DE693695C - Schaltung zum Anlassen von Wechselstrommotoren, insbesondere Mehrphasensynchronmotoren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Schaltungen zum Anlassen von Wechselstrommotoren, ins-' besondere Mehrphasenwechselstrommotoren. Am zweckmäßigsten ist ihre Verwendung bei Synchronmotoren. Sie kann aber auch bei anderen Mehrphasenmaschinen, beispielsweise bei Einankerumformern, Induktionsmotoren usw., Anwendung ünden.

Zum Anlass.en von Mehrphasensynchronmotoren sind bereits Schaltungen bekannt, wonach zuerst ein Teil der Ankerwicklung des Motors und nach dem Erreichen der Be-

■ triebsdrehzahl der restliche Teil der Ankerwicklung an' das Netz angeschlossen wird.

Hierfür sind bisher zwei Arten von Teilwicklungen bekanntgeworden. Bei einer dieser aus getrennten Teilwicklungen bestehenden

■ Wicklungen für Wechselstrommaschinen sind in jedem Phasenabschnitt aufeinanderfolgende Nuten oder einander gleiche Nutengruppen abwechselnd einer der Teilwicklungen zugeordnet. Sofern bei dieser Wicklung nur eine der Teilwicklungen am Netz liegt, folgt also abwechselnd eine erregte Nut bzw. Nutengruppe einer unerregten Nut bzw. Nutengruppe. .

Mit Hilfe dieser Art von Teilwicklungen

erhält man Anlaufcharakteristiken ähnlich denjenigen, die,man bei der Verwendung von

.30 in den äußeren Stromkreis eingeschalteten [ Drosselspulen erhält. Bei dieser Schaltung geht daher sowohl der Anlaufstrom als auch das Anlaufdrehmoment mit der Verringerung des am Netz liegenden Wicklungsteils zurück. Der Rückgang des Drehmoments erfolgt hierbei nicht wie die Verringerung des Anlaufstromes linear, sondern quadratisch mit der Verringerung der eingeschalteten Wicklungsteile.

Bei der zweiten bekannten Anlaufschaltung ist die eine Hälfte der Pole der einen Teilwicklung und die andere Hälfte der Pole der anderen Teilwicklung zugeordnet. Diese Art der Anlaufschaltung hat die unerwünschte Eigenschaft, daß die Drehmomentkurve, wenn nur eine einzige. Teil wicklung am Netz liegt, ausgesprochene Einschnitte (Einsattelungen) aufweist.

Es ist auch bereits eine Schaltung zum Anlassen von Wechselstrommotoren mit zwei getrennt an das Netz anschließbaren Teilwicklungen bekannt, bei der die beiden in gleich große, diametral gegenüberliegende Spulengruppen aufgeteilten Teilwicklungen aller Phasen derart zu gemeinsamen Wicklungssträngen zusammengefaßt sind, daß sich beim Einschalten des einen Stranges längs des Umfanges erregte und unerregte Zonen mit einer Breite von einem Mehrfachen der Polteilung ausbilden. Es sind ferner Wechselstrom-

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maschinen bekanntgeworden, deren'Wicklung auch in mehr als zwei Teilwicklungen unterteilt werden kann. Die Teilwicklungen bedecken aber hier nicht lückenlos Zonen von einem Mehrfachen der Polteilung, so daß die Wechselstrommotoren, wie schon dargelegt wurde, beim Anlauf ein. zu kleines Drehmoment abgeben.

Der Gegenstand der Erfindung ist nun eine

ίο Schaltung zum Anlassen von Wechselstrommotoren, insbesondere von Mehrphasensynchronmotoren, deren in gleich große, diametral gegenüberliegende Spulengruppen aufgeteilte Teilwicklungen aller Phasen derart zu

'5 gemeinsamen Wicklungssträngen zusammengefaßt sind, daß sich beim Einschalten eines einzelnen Stranges längs des Umfanges des Motors erregte und unerregte Zonen ausbilden. Gemäß der Erfindung sind drei oder mehr Teilwicklungen vorgesehen, und ,beim Zuschalten der Wicklungsstränge vergrößern - sich die' erregten Zonen längs des Umfanges nach beiden Seiten gleichmäßig oder annähernd gleichmäßig.

as Durch eine derartige Zuschaltung wird erreicht, daß der magnetische Mittelpunkt der eingeschalteten Teilwicklungen sich nicht verschiebt und somit durch derartige Verschiebungen hervorgerufene Störungen nicht "auftreten. Außerdem besteht keine Gefahr, daß der Motor während des Anlaufvorganges hängenbleibt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. ■'" Abb. ι zeigt die erfindungsgemäße Anlaufschaltung einer 24poligen Maschine, bei der der Motor mit ¹Z₃ der Ankerwicklung angelassen wird und hierauf nacheinander in zwei weiteren Stufen die restlichen Teile der Ankerwicklung an das Netz angeschlossen

- werden. ' *

■ Zur Vereinfachung der Zeichnung ist hierbei angenommen, daß je Pol und Phase nur eine einzige Nut, also insgesamt nur J2 Nuten vorhanden sind.

Gemäß der Abb. 1 ist" die Ankerwicklung in drei getrennte Teilwicklungen aufgespalten, die durch die Schalter 10, 20 und 30 nacheinander stufenweise an das Netz 16 an- geschlossen werden können.

Die eine Teilwicklung umfaßt die Spulengruppen 12, 13, 14 und 15, die andere Teilwicklung die Spulengrüppen 21, 22, 23 und 24 und die dritte Teilwicklung die Spulengruppen 31, 32, 33 und 34. Jede Spulengruppe bildet ein Polpaar, im angenommenen " Zeitpunkte z.B. einen Nordpol JV" und einen Südpol S. Es sind also 24 Pole, P₁... P₂₄, vorhanden. ; In dem in der Abb. 1 dargestellten Ausführuligsbeispiel "der Erfindung besitzt jede Teilwicklung zwei einander diametral gegenüberliegende Spulengruppenpaare (12,13 und I4,i5)·

Beim Anlassen wird durch den Schalter 10 ,zuerst die aus den Spulengruppen 12¹, 13, 14 "und 15 bestehende Teilwicklung (voll ausgezogene Linien) mit dem Netz 16 verbunden. Hierauf werden dann durch Schließen des Schalters 20.²/₃ der Ankerwicklung an das Netz angeschaltet. Damit ist die zweite Teilwicklung (strichpunktiert angedeutet) mit den Spulen 21, 22, 231 und 24 an das Netz angeschlossen. Da durch diese Zuschaltung stets eine Spulengruppe links und eine Spulengruppe rechts von den bereits eingeschalteten ' Spulengrüppen der ersten Teil wicklung zugeschaltet wird, verschiebt sich das magnetische Zentrum der eingeschalteten Spulengruppen nicht, so daß keinerlei durch eine derartige Verschiebung eintretende Störungen hervorgerufen werden können.

Durch Schließen des Schalters 30 kann dann der restliche Teil der -Ankerwicklungen mit dem Netz 16 verbunden werden.

Statt der von Hand zu betätigenden Schalter können selbstverständlich auch in bekannter Weise ein oder mehrere selbsttätige Schalter Verwendung finden, die in der richtigen Reihenfolge und zur richtigen Zeit selbsttätig die gewünschten Schalthandlungen vornehmen. Die selbsttätigen Schalter können zu diesem Zweck beispielsweise durch eine in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Maschine betätigte oder auf die Zeitdauer ansprechende Einrichtung gesteuert werden. Sofern es sich um einen Synchronmotor handelt, kann weiterhin-auch nach dem Erreichen einer gewissen Geschwindigkeit des Motors oder nach einer bestimmten Zeitdauer die Feldwicklung mit einer geeigneten Gleichstromquelle verbunden werden, so daß der Motor in den Synchronismus gezogen wird. ■

Die Abb. 2 veranschaulicht die Drehmoment- und Stromcharafcteristiken der in der Abb. 1 veranschaulichten Schaltung. ,Aus den Charakteristiken der Abb. 2 ersieht man, daß das Verhältnis des Stromes zum Drehmoment bei jeder gegebenen .Geschwindigkeit in jedem Falle im wesentlichen gleich groß, ist und daß auch dann keine störenden Einschnitte in den n« Drehmomentkurven vorhanden sind, wenn nur ein Teil der Wicklung eingeschaltet ist. Es besteht daher -. bei der erfindungsgemäßen Schaltung keine Gefahr, daß der Motor während des AnI auf Vorganges hängenbleibt.

Bei dem in der Abb. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel besitzen die einander diametral gegenüberliegenden, Wicklungsabschttitte der Teilwicklungen die gleiche Anzahl. Spulengruppen bzw. die gleiche Anzahl Pole. Es kann aber natürlich vorkommen, daß dies nicht möglich ist. Hier gilt dann die

Regel, daß die Aufteilung der Teilwicklungen in möglichst gleich große, diametral gegenüberliegende Wicklungsabschnitte erfolgt.

Die Erfindung wird selbstverständlich besonders dann Vorteile bieten, wenn eine große Polzahl vorhanden ist, denn in diesem Falle ist eine Unterteilung in mehrere Teilwicklungen und die weitere Unterteilung in diametral gegenüberliegende Wicklungsabschnitte

ίο besonders leicht möglich. Je größer die Polzahl ist, in um so mehr Stufen kann der Anlaufvorgang erfolgen. Sind beispielsweise 48 Pole vorhanden, so kann in sechs gleichen Stufen angelassen werden. Zuerst werden zwei diametral einander gegenüberliegende Wicklungsabschnitte von je vier benachbarten Polen an das Netz angeschlossen. Hierauf wird die Zahl der Pole eines jeden Wicklungsabschnittes auf 8, 12, 16, 20 und 24 stufenweise erhöht.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltung zum Anlassen von Wechselstrommotoren, insbesondere von Mehrphasensynchronmotoren, deren in gleich große, diametral gegenüberliegende Spulengruppen aufgeteilte Teilwicklungen aller Phasen derart zu gemeinsamen Wicklungssträngen zusammengefaßt sind, daß sich beim Einschalten eines einzelnen Stranges längs des Umfanges des Motors erregte und unerregte Zonen mit einer Breite von einem Mehrfachen der Polteilung ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehr Teilwicklungen vorgesehen sind, und daß beim Zuschalten der Wicklungsstränge sich die erregten Zonen längs des Umfanges nach beiden Seiten gleichmäßig oder annähernd gleichmäßig vergrößern. '

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen