DE676880C

DE676880C - Verfahren zum Anlassen von Synchronmotoren mit Permanentmagnetstahllaeufer

Info

Publication number: DE676880C
Application number: DES124135D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Friedlaender
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1936-09-11
Filing date: 1936-09-11
Publication date: 1939-06-14

Description

Verfahren zum Anlassen von Synchronmotoren mit Permanentmagnetstahlläufer Durch die Entwicklung von Magnetstählen mit besonders hoher Koerzitivkraft, z. B. die sogenannten ausscheidungsgehärteten Magnetstähle mit Aluminium- oder Titanzusatz, ist es möglich geworden, Synchronmotoren größerer Leistung mit solchen Magnetstählen als erregenden Teil auszurüsten. Um den Motor wirtschaftlich ausnützen zu können, muß man dafür sorgen, daß das magnetische Feld im Stahl bei jedesmaligem Einschalten leicht auf seinen für die Arbeitsweise des Motors günstigsten hohen Remanenzwert gebracht werden kann bzw. man muß dafür sorgen, daß dieser hohe Remanenzwert beim Anlaufen des Motors nicht zerstört wird. Läßt man einen solchen Motor ohne irgendwelche besonderen Magnetisieranordnungen aus dein Stillstand anläufen, so wird das etwa vorhandene Remanenzfeld während der Zeit des Schlüpfens bei großer Stromaufnahme so geschwächt, daß der Motor seine vorteilhaftesten Eigenschaften verliert. Es ist bereits vorgeschlagen worden, das magnetische Feld vor dem übergang in den Synchronlauf durch Steigerung der Spannung oder Verminderung der wirksamen Amperewindungszahl (Wicklungsumschalturig) vorübergehend zu erhöhen. Betrachtet man das Grundgesetz des Zusammenhangs zwischen Spannung, Fluß und Windungszahl bei einer Frequenz w U-CU#9PJ#0#IO-$, so sieht man, daß man bei gegebener Spannung und Windungszahl den Fluß auch durch Verminderung der Frequenz erhöhen kann.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das in besonders vorteilhafter Weise gestattet, den Synchronmotor mit Permanentmagnetstalilläufer *mit geringer Frequenz anzulassen und diese Frequenz während des Anlassens zu steigern. Der Synchronmotor wird dabei aus einem Wechselstromnetz über einen Kommutatorfrequenzwandler mit einem Wechselstrom von zunächst gegenüber der Netzfrequenz herabgesetzter Frequenz gespeist. Erfindungsgemäß wird die Frequenz des dem Motor zugeführten Wechselstromes dadurch auf die Netzfrequenz erhöht, daß der zu Beginn des Anlassens fremd angetriebene Kommutatorfrequenzwandler zum freien Auslaufen gebracht wird. Dadurch steigt die von dem Kommutatorfrequenzwandler gelieferte Frequenz an, bis sie schließlich beim Stillstand des Kommutatorfrequenzwandlers gleich der Netzfrequenz ist.
An sich ist es zum Anlassen von Synchronmotoren bereits bekannt, den Synchronmotor über einen bewickelten oder wicklungslosen Kommutatorfrequenzwandler zu speisen und durch Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors für diesen Frequenzwandler die dem Synchronmotor zugeführte Frequenz zu erhöhen. Die Erhöhung der Frequenz durch freien Auslauf des vorher fremd angetriebenen Kommutatorfrequenzwandlers bringt demgegenüber wesentliche Vorteile mit sich. Bei der bekannten Einrichtung müssen besondere Vorrichtungen für die Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors des Kommutatorfrequenzwandlers vorhanden sein. Noch wesentlicher ist die Vereinfachung des An-. laßvorganges bei dem Verfahren der Erfindung. Man kann dieses Verfahren mit Hilfe eines einzigen Schalters durchführen, der beim Anlauf zunächst den Antriebsmotor für den Kommutatorfrequenzwandler einschaltet, hierauf den Synchronmotor an den Kommutatorfrequenzwandler anschließt und schließlich den Antriebsmotor ausschaltet und dadurch den Kommutatorfrequenzwandler zum Auslaufen bringt. Da der Antriebsmotor rasch seine Betriebsdrehzahl erreicht, so können diese Schaltungen unmittelbar hintereinander durchgeführt werden.. Es ist nicht notwendig, daß man sich um den Auslauf des Kommutatorfrequenzwandlers besonders kümmert bzw. während dieses Auslaufes noch Schaltungen vornimmt. Der Anlaufvorgang ist also ungemein einfach und von der Geschicklichkeit des Bedienungspersonals unabhängig. Dieser Vorzug ist bei der bekannten Anordnung zweifellos nicht in dem Maße vorhanden, da hier der Bedienungsmann die Drehzahl des Antriebsmotors des Kommutatorfrequenzwandlers bis auf Null herabregeln muß, wobei er darauf achten muß, daß die Drehzahl nicht zu schnell heruntergeregelt wird, da sonst der Synchronmotor außer Tritt fallen würde.
Für den Kommutatorfrequenzwandler kann män in bekannter Weise einen Gleichstromanker verwenden, dessen Wicklung noch an Schleifringe angeschlossen ist und der in einem wicklungslosen Eisenring umläuft. Die Schleifringe stehen mit dem Wechselstromnetz in Verbindung, während die niedrige Frequenz am Kommutator abgenommen wird. Es genügt aber auch ein ebenfalls bekannter Kommutatorfrequenzwandler, der überhaupt keine Wicklung besitzt, bei dem also die drei Schleifringe unmittelbar mit Kommutatorsegmenten verbunden sind.
Die Zeichnung zeigt eine derartige Anordnung in schematischer Darstellung. i ist der anzulassende Synchronmotor mit Permanentstahlläufer, 2 ist der aus drei Schleifringen und drei Kommutierutigssegmenten bestehende Kommutatorfrequenzwandler. Auf den Kommutierungssegmenten ruhen drei mit dem Motor i verbundene Bürsten 3. Der Kommutatorfrequenzwandler wird von einem kleinen Motor q., z. B. einem Asynchronmotor, angetrieben. Das Anlassen des Motors i vollzieht sich nun folgendermaßen: Zunächst wird durch Schließen des Schalters 5 der Antriebsmotor ¢ zum Anlaufen gebracht. Hat der Kommutatorfrequenzwandler 2 eine Drehzahl erreicht, bei der er an den Kommutierungssegmenten Gleichstrom oder niederfrequenten Wechselstrom abgeben kann, so wird er durch Schließen des Schalters 6 unter Spannung gesetzt. Der Motor i bekommt nunmehr Gleichstrom oder niederfrequenten Wechselstrom. Hierauf wird der Schalter 5 wieder geöffnet und der Kommutatorfrequenzwandler zum Auslaufen gebracht. Dabei steigt seine abgegebene Frequenz an, und der bisher stillstehende oder langsam umlaufende Motor i beschleunigt sich. Beim Stillstand des Kommutatorfrequenzwandlers wird dem Motor i die volle Netzfrequenz zugeführt, so daß er nunmehr die synchrone Betriebsdrehzahl annimmt. Um die Auslaufzeit des Motors q. bzw. des Kommutatorfrequenzwandlers auf einen für das Anlassen des Motors i geeigneten Wert zu bringen, ist mit dem Motor q. eine Schwungmasse 7 gekuppelt, die die Auslaufzeit verlängert. Beim Stillstand des Kommutatorfrequenzwandlers muß erreicht werden, daß die Bürsten 3 gerade auf den Kommutierungssegmenten stehenbleiben. Zu diesem Zwecke ist eine mechanische oder magnetische Rastvorrichtung 8 vorgesehen.
Die geschilderten Schaltvorgänge beim Motor i (Einschalten des Hilfsmotors, Zuschalten des Hauptmotors, Ausschalten des Hilfsmotors) wird man zweckmäßig mechanisch selbsttätig miteinander kuppeln. Nach dem Anlaufen des Hauptmotors kann man eine Überbrückung der Kommutatorfrequenzwandler durch Anordnung von festen Kontakten vorsehen. In diesem Falle ist es erforderlich, daß der Stillstand des Kommutatorfrequenzwandlers nur in einer einzigen vorgesehenen Phasenrichtung möglich sein darf, da sonst am Motor i bei der überbrückung ein plötzlicher Phasensprung auftreten könnte. Der Überbrückungsschalter wird zweckmäßig verriegelt und die Verriegelung nur bei richtiger Phasenstellung des Hilfsmotors freigegeben. Dies kann z. B. mit der Stillstandsraste 8 selbst unschwer bewerkstelligt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Anlassen von Synchronmotoren mit Permanentmagnetstahlläufer, bei dem der Synchronmotor aus einem Wechselstromnetz über einen Kommutatorfrequenzwandler mit einem Wechselstrom von zunächst gegenüber der Netzfrequenz herabgesetzter Frequenz gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des dem Motor zugeführten Wechselstromes dadurch auf die Netzfrequenz erhöht wird, daß der zu Beginn des Anlassens fremd angetriebene Kommutatorfrequenzwandler zum freien Auslaufen gebracht wird. z. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutatorfrequenzwandler ohne Wicklung ausgeführt ist und mit einem Antriebsmotor gekuppelt ist, der zum freien Auslaufen gebracht wird. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutatorfrequenzwandler -bzw. sein Antriebsmotor mit Schwungmassen gekuppelt ist. q.. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische oder magnetische Rastvorrichtung vorgesehen ist, die dafür sorgt, daß der Kommutator bei seinem Stillstand mit den Segmenten gerade unter den Bürsten stehenbleibt.