DE657530C - Einrichtung zum Anlassen von kommutatorlosen Motoren, die ueber gesteuerte Entladungsstrecken in Wechselrichterschaltung aus einem Gleichstromnetz gespeist werden - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
7. MÄRZ 1938

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 2Id¹ GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Gleichstromnetz gespeist werden

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Februar 1934 ab

Bekanntlich kann bei Gleichstrommotoren der Kommutator für den Ankerstrom vermieden werden, wenn die Speisung der Ankerwicklung über gesteuerte Entladungsstrecken erfolgt. Solche Anordnungen arbeiten ohne weiteres dann zufriedenstellend, wenn Elektronenröhren zur Verwendung gelangen. Soll dagegen die Speisung der Ankerwicklung über gesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken mit im wesentlichen lichtbogenförmiger Entladung erfolgen, so muß dafür gesorgt sein, daß diese Entladungsstrecken durch äußere Einwirkung gelöscht werden, da dies mit Hilfe des Gitters nicht möglich ist.

Bei Umformungseinrichtungen, die als reine Wechselrichter arbeiten, ist es daher bekanntgeworden, eine besondere, mit der Betriebsfrequenz gleichfrequente Zusatzspannung in den Sternpunkt der Wicklungen des

ao an den Wechselrichter angeschlossenen Verbrauchers einzufügen, unter der Voraussetzung allerdings, daß das zu speisende Wechselstromnetz bereits eine taktgebende Spannung aufweist. Zumindest beim Anlauf

as kommutatorloser, über gesteuerte Dampfoder Gasentladungsstrecken gespeister Motoren ist eine derartige taktgebende Spannung nicht vorhanden, so daß ein Anlaßbetrieb nicht möglich ist.

Es sind nun zu diesem Zweck ganz allgemein Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen jeweils gerade auf die der Kommutierung dienende Teilwicklung eine Wechselspannung mit einer Frequenz aufgedrückt wird, die ein Vielfaches der im Motor im Normalbetrieb bei Nenndrehzahl erzeugten Frequenz beträgt. Der Nachteil derartig aufgebauter kommutatorloser Motoren besteht darin, daß eine gegenüber der im normalen Betriebsfall im Motor auftretende höhere Frequenz für die Kommutierungsspannung gewählt werden muß; derartige Anordnungen werden naturgemäß verhältnismäßig teuer. Es ist auch bekannt, solche Anlaßaggregate noch vor vollendetem Anlauf abzuschalten, sobald die Gegenspannung des Motors für die Korn- mutierung der Arbeitsströme ausreicht.

Gemäß der Erfindung ist ein in Stern geschaltetes, zwischen die Arbeitswicklungen des Motors eingefügtes Anlaßaggregat, beispielsweise eine Anlaßmaschine oder ein Anlaßtransformator, vorgesehen, das eine Spannung, deren Frequenz im Verhältnis zu der der normalen Drehzahl entsprechenden Frequenz relativ hoch ist, liefert und außer einer beliebigen Grunderregung noch eine von der Höhe des Motorstromes abhängige Erregung besitzt, die beispielsweise im Falle einer Anlaßniaschine als Reihenschlußerregung aufgebaut sein kann. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß die Wechselspannungsquelle zur Lieferung der Kommutierungs-

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

Max Stoehr in Berlin-Hermsdorf.

frequenz für eine bedeutend kleinere Typenleistung zu bemessen ist, als wenn sie auch betriebsmäßig dauernd mitarbeiten müßte, da die Zusatzeinrichtung nur kurze Zeit beanspracht wird und daher mit Rücksicht auf die nur kurzzeitig'dauernde Erwärmung unterdimensioniert werden kann. Dazu kommt, daß die Frequenz der Zusatzeinrichtung insgesamt genommen niedriger sein kann, als der Frequenz der Normäldrehzahlen entsprechen würde, da die Zusatzeinrichtung beim Erreichen einer bestimmten Motordrehzahl, die stets kleiner ist als die Normaldrehzahl, abgeschaltet werden kann. Ganz wesentlich aber

is ist, daß die eingefügte Kommutierungsspannung durch die stromabhängige Zusatzerregung des Anlaßaggregates in ihrer Größe den jeweiligen Strom- bzw. Lastverhältnissen im Motor angeglichen ist.

Der Gegenstand der Erfindung möge an den Ausführungsbeispielen der Abb. ι und 2 näher erläutert werden.

In Abb. I ist ein Motor ι mit der Erregerwicklung 8 dargestellt, dessen in offenem Stern geschaltete Arbeitswicklungen i', i"und i'" zusammen mit den Entladungsstrecken 2, 3 und 4 in Wechselrichterschaltung an das Gleichstromnetz angeschlossen sind, vorzugsweise über eine Drosselspule 5 und einen An- laßwiderstand 6. Um den Motor anlassen zu können, ist zwischen dem offenen Sternpunkt seiner Arbeitswicklungen und der Drosselspule ein mehrphasiges, in geschlossenem Stern geschaltetes Anlaßaggregat 7 eingefügt,

3-5 beispielsweise ein Anlaßgenerator oder ein Transformator. Die in den Anlaßwicklungen Y, j" und 7'" erzeugten Spannungen müssen eine Frequenz besitzen, die stets größer ist als die gerade vorhandene Frequenz der im Motor erzeugten Gegenspannung, und ihre Amplitude muß größer sein . als die Gleichspannung, so 'daß eine zyklische Löschung der an die einzelnen Phasen angeschlossenen Entladungstrecken möglich · wird. Es entsteht dadurch ein Drehfeld, welches den Läufer des Motors mitnehmen wird. Die nicht näher bezeichnete Erregerwicklung dieses Anlaßaggregates z. B. einer Maschine ist, wie weiter oben bereits gesagt wurde, derart aufgeteilt, daß sie eine konstante Grunderregung enthält und eine weitere zusätzliche, ebenfalls nicht gezeichnete, vom Motorstrom beeinflußte Zusatzwicklung aufweist. Sobald nun der Motor eine so hohe Drehzahl·erreicht hat, daß die in den Arbeitswicklungen erzeugten Gegenspannungen zur Löschung der entsprechenden Entladungsstrecken ausreichen, kann die Anlaßwech'selspannungsquelle abgeschaltet werden, indem beispielsweise der Anlaßgenerator entregt wird. Das bedeutet aber praktisch, daß das Anlaßaggregat in seiner Typenleistung bedeutend kleiner gehalten werden kann, als wenn es für Dauerbetrieb und Normaldrehzahl des Motors bemessen werden mußte. Auch hinsichtlich der Frequenz sind keine so engen Grenzen gesteckt, so daß gegebenenfalls die Auslegung für ganz bestimmte optimale Frequenz erfolgen kann.

Besonders augenfällig sind die Vorteile der Erfindung in den Fällen, wo mehrere Motoren beim Anlassen in Reihe geschaltet sind, also z. B. bei Triebfahrzeugen. Dann kann nämlich ein einziges Anlaßaggregat für je eine Gruppe in Reihe zu schaltender Motoren vorgesehen werden. Ein Ausführungsbeispiel ist in Abb. 2 dargestellt. Es sind zwei Motoren ι und 9 mit den zugehörigen Entladungsstrecken 2, 3, 4 bzw. 10, 11, 12 in Reihe an das Gleichstromnetz geschaltet, Motor ι in offenem, Motor 9 in geschlossenem Stern. Zwischen die Verbindungsleitungen der Motoren ist das Anlaßaggregat 7 in geschlossenem Stern geschaltet. Die Anordnung hat in dieser Form den Vorteil, daß die notwendige Gegenspannung schon bei geringer Drehzahl erreicht wird und vor allem, daß die Wicklungen der Anlaßmaschine bzw. des Anlaßtransformators vom Arbeitsstrom der Motoren überhaupt nicht durchflossen werden, sondern nur den· Kommutierungsstrom zu führen haben.

Der Gleichstrom wird beim Anlassen vorteilhaft durch den Anfahrwiderstand 6 begrenzt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann auch die Erregung der Kommutierungsmaschine in Abhängigkeit von der Drehzahl oder der Spannung zusätzlich erregt werden. Dabei kann für gewisse Lastbereiche, insbesondere beim Anlassen, eine Kompoundierungswirkung erzielt werden.

Die Möglichkeit, das Anlaßaggregat nach Erreichung einer bestimmten Grunddrehzahl abzuschalten, hat den Vorzug, daß während ¹^S des Betriebes die überlagerte Wechselstromkomponente verschwindet und dementsprechend die Ausnutzung der Motorwicklungen eine bessere ist. Die Verkleinerung der Typenleistung der Anlaßmaschine läßt sich '" sehr weit treiben, wenn sie während des Anlassens besonders stark gekühlt wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Anlassen von kommutatorlosen Motoren mit in Stern geschalteter mehrphasiger Wicklung, die über gesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken, vorzugsweise gitter- iao gesteuerte Entladungsstrecken, in Wechselrichterschaltung aus einem Gleichstrom-

   netz gespeist werden unter Verwendung einer besonderen Anlaßspannung zur Kommutierung der Anodenströme auch bei kleinen Drehzahlen, insbesondere im Anlauf, dadurch gekennzeichnet, daß das in Stern geschaltete, zwischen die Arbeitswicklungen des Motors eingefügte,' eine geeignete Wechselspannung relativ hoher Frequenz gegenüber der der normalen Drehzahl entsprechenden Frequenz liefernde Anlaßaggregat, beispielsweise eine Anlaßmaschine oder ein Anlaßtransformator, außer einer beliebigen Grunderregung noch eine von der Höhe des Motorstromes abhängige Erregung erhält, die im Falle einer Anlaßmaschine als Reihenschlußerregung ausgebildet ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlaßaggregat nach erfolgtem Anlauf der Hauptmotoren selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehzahl bzw. Spannung der Hauptmotoren entregt und abgeschaltet bzw. überbrückt wird.
3. . 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Anlaßaggregates in Abhängigkeit von der Drehzahl bzw. der Spannung der Hauptmotoren veränderbar ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziges Anlaßaggregat zum Hochfahren mehrerer in der gleichen Anlage vorhandener, nicht starr miteinander gekuppelter Hauptmotoren verwendet wird, insbesondere daß bei Reihenschaltung mehrerer Motoren das gemeinsame Anlaßaggregat zwischen zwei in Reihe liegende Motorwicklungen samt den zugehörigen Entladungsstrecken eingeschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen