DE692334C - Schalteinrichtung fuer Drehstrommotoren, die betriebsmaessig einmal mit hoher und einmal mit niedriger Geschwindigkeit arbeiten - Google Patents

Description

Bei Schleusen ventilen .und ähnlichen Triebwerken, die betriebsmäßig einmal mit hoher itnd einmal mit niedriger Geschwindigkeit arbeiten müssen, liegt die Aufgabe vor, neben der Hauptgeschwindigkeit eine zweite Geschwindigkeit zu haben, die häufig nur ein Viertel oder noch weniger der Hauptgeschwindigkeit beträgt. Bei Schleusenantrieben z. B. erfolgt das Schließen des Ventils mit voller Geschwindigkeit, während mit Rücksicht auf Wasserwirbelungen das öffnen sehr langsam erfolgen muß. Polumschaltbare Motoren können bei dem großen Übersetzungsverhältnis wirtschaftlich nicht verwendet werden. Auch eine Regelung durch Widerstände bei normalen Drehstrommotoren ist nicht möglich, falls negative Momente auftreten. Daher wurde beispielsweise bei Aufzügen die langsame Bewegung durch eine kurzzeitige absatzweise Einschaltung des Motors mit hoher Geschwindigkeit erzielt. Hierdurch war es möglich, eine bestimmte Strecke in einer größeren Zeit zurückzulegen. Diese bekannte Lösung erfordert entweder, wenn sie von Hand ausgeführt wird, eine große Aufmerksamkeit des Bedienungsmannes, oder aber bei selbsttätiger Ein- und Ausschaltung des Motors umständliche Schaltgeräte, wie sie häufig, etwa für die erwähnten Schleusenanlagen, nicht am Platze sind. Da aber in den jetzt kleineren Bewegungsabschnitten immer noch hohe Geschwindigkeiten auftreten, sind störende Wasserwirbelungen trotzdem nicht zu vermeiden.

Bei anderen Antrieben wurde zur Erzielung einer geringen Geschwindigkeit eine Doppelspeisung von Ständer und Läufer mit verschiedenen Frequenzen vorgesehen und. dadurch die geringe Geschwindigkeit herbeigeführt. Wird beispielsweise der Ständer an ein 5operiodiges Netz angeschlossen und der Läufer mit 45 Perioden gespeist, so läuft der Motor mit io°/„ seiner Nenndrehzahl. Zur Erzielung der vom Netz abweichenden Periodenzahl wurden Asynchronfrequenzumformer verwendet. Soll mit der kleinen Geschwindigkeit gearbeitet werden, so können durch die doppelte Speisung sehr erhebliche Stromstöße dadurch auftreten, daß beim Einschalten die Phasenlage des Antriebsmotors nicht die gleiche ist wie die des Frequenzumformers. Durch diese Stromstöße können ruckweise Bewegungen oder Pendelungen hervorgerufen werden, die Frequenz-

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

Dr.-Ing. Johann' Gewecke in Berlin-Siemensstadt.

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umformer und Triebwerksmotor oder einen von beiden auf eine nicht gewollte hohe Drehzahl oder sogar zum Rückwärtslauf bringen können. Vor allem bei Fernsteuerung voff Motoren sind derartige ungewollte Betriebs-' zustände sehr störend.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden,

werden gemäß der Erfindung vor Beginn der langsamen Fahrt die Läufer des Frequenz-Umformers und des Triebwerksmotors durch einphasige Speisung der Läufer zunächst in die richtige Phasenlage zueinander gebracht.

Um bei diesem Einstellvorgang ein Pendeln oder ein Hochlaufen der Läufer zu verhüten,

'5 das bei sehr großer Verschiedenheit in der Anfangseinstellung der Läufer vorkommen kann, ■ ist mindestens zwischen zwei Phasen der Läuferverbindung ein Zusatzwiderstand angeordnet. Es können an Stelle des gemeinsamen Zusatzwiderstandes auch mehrere Widerstände in den Läuferphasen angeordnet werden. Nach der Ausrichtung der Läufer auf dieselbe Winkelstellung werden dann die beiden Maschinen über ein Zeitrelais oder

^a5 mittels einer sonstigen verzögernd wirkenden Vorrichtung dreiphasig angelassen. Bei der einphasigen Anschaltung der Ständer können die nicht an das Netz angeschlossenen Phasen des Frequenzumformers und des Triebwerksmotors miteinander verbunden werden.

Die Schaltung zur Herbeiführung der gleichen Phasenlage der Läufer für die geringen Geschwindigkeiten kann zweckmäßig sofort nach Beendigung der Tätigkeit mit schneller Geschwindigkeit ausgeführt werden.

Schaltungen mit einphasiger Speisung verschiedener motorartiger Geräte zur genauen Winkeleinstellung der Läufer und nachtolgender Umschaltung zur Herstellung von Drehfeldern sind für Anlagen bekannt, bei denen es auf die genaue Übertragung der Winkelstellungen von Zeigern ankommt, insbesondere für Schiffskommandoanlagen, Portalkrane u. dgl. Sie sind auch bereits für die gemeinsame Steuerung der Drehstromantriebsmotoren von Anlagen benutzt worden, bei denen es auf gleichmäßigen Anlauf ankommt, wie beispielsweise bei Hebebrücken und Papiermaschinen.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Nach Abb. ι besteht der Frequenzumformer aus dem Antriebsmotor 1, Getriebe 2 und dem Läufer 3. Der Ständer 4 liegt über dem Schalter 5 am Netz u, v, w. Der Ständer 7 des Triebwerksmotors 6, 7 liegt über Schalter B und 10 ebenfalls am Netz. Die Läufer 6 . und 3 der beiden Maschinen sind dreiphasig verbunden. Einphasig ist in dieser Verbindung ein Zusatzwiders.tand 9 angeordnet. 10 und 11 sind Hilfsschalter, um eine für die Erfindung geeignete Schaltung der Ständer 4 und 7 herbeizuführen. Durch' diese Hilfs r; schalter kann die eine Phase der Ständer 4 ;'.<|jnd 7 vom Netz abgeschaltet werden, bevor ''' mit der kleinen Geschwindigkeit des Motors 6,7 gearbeitet wird. Hierdurch wird erreicht, daß Antriebsmomente in dem Motor 6 zunächst nicht entstehen, sondern lediglich eine Gleichstellung der Phasenlage des Frequenzwandlers und des Triebwerksmotors eintritt. Es können auch andere Ständerschaltungen vorgenommen werden, wie sie, ohne das Wesen der Erfindung zu ändern, z. B. in Abb. 2 angegeben sind, wo zwei Ständerphasen parallel geschaltet sind und die Maschinen einphasig am Netz liegen. Gegebenenfalls kann auch nur eine der Maschinen einphasig geschaltet sein, während die andere dreiphasig am Netz liegt, wie Abb. 1 zeigt. Zum Unterschied hiervon sind nach Abb. 3 zwei Ständerphasen des Antriebsmotors parallel geschaltet.

Es kommt gemäß der Erfindung darauf an, zu vermeiden, daß sowohl in dem Triebwerks motor 6, 7 als auch dem Frequenzumformer 3, 4 Antriebsmomente solcher Stärke entstehen können, die ein Hoch- oder Falschlaufen einer oder beider Maschinen zur Folge haben könnten. Je nachdem, ob dies leichter oder schwerer möglich ist, entsprechend dem jeweilig vorliegenden Triebwerkswiderstand, kann die dafür geeignete Schaltung gewählt werden.

Erst wenn die Gleichstellung der Läufer hergestellt ist, kann mit dem eigentlichen Betrieb mit der kleinen Betriebsgeschwindigkeit gefahren, d. h. die beiden Ständer 4 und 7 in üblicher Dreiphasenschaltung ans >°° Netz gelegt und der Antriebsmotor 1 angelassen werden. Die hierfür erforderlichen Schaltungen und Schaltungsänderungen können entweder durch eine Steuerwalze nacheinander oder auch durch selbsttätige Schalteinrichtungen ausgeführt werden, jedoch unter Zwischenschaltung von Verzögerungseinrichtungen irgendeiner an sich bekannten Anordnung, die gewährleisten, daß die Maschinenanker die richtige Winkelstellung ein- no genommen haben, bevor die Ausschaltung des Drehstromes vorgenommen wird. Eine derartige Verzögerungseinrichtung ist schematisch in Abb. 3 dargestellt. Die Schalter 10 und 11 für die dritte Ständerphase des Frequenzumformers 4 und des Antriebsmotors 7 ind miteinander gekuppelt und werden durch ein Relais 12 mit verzögert bewegtem Anker gesteuert. Ein Druckknopfschalter 14 schaltet dieses Relais. xao

Die Gleichstellung der Antriebe- kann auch jedesmal nach Beendigung einer Fahrt vor-

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genommen werden, damit beim Beginn der neuen Fahrt die Gleichstellung der Antriebe bereits vorliegt und unverzüglich dreiphasig eingeschaltet werden kann.
Die Anordnung ist keineswegs auf die Ventilantriebe von Schleusen beschränkt, sie kann auch bei Aufzügen zur Erzielung der Feinfahrt verwendet werden, bei Kranen, bei denen es darauf ankommt, langsam zu heben, »o aber schnell zu senken, o. dgl.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   . i. Schalteinrichtung für Drehstrommotoren, die betriebsmäßig einmal mit hoher und einmal mit niedriger Geschwindigkeit arbeiten und deren niedrige Antriebsgeschwindigkeit durch Doppelspeisung mittels eines Asynchronfrequenzumformers erreicht wird, insbesondere für Schleusenventile und ähnliche Triebwerke, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der langsamen Fahrt die Läufer des Frequenzumformers und des Triebwerkmotors in an sich bekannter Weise durch einphasige Speisung der Ständer zunächst in die richtige Phasenlage gebracht werden, wobei mindestens zwischen zwei Phasen der Läuferverbindung ein Zusatzwiderstand angeordnet ist, und daß alsdann die beiden Maschinen über ein Zeitrelais oder mittels einer sonstigen .verzögernd wirkenden Vorrichtung dreiphasig angelassen werden.
2. 2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-Stellung a-uf gleiche Phasenlage der Läufer jedesmal nach Beendigung einer schnellen Fahrt vorgenommen wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen