 2⁰ räumlich angezeigt werden können, um Materialschaden zu vermeiden. Es sind nun bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen zur Vermeidung des Feuerns von Bürsten, die auf einem vielteiligen Kollektor schleifen, weitere zusätzliche Hilfsbürsten vorgesehen werden, die die genaue Lage der Hauptbürsten zum Zwecke eines funkenfreien· Betriebes herbeiführen sollen. Diese Anordnungen sind vorgeschlagen worden in Verbindung mit Synchrongleichrichtern, Ihnen haftet jedoch noch der Nachteil an, daß eine Vielzahl von Hilfsbürsten vorgesehen werden muß, und zwar je nach der Anzahl der Hauptbürsten, und daß die Lage der Hauptbürsten genau vorgegeben ist. Ferner sind sie zufolge des Vorhandenseins mehrerer Hauptbürsten auf dem Umfange des Kollektors nicht, wie das vielfach für den Betrieb von Dampf- oder Gasentladungsstrecken erwünscht ist, in ihrer räumlichen Zuordnung zum Kollektor um i8o° verdrehbar. Alle diese Nachteile vermeidet die vorliegende Einrichtung, die beispielsweise in dem für eine vierpolige Maschine geltenden Ausführungsbeispiel der Zeichnung dargestellt ist.

Auf die' Antriebswelle 5 des Synchronmotors werden zwei Isolierscheiben 6, 7 aufgebracht, die je mit zwei um i8o° versetzten Kontaktsegmenten 8, 10, 9, 11 von etwa 3⁰ räumlicher Länge versehen sind. Beide Kon-

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

Paul Nütsler in Berlin-Reinickendorf.

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takte sind miteinander verbunden. Auf dem Umfang dieser Scheiben schleifen zwei Kontaktbürsten i, 2 bzw. 3, 4, die in einer festen Stellung zu den Bürsten des Synchrontrenr" ners stehen bzw. mit ihnen zusammen vefstellbar sind (Abb. i). Die Bürsten ι und 3 werden mit zwei beliebigen Phasen der Antriebsspannung des Synchronmotors verbunden. An die Bürsten 2 und 4 wird ein Drehspulvoltmeter V angeschlossen. Der Vorgang ist dann folgender: Befindet sich der Motor in einer angenommenen Nullage (z. B. Spannungsschnittpunkt von R und T; einmalige Einstellung bei leer laufendem Motor), so liegen" die Kontakte gemäß Abb. 2 a. In diesem Falle heben sich beide von den Kontakten herausgeschnittenen Spannungsteile auf, da diese in bezug auf das Instrument gegeneinander geschaltet sind. Treten jetzt Veränderangen der Lage der Motorwelle gegenüber dem Drehfeld, also auch gegenüber dem Spannungsschnittpunkt auf, so ergeben die herausgeschnittenen Spannungsteile eine Spannungsdifferenz, also Instrumentausschlag, da der eine Kontakt auf einem ansteigenden, der j andere auf einem abfallenden Teil der Sinuswelle arbeitet (Abb. 2b). Die Güte der Anordnung hängt von der Kontaktbreite und der Empfindlichkeit des verwendeten Instrumentes ab. Fehler durch kleine Kontaktunsauberkeiten werden durch Verwendung von stark gedämpften Instrumenten vermieden. Die Nachregelung auf die gewünschte Stellung kann von Hand nach einem bestimmten Zeigerausschlag erfolgen. Für eine selbsttätige Regeleinrichtung empfiehlt sich die Glättung der Spannungsspitzen mittels eines Kondensators, um die so erhaltene Gleichspannung als Regelspannung zu benutzen. Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Ausführung mit um i8o° versetzten Segmenten ist verwendbar für alle Maschinen mit einer durch 2 teilbaren Polpaarzahl. Bei Maschinen mit anderen Polpaarzahlen erfolgt die Kontaktgebung abwechselnd immer in positiven bzw. negativen Halbwellen der beiden zu vergleichenden Phasenspannungen. Infolgedessen wird bei Abweichungen von der Soll-Phasenlage auch die dem Instrument zugeführte Difterenzspannung bei derartigen Maschinen mit stets wechselndem Vorzeichen auftreten, so daß der mittlere Zeigerausschlag XuIl bleibt und dauernd die richtige Phasenlage vortäuscht. Bei Maschinen mit nicht durch 2 teilbarer Polpaarzahl ist daher der Winkel, um den die Segmente einer Scheibe gegeneinander versetzt sind, von i8o^: verschieden zu wählen, wobei natürlich der Verschiebungswinkel der Bürsten einer Scheibe entsprechend anzupassen ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei derartigen Maschinen eine Kontaktgebung nur einmal während jeder Umdrehung erfolgt und damit sämtliche Stromimpulse in Halbwellen des gleichen Vorzeichens entstehen, sobald eine iftbjiveichung der Phasenlage auftritt. > viäei Verwendung von Regelanzeigeeinrichtungen mit symmetrischem Nullpunkt (z. B. Instrument mit Nullpunkt in der Mitte) ist es möglich, die Einstellung der Stromrichteranlage nach der Ausschlagsrichtung vorzunehmen (z.B. Zeigerausschlag nach links: Gleichrichterbetrieb; Zeigerausschlag nach rechts: Wechselrichterbetrieb). Will man beide Betriebsarten mit einem Synchrontrenner wahlweise vornehmen, so ist eine Umpolung des Anzeigeinstrumentes I>ei Betriebswechsel nötig, da z. B. beim Wechselrichter vor und beim Gleichrichter hinter dem Spannungsschnittpunkt eingestellt werden muß. Da gleichzeitig mit dem Betriebswechsel eine Schwenkung des Synchrontrenners um i8o° elektrisch vorgenommen werden muß, würde sich sonst ein gleichsinniger Zeigerausschlag ergeben. .

Bei Verwendung der Meßeinrichtung in Hochspannungsanlagen empfiehlt sich das Anschalten der Bürsten 1 und 3 (Abb. 1) an zwei Hochspannungsphasen über Spannungsteiler oder Spannungswandler. Hierdurch kann ohne weiteres nach dem für das Arbeiten der Synchrontrenneranlage maßgebenden Spannungsschnittpunkt eingestellt werden. Die beschriebene Einrichtung ist nicht nur auf Synchrontrennerantriebe beschränkt, sondem sie kann auch für beliebige andere, mit Mehrphasenmotoren ausgerüstete Antriebe, bei denen eine relative Verdrehung zwischen Läufer und Drehfeld in Frage kommt und überwacht werden soll, verwendet werden, beispielsweise für Antriebe von Kontaktwalzen oder Spannungserzeugern, durch die die Gitter von Entladungsstrecken mit Phasenverschiebung gesteuert werden sollen.

Claims (1)

105 Patentanspruch:

Einrichtung zur Überwachung und Messung der Lage des Polrades gegenüber dem Drehfeld von Drehstromsyn- χ chronmotoren unter Verwendung eines Gleichstromspannungsmessers, welcher die Differenz zweier aufeinanderfolgender Phasenspannungen anzeigt, insbesondere von Motoren zum Antrieb von Synchrontrennern bei Umformungseinrichtungen mit Entladungsstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Motorwelle zwei Isolierscheiben mit je zwei miteinander verbundenen und um vorzugsweise i8o° gegeneinander am Umfang versetzten Kontaktsegmenten angeordnet sind, die

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mit vier feststehenden, in der Umformungseinrichtung um die gleichen Winkel wie die Kontaktsegmente gegeneinander versetzten Bürsten derart zusammenarbeiten, daß die Kontaktgebung für den Spannungsmesser an allen vier Segmenten gleichzeitig erfolgt und daß von den zu einer Scheibe gehörigen Bürsten je eine an je eine Phase des speisenden Wechselstromnetzes angeschlossen ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen