DE673692C

DE673692C - Einrichtung zur Erzielung einer konstanten Drehzahl bei mit schwankender Spannung und Frequenz betriebenen Asynchronmotoren

Info

Publication number: DE673692C
Application number: DEC52933D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Gross
Original assignee: CONZ ELEK CITAETS GmbH
Current assignee: CONZ ELEK CITAETS GmbH
Priority date: 1937-06-17
Filing date: 1937-06-17
Publication date: 1939-03-28

Description

Es gibt Betriebsfälle, namentlich, bei kleineren Leistungen, wo die bei Regelung eines Asynchronmiotors auftretenden Verluste nicht ins Gewicht fallen gegenüber dem Vorteil, für den bestimmten EaIl eine möglichst geringe Drehzahlschwankung bei schwankenden Primärdaten und schwankender Belastung zu erhalten. Dieses soll im folgenden unter dem Begriff Regelung verstanden sein, also nicht die willkürliche' Einstellung von unter sich verschiedenen Drehzahlen. Dabei ist vorausgesetzt, daß diese Verluste vom Läufer aufgenommen werden können. Falls bei sich ergebenden größeren Verlusten diese durch die Läuferkühlmittel nicht vollständig bewältigt werden können, müßten sie in getrennte Schlupfwiderstände verlegt werden, was bei genügend reichlich gewähltem Modell immer möglich ist.

Die bekannten Möglichkeiten, einen Asynchronmotor in der Drehzahl zu regulieren, indem man im Stator oder Rotor den Wirkoder Blindwiderstand ändert, haben noch nicht zu wirklich einfachen automatischen Reguliereinrichtungen geführt, welche Änderangen im primären Drehstromnetz und in der Belastung genügend rasch und betriebssicher in Hinsicht auf die Drehzahl ausregulieBen und sich in größerem Maße in die Praxis eingeführt haben. Es. hat sich in der Praxis in verschiedener Hinsicht als nachteilig herausgestellt, die Betriebswicklungen im Rotor oder Stator nach bekannten Methoden direkt durch Fliehkraftregler beeinflussen zu lassen. ,

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine indirekte Beeinflussung der Drehzahl-Momenten-Kennlinie durch eine Tertiärwicklung

grundsätzlich verschiedener Polzahl wie die der Ständerbetriebswicklung., die so ausgelegt ist, daß die Summe aller in ihren Leitern vom Betriebsfeld induzierten elektromotorischen Kräfte gleich Null ist und die ihrerseits die Ständerbetriebswicklung nicht induziert. Diese Wicklung wird durch 'ein lediglich von der Drehzahl gesteuertes Regelorgan, vorzugsweise einen mehrstufigen Fliehkraftregler, dessen Kontakte nacheinander zum Eingriff kommen (z. B₁ nach Art des Reglersystems Dr. Dornig, Patent 374560 und 457 490), derart mit Gleichstrom gespeist, daß das Drehmoment der Tertiärwicklung entgegengesetzt zu dem Drehmoment des Motors wirkt. Die resultierenden Drehzahl-Momenten-Kennlmien sind die Differenz zwischen der normalen Drehstnom-Asynchronmotor-Charakteristik und der Bremsmomentcharakteristik. Da bei zu hoher Frequenz die Drehzahl künstlich tiefer gebremst wird, müssen die entsprechenden Verluste, welche sowohl vom Betriebsfeld als auch vom Bremsfeld herrühren, aus dem Läufer abgeführt werden. Dies läßt sich bei genügend reichlichem Modell und bei nicht zu großen Primärschwankungen erreichen, namentlich dann, wenn mittels Schleifringe die Verluste aus dem Läufer in besondere Sekundärwiderstände herausverlegt werden.

Es ist ein besonderes Kennzeichen der Erfindung, daß die Rotorwicklung für ein größtmögliches Bremsmoment, ausgeübt durch den aus der Gleichstromspeisung herrührenden Fluß, ausgelegt wird. Da die Drehzahl-Momenten-Kurve für einen normalen Asynchronmotor bei Gleichstrombeschickung auf der normalen Betriebs drehzahl ihren günstigsten Punkt hinsichtlich des Brernsmomentes überschritten hat, so arbeitet die Erfindung mit einem für jede Polzahl anderen ■ Rotorwiderstand, so daß die aufzuwendende Gleichstromerregerleistung für ein bestimmtes gefordertes Bremsmoment ein Minimum wird, was mit Hinsicht auf die besonders zweckmäßige Speisung über einen Trockengleichrichter und die Tastung durch den Fliehkraftregler sehr wesentlich ist. In Fig. J ist z. B. das Zusammenwirken einer zweipoligen Betriebswicklung α mit einer vierpoligen Brems wicklung b_u b₂, O₃ dargestellt, wobei die Rückwirkung der Rotorwicklung auf den Fluß der Bremswicklung durch Änderung des Sekundärwiderstandes variiert wurde. Diese günstigste Rückwirkung hinsichtlich des Bremsmomeintes läßt sich am einfachsten erzielen durch zwei getrennte Läuferwicldungen verschiedener Polzahl, welche jeweils nur auf ihre zugehörige Stäinderwicklung rückwirken, und zwar hat dann die auf die Ständerbetriebswicklung zurückwirkende Läuferwicklung einen kleinen Widerstand und die auf die Ständerbremswicklung rückwirkende Läuferwicklung einen großen Wirkwiderstand, wobei vorbehalten bleibt, letzteren nach Maßgabe der Kühlmöglichkeiten mittels Schleifringe aus dem Läufer teilweise herauszuverlegen.

Mit einer einzigen Läuferwicklung läßt sich ein kleiner Wirkwiderstand, bezogen auf die Primärbetriebswicklung, und ein großer Wirkwiderstand, bezogen auf den Fluß der Tertiärwicklung, ebenfalls erreichen, wenn der Wicklungsfaktor dieser einzigen Rotorwicklung, bezogen auf die Flußverteilung der Betriebswicklung, groß und der Wicklungsfaktor, bc- zogen, auf die Flußverteilung der Bremswicklung, klein gewählt wird. Dies läßt sich in bekannter Weise beispielsweise durch eine Zweischichtwicklung passender Spulenweite oder durch Kurzschlußspulen mit passendem Schritt im Läufer !erreichen. Die durch das Regelorgan bedingten Flußschwankungen im Feld der Gleichstromtertiärwicklung können nach dem Gesagten ihrerseits nicht die Betriebswicklung induzieren.

Als Vorteil der Erfindung ergibt sich weiterhin die Möglichkeit der Verwendung einer normalen, für Gleichstrom bereits praktisch bewährten, vorzugsweise mehrkontaktigen Fliehkraftaliordnung, beispielsweise nach dem System von Dr. Dornig. Fig. 2 zeigt die Gesamtanordnung, wobei als Beispiel für diese Fliehkraftregleranordnung die genannte Einrichtung gemäß dem System Dornig eingezeichnet wurde. Da mittels der Fliehkraftanordnung nur die Verlustleistung für das Bremsfeld getastet wird, kann man ■erfindungsgemäß diese Regelart ohne Relais bis zu größeren Leistungen benutzen.

Claims

100 Patentansprüche·.

i. Einrichtung zur Erzielung einer konstanten Drehzahl bei mit schwankender Spannung und Frequenz betriebenen Asynchronmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise im Ständer angeordnete Tertiärwicklung anderer Polzahl, die so ausgelegt ist, daß die Summe der in ihr von der Betriebswicklung induzierten elektromotorischen Kräfte gleich Null ist und die ihrerseits die Ständerbetriebswicklung nicht induziert, über ein lediglich von der Drehzahl gesteuertes Regelgerät, vorzugsweise einen mehrstufigen Fliehkraftregler mit nacheinander ansprechenden Kontakten, derart mit Gleichstrom gespeist wird, daß das Drehmoment der Tertiärwicklung entgegengesetzt zu dem Drehmoment des Motors wirkt.

2. 'Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer für das Feld der Primärwicklung einen klei-

■nieren Wirkwiderstand besitzt als für das Feld der Tertiärwicldung.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Läuferwiderstandes des Motors unter Verwendung von Schleifringen außerhalb des Läufers angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer zwei den beiden Ständerwicklungen in der Polzahl entsprechende getrennte Wicklungen verschiedenen Widerstandes aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer eine einzige Wicklung bzw. Wicklungsgruppe trägt, die, auf das Feld der Primär wicklung bezogen, einen größeren Wicklungsfaktor hat, als auf das Feld der Tertiär wicklung bezogen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Zweischichtwicklung, bei der jede Spule in sich kurzge_: schlossen ist oder die einzelnen Spulen zu wenigen, in sich geschlossenen Wicklungssträngen oder zu mehrphasigen Wicklungsanordnungen verbunden sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erregung des Tertiärkreises notwendige Gleichstromleistung über einen Gleichrichter, vorzugsweise einen Trockengleichrichter, dem Drehstromnetz entnommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen