DE651521C - Umschaltrelais zum selbsttaetigen Synchronisieren asynchron anlaufender Synchronmotoren - Google Patents

Description

• Umschaltrelais zum -selbsttätigen Synchronisieren asynchron anlaufender Synchronmotoren Zum Synchronisieren von Asynchronmotoren ist bereits ein Relais vorgeschlagen worden, das eine läuferstrom- und eine gleichstromerregte Magnetwicklung hat und das beim Synchronisieren die Läuferwicklung an die Gleichstromquelle anschließt. Während des asynchronen Laufs des Motors hält die läufergespeiste Relaiswicklung den Relaiskontakt offen; sinkt jedoch in der Nähe des Synchronpunktes der induzierte Läuferstrom, so überwiegt das von der gleichstromgespeisten Relaiswicklung erzeugte Feld das Feld der Wechselstromwicklung um einen bestimmten Wert und bewirkt die Schließung des. Relaiskontaktes, der seinerseits über einen Zeitschalter das Schütz für die Gleichstromerregung des Motors betätigt. Ein solches Relais bedarf einer verhältnismäßig großen Zahl von Amperewindungen sowie des geni unten Zeitschalters, also eines Zwischenrelais, welches mit einer Verzögerungseinrichtung versehen ist.
• Nach der Erfindung werden die genannten Nachteile vermieden. Ihr Wesen besteht in einer solchen Bemessung und Schaltung des Relais, daß sein Kern, der während des Asynchronlaufs des Motors gegen die Wirkung einer Gegenkraft, z. B. einer Feder, angezogen wird und die Relaiskontakte geöffnet hält, beim annähernden Synchronlauf losgelassen wird und die Kontakte 'schließt, sobald bei der gewollten Polarität das resultierende, der geometrischen Summe der Amperewindungen der beiden Relaisspulen entsprechende Feld einen bestimmten unteren Grenzwert eine einstellbare Zeit lang unterschreitet. Die Schließung des Kontakts findet also ohne zusätzlichen Amperewindungsverbrauch statt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt die Fig. t das elektrische Schaltbild eines Synchronmotors mit Umschaltrelais und die Fig. 2 Schaulinien, welche die Wirkungsweise der Wicklungen des Umschaltrelais besser erkennen lassen.
• Der Synchronmotor a, b kann ständerseitig über den Schalter c an das Drehstromnetz und läuferseitig über die Kontakte f des Utnschaltrelais g an die Gleichstromerregermaschine la angeschlossen werden. Das Relais g hat zwei (gemäß Patent 531 411) Magnetwicklungen i und h, von denen die Wicklung i über den Einstellwiderstand l mit der Läuferwicklung b und die Wicklung k über den Einstellwiderstand m mit der Erregermaschine lt stromleitend verbunden ist. Die Maschine lt kann mit dem Motor a, b gekuppelt sein. Der Relaiskern steht außerdem unter dem Einfluß der Feder o, die den Kern in der gezeichneten Ruhelage zu halten sucht und deren Kraft verschieden eingestellt werden kann. Der Schalter c wird zweckmäßig derart verriegelt, daß er nur dann eingeschaltet werden kann, wenn die Relaiskontakte f durch irgendwelche Mittel offen gehalten sind. -Wird nun der Ständer a mit Hilfe des Schalters c an das Wechselstromnetz d angeschlossen, so läuft der Motor a, b asynchron an. Die Relaiswicklung -i wird dann vom Schlupfstrom gespeist, der vorerst so stark ist, daß der Kern des Relais g entgegen der Kräft (gemäß Patent S3 i :lii) der. Feder o hochgezogen bleibt. Das Verhältnis des induktiven Widerstandes zum Ohmschen Wider'-stand des vom Schlupfstrom gespeisten Stromkreises, bestehend aus der Läuferwicklung b, der Relaiswicklung i und dem Einstellwiderstand L, ist nun derart gewählt, daß der Strom dieses Kreises bei abnehmender Schlupfspannung und Schlupffrequenz möglichst angenähert linear sinkt. Das Verhältnis der Feldamperewindungen beider Relaiswicklungen i, k -ist so gewählt, daß bei einem bestimmten asynchronen Schlupf der Relaiskern- infolge der Schtverkraft oder der Kraft der Feder o abfällt. Die Läuferwicklung b wird jetzt vom Gleichstrom der Erregermaschine h gespeist, wobei der Erregerstrom mit Hilfe eines besonderen Einstellwiderstandes in verschieden eingestellt werden kann. Eine .ähnliche Wirkung tritt ein, wenn statt der Erregermaschine lt irgendeine Gleichstromquelle konstanter Spannung verwendet wird. Denn auch in diesem Falle können die Verhältnisse so gewählt werden, daß während des Anlaufvorganges die geometrische Summe der Felder beider Relaiswicklungen i, k die Kraft der Feder f so lange überwindet, bis ein bestimmter minimaler Schlupf erreicht ist.
• Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. i und besonders der Relaiswicklungen i und k ist noch klarer zu erkennen, wenn man die Schaulinien nach Fig. 2 betrachtet. Darin zeigt die Linie A den Verlauf des in der Wicklung i auftretenden Schlupffeldes. Diesem Schlupffeld A ist das- von der Wicklung k herrührende Gleichfeld B überlagert. Dabei ist angenommen, daß statt der Erregermaschine lt eine Gleichstromquelle konstanter Spannung vorhanden ist. Auf diese Weise entsteht ein resultierendes Relaisfeld C, dessen positive Halbwellen je nach der Stärke der Gleichstromerregung der Wicklulig k größer als die negativen Halbwellen sind. Während des Anlaufvorganges des Motors a, b halten die resultierenden positiven und negativen Halbwellen des Relaisfeldes den Relaiskern in der hochgezogenen Stellung. Bei einer hestinimten Älindestgröße der negativen Halbwellen und einer bestimmten Länge bzw. Dauer dieser Wellen fällt der Relaisanker ab, uni die Synchronisierung herbeizuführen. Auf diese Weise kann eine S_: nchronisierung bei bestimmter Schlußfrequenz und bestimmter Polradstellung des Motors a, b erreicht werden. Die Erreichung einer bestimmten Polradstellung ist deshalb gewährleistet, weil die Richtung des von der Relaiswicklung 1z erzeugten Gleichfeldes B derart gewählt -,werden kann, daß beim Umschalten des Motors a.. b auf den Synchronbetrieb die Richtung des Gleichstromfeldes im Läufer mit der Augenblicksrichtung des Wechselstromfeldes im Läufer b zusammenfällt. Außerdem wird durch die Wahl dieses günstigsten Synchronisieraugenbfickes mit einem Mindestmaß an Motorerregerleistung ein Höchstmaß an Synclironisierdrehmoment erreicht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i.. Umschaltrelais zum selbsttätigen Synchronisieren asynchron anlaufender ,Synchronmotoren mit einer vom Schlupf-Strom und einer durch Gleichstrom erregten Magnetwicklung sowie einer mechanischen Gegenkraft (Feder), dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetwicklungen (i und k) beim asynchronen Lauf ihren Anker anziehen und den Erregerkreis (Kontakte f) offen halten, dagegen bei angenähert synchronem Lauf, sobald bei der gewollten Polarität die geometrische Summe der beiden Felder einen gewissen Grenzwert unterschreitet, den Anker loslassen und die Gegenkraft (o) die Gleichstromerregung anschließt. a. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des induktiven Widerstandes zum Ohmschen Widerstand des vom Schlupfstrom gespeisten Relaisstromkreises (i, b, l) derart gewählt ist, daß der Strom dieses Kreises bei abnehmender Schlupfspannung und Schlupffrequenz möglichst angenähert linear sinkt. 3. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des von der gleichstromerregten Relaiswicklung (k) erzeugten Gleichfeldes (B) derart gewählt ist, daß beim Umschalten des Motors (a., b) auf den Synchronbetrieb die Richtung des Gleichstromfelcles im Läufer mit der Augenblicksrichtung des Wechselstromfeldes im Läufer (b) mindestens annähernd 711Salillnelif@illt.