DE702539C - Anordnung zum verlustlosen Betrieb eines aus einem Einphasenwechselstromnetz gespeisten Asynchronmotors - Google Patents
Anordnung zum verlustlosen Betrieb eines aus einem Einphasenwechselstromnetz gespeisten AsynchronmotorsInfo
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- DE702539C DE702539C DE1938L0096318 DEL0096318D DE702539C DE 702539 C DE702539 C DE 702539C DE 1938L0096318 DE1938L0096318 DE 1938L0096318 DE L0096318 D DEL0096318 D DE L0096318D DE 702539 C DE702539 C DE 702539C
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
- H02K17/02—Asynchronous induction motors
- H02K17/22—Asynchronous induction motors having rotors with windings connected to slip-rings
- H02K17/24—Asynchronous induction motors having rotors with windings connected to slip-rings in which both stator and rotor are fed with AC
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
Es sind. Anordnungen bekanntgeworden, welche die verlustlose Regelung der Drehzahl
von einphasig oder mehrphasig geschalteten Asynchronmotoren durch eine an die Sekundärwicklung angeschlossene Stromrichteranordnung
ermöglichen. Hierbei wird stets die einer bestimmten untersynchronen
Drehzahl entsprechende Schlupfleistung über die mit gittergesteuerten gas- oder dampfgefüllten
Entladungsstrecken arbeitende Stromrichteranordnung an das speisende Netz zurückgeliefert
oder bei übersynchroner Drehzahl von diesem bezogen. Bei einphasigem Betrieb haben diese bekannten Anordnungen
aber den Nachteil, daß der Motor ohne besondere leistungsverbrauchende Hilfsmittel
nicht anläuft.
Die Erfindung betrifft einen aus einem Einphasenwechselstromnetz gespeisten Asynchronmotor
mit zweiphasiger Primär- und Sekundärwicklung, der als Einzelmotor mit
Schleifringläufer oder als Kaskade mit Kurzschlußläufer ausgebildet ist. Um nun den
oben geschilderten Nachteil zu beheben und die Anordnung zur verlustlosen Regelung der as
,Drehzahl eines solchen Motors einfacher zu gestalten, speist gemäß der Erfindung die
zweiphasig ausgeführte Sekundärwicklung des Motors über gittergesteuerte Dampf- oder
Gasentladungsstrecken die eine Phase der Primärwicklung mit einer netzfrequenten, gegen
die Netzspannung annähernd oder genau um 900 phasenverschobenen Einphasenspannung,
während die zweite primäre Phase direkt am
Netz liegt, so daß sich also im Motor beim | versetzten Zweige der primären Wicklung
Betrieb sowohl primärseitig als auch sekun
därseitig drehfei derzeugende Zweiphasenstrom^; -räumlich ebenfalls um oo° versetzten Zweige 6
ausbilden. Es formt also die an die zweiphasig ausgeführte Sekundärwicklung angeschlossene StromrichteraMordnung Schlupffrequenz
in Netzfrequenz oder Netzfrequenz in Schlupf frequenz je nach der Energierichtung
um, zugleich auch den Zweiphasenstrom ίο in Einphasenstrom, ader umgekehrt. Die der
einen Primärphase zugeführte bzw. entnommene einphasige Spannung von Netzfrequenz
erhält hierbei eine solche Lage, daß sis gegenüber der Netzspannung um 900 phasenverschoben
ist. Werden die beiden primären Wicklungszweige mit diesen beiden Spannungen gespeist, so kann sich ein Drehfeld
ausbilden. Beim Einschalten des Motors wird der Stromrichteranordnung auf der einphasigen
Seite erfindungsgemäß eine dem Primärnetz über einen Kondensator oder eine Drosselspule oder eine Verbindung von
Drosselspule und Widerständen entnommene phasenverschobene Spannung als taktgebende
Gegenspannung aufgedrückt. Die Stromrichteranordnung kann daher die gegenüber der Netzspannung phasenverschobene Spannung
liefern, so daß sich auch schon bei Stillstand des Motors das Drehfeld ausbilden
3« kann. Der Motor arbeitet somit als Drehfeldmaschine und läßt sich auch wie eine
solche sicher anlassen. Der Motor selbst kann ein Einzelmotor mit Schleifringläufer
sein. Die Primärwicklung ist stets unverkettet, während die Sekundärwicklung auch
verkettet sein kann. Es läßt sich daher auch ein schleifringloser Motor in Kaskadenschaltung
verwenden, der aus zwei Einzelmotoren mit Kurzschlußläufern auf gemeinsamer Welle
besteht. Die Ständerwicklung des einen Teilmotors bildet die Primärwicklung und die
des zweiten die Sekundärwicklung der Kaskade.
Als Stromrichteranordnung kann ein Umrichter mit oder ein solcher ohne Gleichstrom-Zwischenkreis
verwendet werden. Für die Anordnung ergeben sich so verschiedene Schaltmöglichkeiten.
Die Abb. 1 bis 5 zeigen einige Ausführungsbeispiele, und zwar die Abb. 1
und 2 einen Einzelmotor in Verbindung mit einer Stromrichteranordnung mit Gleichstrom-Zwischenkreis,
die Abb. 3 und 4 einen Motor in Kaskadenschaltung, ebenfalls in Verbindung mit einer Stromrichteranordnung mit
Gleichstrom-Zwischenkreis, und die Abb. 5 schließlich wieder einen Einzelmotor in Verbindung
mit einer Stromrichteranordnung ohne Gleichstrom-Zwischenkreis.
In der Abb. 1 ist 1 das speisende Wechselstromnetz,
2 der Motor und 3 die Stromrichteranlage. Die beiden räumlich um 900 sind mit 4 und 5 bezeichnet. Die beiden
und 7 der sekundären Wicklung sind an
Schleifringe 8 angeschlossen. Die Strom-.chteranordnung
besteht aus vier Gefäßgruppen 9 bis 12 mit gittergesteuerten Gasoder
Dampfentladungsstrecken und mit den Glättungsdrosseln 13 in den Gleichstrom- 7»
Zwischenkreisen. Die Gefäßgruppen 9 und 11-sind zweiphasig mit den sekundären Wicklungen
und die Gruppen 10 und 12 einphasig mit dem primären Wicklungszweig 5
verbunden. Dieser Wicklungszweig kann andererseits auch in Reihe mit einer Drosselspule
15 über einen Umschalter 17 an das Primärnetz geschaltet werden. Da die Stromrichteranordnung
in der einen oder anderen Richtung nur Wirkleistung übertragen kann, *o
ist schließlich noch ein Kondensator 14 vorgesehen, der die im Wicklungszweig 5 benötigte
Blindleistung liefert.
Werden die Gefäßgruppen 9 und 11 als Gleichrichter, 10 und 12 als Wechselrichter
gesteuert, so arbeitet der Motor mit untersynchroner Drehzahl. Hierbei wird die von
der sekundären Wicklung über die Schleifringe 8 gelieferte Schlupfleistung über den
Umrichter dem Wicklungszweig 5 zugeführt. Bei umgekehrter Wirkungsweise der Gefäßgruppen,
nämlich 10 und 12 als Gleichrichter und 9 und 11 als Wechselrichter, fährt der
Motor mit übersynchroner Drehzahl. Gesteuert werden die Gefäßgruppen 9 und 11
mit einer Steuerspannung von Schlupffrequenz, 10 und 12 mit einer von Netzfrequenz.
Durch Verstellen der Steuerwinkel, vornehmlich der Gruppen 10 und 12, wird die Drehzahl
des Motors geregelt. Bei Synchronlauf ist eine einzige Gefäßgruppe, beispielsweise
10, als Gleichrichter in Betrieb und speist einen der sekundären Wicklungszweige 6 oder 7
mit Gleichstrom. Die anderen Gefäßgruppen werden hierbei, da sie nunmehr entbehrlich «05
sind, in an sich bekannter und in der Abbildung nicht weiter dargestellten Weise abgeschaltet.
Beim Anlassen des Motors wird zugleich mit der Wicklung 4 auch die Wicklung 5 in
Reihe mit der Drosselspule 15 an das Netz geschaltet. Die Induktivität dieser Drosselspule
ist so bemessen, daß der Wicklung 5 eine gegenüber der Netzspannung annähernd um 900 nacheilende Spannung aufgedrückt
wird. Im Gegensatz zur bekannten Anlaßschaltung für gewöhnliche einphasige Asynchronmotoren
hat aber die Drosselspule hierbei nicht die Aufgabe, das Motordrehfeld,
mit auszubilden, sondern es soll erreicht werden, daß der Wicklungszweig'5 sofort beim
Einschalten den Wechselrichtern j ο und 12
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eine taktgebende Gegenspannung von richtiger Phasenlage liefert. Andererseits speist
der Wicklungszweig 4 die sekundäre Wicklung des Motors vorerst einphasig und über
diese die Gleichrichter 9 und 11. Damit setzt
bei richtiger Stellung der Gittersteuerung die" Speisung des Zweiges 5 über die Stromrichteranordnung
3 ein. Nunmehr kann sich das Drehfeld des Motors ausbilden und zusammen
«0 mit den sekundären Strömen das Anlaufmoment
ausbilden. Durch entsprechendes Stellen des Umschalters 17 wird schließlich
beim Anlassen des Motors die jeweils gewünschte Drehrichtung erreicht.
1S In der Abb. 2 ist die gleiche Anordnung
vorgesehen wie in Abb. 1, nur mit dem Unterschied, daß an Stelle der Drosselspule 15
ein Kondensator 16 dem Wicklungszweig 5 die phasenverschobene taktgebende Wechselspannung
liefert. Da zum Anlassen der Hauptsache nach nur eine taktgebende Spannung, . aber keine erhebliche Leistung erforderlich
ist, so fällt der Umschalter 17 klein aus, ebenso wie die Drosselspule 1S oder der Kondensator
16.
Bei der Anordnung gemäß Abb. 3 ist der Motor 2 als Kaskade ausgebildet, die in an
sich bekannter Weise aus zwei Einzelmotoren mit gemeinsame^ Welle besteht. Die Läuferwicklungen
sind .Kurzschlußwicklungen, die so miteinander verbunden sind, daß die durch
die Läuferströme erzeugten Drehfelder entgegengesetzten Umlaufsinn haben. Die Ständerwicklung
des einen Einzelmotors mit den Wicklungszweigen 4 und 5 bildet den primären und die des zweiten mit den Zweigen 6 und 7
den sekundären Teil der Kaskade. Die Stromrichteranordnung mit den Gefäßgruppen 9 bis
12 und Gleichstrom-Zwischenkreis ist wieder an den sekundären Teil zweiphasig und an
den Wicklungszweig S des primären Teils einphasig angeschlossen. Die Mittelpunkte der
Zweige 5, 6 und 7 sind miteinander verbunden. Die übrige Anordnung ist die gleiche
wie bei den Abb. 1 und 2.
Bei dieser Schaltung werden die Gefäßgruppeng
und H wieder mit einer Gitterspannung von Schlupf frequenz und die Gruppen
10 und 12 mit einer solchen von Netz-So
frequenz gesteuert. Die Steuerung erfolgt außerdem so, daß bei einem bestimmten Betriebszustand
der Maschine immer nur zwei zusammengehörige Gruppen in Tätigkeit sind, während die beiden anderen für den Fall
einer Leistungsumkehr bereitstehen. Arbeitet die Maschine mit untersynchroner Drehzahl
' als Motor, so wird die Schlupf leistung'von
der Sekundärwicklung über die Gruppen 9 und 10 auf den Zweig 5 der Primärwicklung
übertragen, wobei 9 als Gleichrichter und 10 als Wechselrichter wirkt. Wird die Maschine
durch Antreiben von außen zum Generator, so werden die Gruppen 9 und 10 stromlos.
An ihre Stelle treten die Gruppen 11 ' und 12, die erstere als Wechselrichter, die 6g
letztere als tileichrichter. Dadurch wird die Übertragung der Schlupf leistung vom Zweige 5
■zur Sekundärwicklung, also in umgekehrter Richtung wie vorher, bewirkt. Der Übergang
vom Motor- in den Generatorzustand und umgekehrt erfolgt mit der Umkehr der Richtung
des Drehmomentes selbsttätig, ohne daß irgendwelche Schaltungen im Arbeitsstromkreis
erforderlich werden. Desgleichen erfolgt auch die Drehzahlregelung vom unterin den übersynchronen Bereich sowie der
Übergang in den Synchronlauf ohne Umschaltungen im Arbeitsstromkreise lediglich vermittels der Gittersteuerung der Stromrichtergruppen.
Das Anlassen und Umsteuern erfolgt in der gleichen Weise wie bei der
Anordnung nach den Abb. 1 oder 2. An Stelle der Drosselspule 15 kann auch hier
ein Kondensator verwendet werden. Der Wicklungszweig 5 wird besser ausgenutzt, wenn
man ihn an die Gefäßgruppen 10 und 12 über einen Sparspanner 18 mit Mittelanzapfung
anschließt und diese mit den Mittelpunkten der Wicklungszweige 6 und 7, wie in Abb. 4 dargestellt, verbindet.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der neuen Schaltung unter Verwendung eines Umrichters
ohne Gleichstrom-Zwischenkreis ist schließlich in der Abb. 5 gezeigt. Als Motor ist ein Einzelmotor vorgesehen. Die Stromrichteranordnung
besitzt vier zweianodige Gefäße 19 bis 22 bzw. acht einanodige Gefäße,
die unter sich in Gegentaktschaltung geschaltet sind; An die sekundären Wicklungszweige 6 und 7 ist die' Stromrichteranord-
nung über Drosselspulen 23 und an den primären Wicklungszweig S wieder über einen
Sparumspanner 18 mit Mittelpunktanzapfung, die mit dem Verkettungspunkt der Sekundärwicklung
in Verbindung steht, angeschlossen. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die gleiche wie die der vorherigen. Auch hier
erfolgt die Regelung der Drehzahl im unter- oder übersynchronen Bereich sowie die Einstellung
auf Synchronlauf vermittels der Gittersteuerung der Stromrichtergefäße. Ebenso findet bei allen Drehzahlstufen bei
Umkehr der Richtung des Drehmomentes selbsttätig Leistungsumkehr, also Übergang vom Motor- in den Generatorzustand und
umgekehrt, statt.
Bei der in der Abb. 5 gezeigten Anordnung sind schließlich noch an Stelle der einzelnen
Drosselspule ι S je zwei Drosselspulen
24 und Widerstände 25 in Brückenschaltung vorgesehen, die die taktgebende Gggenspannung
für die beim Anlassen als -Wechsel-
Claims (5)
- richter arbeitenden Entladungsstrecken des Stromrichters liefern. Durch Ändern der Widerstandswerte kann die erforderliche Phasenlage dieser Spannung genau eingestellt werden. Statt der Drosselspulen können in der Brückenanordnung auch Kondensatoren verwendet werden.PAϊΕΝΤΛΝSPRÜCiIE :i. Anordnung zum verlustlosen Betrieb eines aus einem Einphasenwechselstromnetz gespeisten Asynchronmotors mit zweiphasigen Primär- und Sekundärwicklungep, der als Einzelmotor mit Schleifringläufer oder als Kaskade mit Kurzschlußläufer ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dab die zweiphasig ausgeführte Sekundärwicklung (6, 7) über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken (9 bis 12, Abb. ι bis 4; 19 bis 22, Abb. s), die eine Phase der Primärwicklungen (5) mit einer netzfrequenten, gegen die Netzspannung annähernd oder genau um 90° phasenverschobenen Einphasenspannung speist, während die zweite Phase (4) der Primärwicklung direkt am Netz liegt, so daß sich also im Motor während des Betriebes sowohl primärseitig als auch sekundärseidgdrehfelderzeugende Zweiphasenströme ausbilden.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten des Motors die erforderliche taktgebende Gegenspannung für die als Wechselrichter gesteuerten Entladungsstrecken der Stromrichteranordnung dem Einphasennetz entnommen wird, wobei die Phasenverschiebung der Gegenspannung gegenüber der Netzspannung um angenähert 900 in an sich bekannter Weise durch Zwischenschaltung einer Drosselspule (15, Abb. 1, 3) oder eines Kondensators (16, Abb. 2,4) erreicht wird.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phasenverschiebung von genau 900 zwischen der Netzspannung und der taktgebenden Gegenspannung für den Wechselrichterteil durch Verwendung einer an sich ebenfalls bekannten Brückenschaltung (24, 25, Abb. 5), bestehend aus Drosselspulen und veränderlichen Widerständen oder aus Kondensatoren und veränderlichen Widerständen erreicht wird.
- 4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2 bzw. ι und 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einphasigen Seite des Stromrichters ein Kondensator (14) vorgesehen ist, welcher den im angeschlossenen primären Wicklungszweig (5) benötigten Blindstrom liefert.
- 5. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 4 bzw. i, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Motors beim Anlauf dadurch bestimmt wird, daß die taktgebende Gegenspannung mittels eines Umschalters (17) in dem einen oder anderen Sinne an den Wechselrichterteil angelegt wird.Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1938L0096318 DE702539C (de) | 1938-11-24 | 1938-11-24 | Anordnung zum verlustlosen Betrieb eines aus einem Einphasenwechselstromnetz gespeisten Asynchronmotors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1938L0096318 DE702539C (de) | 1938-11-24 | 1938-11-24 | Anordnung zum verlustlosen Betrieb eines aus einem Einphasenwechselstromnetz gespeisten Asynchronmotors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE702539C true DE702539C (de) | 1941-02-10 |
Family
ID=7288325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1938L0096318 Expired DE702539C (de) | 1938-11-24 | 1938-11-24 | Anordnung zum verlustlosen Betrieb eines aus einem Einphasenwechselstromnetz gespeisten Asynchronmotors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE702539C (de) |
-
1938
- 1938-11-24 DE DE1938L0096318 patent/DE702539C/de not_active Expired
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