DE708777C - Einrichtung zum Umsteuern von Drehstrommotoren - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Umsteuern von Drehstrommotoren Es treten auf den verschiedensten Gebieten Regelaufgaben ,auf, bei deren Lösung es erforderlich ist, die Drehrichtung eines Drehstrommotors in Abhängigkeit von einer verhältnismäßig kleinen elektrischen Steuergröße umzukehren. An sich kann diese 'Aufgabe mit Hilfe von elektromagnetischen Schaltern und Relais gelöst werden. Dann muß man jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen in Kauf nehmen, die mechanischen Kontakten immer anhaften und die so bekannt sind, daß sie hier nicht näher erörtert zu werden brauchen.
• Die Umsteuerung eines Drehstrommotors geschieht bekanntlich dadurch, daß zwei Netzphasen in bezug auf die Primärwicklung des Motors vertauscht werden. Man hat nun in der Literatur bereits vorgeschlagen, zwecks Vermeidung der mechanischen Kontakte die Vertauschung der beiden Phasen mittels durch Gleichstromvorerregung steuerbarer Drosseln durchzuführen. Dabei sollen vier gleich bemessene Steuerdrosseln zu einer Brückenschaltung zusammengeschlossen werden, von der zwei Diaganalpunkte .an die betreffenden beiden Netzphasen, die anderen beiden Diagonalpunkte ,an die genfsprechenden Klemmen des Motors angeschlossen sind. Je zwei in der Brückenschaltung gegenüberliegende Drosseln bilden ein zusammengehöriges Paar. Wenth. an Stelle der Drosselspulen des einen Paares die des anderen Paares durch Vormagnetisierung in ihrer- Induktivität herabgesetzt werden, dreht sich die Phasenlage der an den Ausgangspunkten :der Brückenschaltung auftretende Wechselspannung um 18o°.
• Nun ist es bekanntlich erforderlich, bei gleichstromerregten Drosseln besondere Maßnahmen zu ergr,-ifen, um zu verhindern, daß in dem Vormagnetisierungskreis eine Wechselspannung induziert wird. Man kann beispielsweise Drosselspulen mit dreischenkligem Eisenkern benutzen. oder zwei einfache Drosselspulen so zusammenschalten, daß ihre . W echselstromwicklungen parallel, ihre Gleich-:' stromwicklungen dagegen derart miteinander in Reihe geschaltet sind, daß sich die in ihnen induzierten Wechselspannungen gegenseitig aufheben. In jedem Fall ergibt sich für die Drosseln ein empfindlich erhöhtet- Aufwand.
• Dieser zusätzliche Aufwand wird durch die vorliegende Erfindung vermieden. Gemäß der Erfindung werden die Drosseln nur mit einfachem Eisenkern ausgebildet. Es wird jedoch auch in die dritte Netzzuleitung eine solche Drosselspule geschaltet, und -zwar wird die Erregerwicklung dieser dritten Drossel mit den Erregertvicklungen der übrigen Drosseln so verbunden, daß sie mit den Erregertvicklungen sowohl der einen als auch der anderen Drosselgruppe in bezug auf die darin induzierten Wechselspannungen je eine in sich geschlossene Dreieckspannung bildet. Die Erfindung nutzt die Tatsache ans, dal) die drei Phasenspannungen eines D,rehstromnetzes zusammen die Summe Null ergeben, Man benötigt für die Erfindung an Stelle voll vier Drosseln zwar deren fünf, jedoch wird diese Erhöhung der Anzahl der Drosseln durch die Vereinfachung der Drosselbauart hinsichtlich des Aufwandes mehr als aufgewogen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 1 ist der Drelistrommotor, der mit wechselnder Drehrichtung aus dem Drehstromnetz 7 mit den Phasen U, V, LV gespeist werden soll. Die mittlere Klemme des 'Motors i liegt ständig über die Drosselspule 6 an der Phase 1L'. Die linke Klemme ist mit der Phase U über die Drossel 2, mit der Phase V über die Drassel 5, die rechte Klemme dagegen mit der Phase U über die Drossel d und mit der Phase V über die Drossel 3 verbunden. Die Drosseln 2 und 3 bilden die eine, die Drosseln .I und 5 die andere Gruppe. Sämtliche Drosseln sind, wie die Zeichnung zeigt, mit Vormagnetisierungswicklungen ausgerüstet, die über Gleichrichter, beispielsweise in Form von steuerbaren Entladungsstrecken S und 9, ebenfalls aus dem Drehstromnetz, und zwar aus der Phase U und dem Nulf-Leiter o gespeist werden. Je nachdem, ob die Entladungsstrecke S oder die Entladungsstrecke 9 freigegeben wird, wird die eine oder die andere der genannten Drosselgruppen so vormagnetisiert, daß sie praktisch keine Induktivität mehr besitzt und somit . die Stromführung übernimmt. Die andere Drosselgruppe behält während die scr Zeit durch Sperrung des Vormagnetisierungsstromcs ihre volle Induktiv_ität.
• Die Schaltung der-Erregerstromkreise ist nun so gewählt, daß, gleichviel ob die Erregerwicklungen der Drosselspulen 2 und 3 oder der Drosselspulen :I und 5 mit Strom beschickt @verden, dieser Strom jeweils auch über die Vormagnetisierungswicklung der Drossel 6 fiiel:ien muß. Die Drossel 6 ist also in jedem Fall gesättigt und tritt daher nieinals oder höchstens %c@ährend des Umsteuervorganges mit ihrer Induktivität in Erscheinung. Sie hat im wescntlicheti nur die Auf- ' gäbe, dafür zu sorgen, daß zu den beiden um 120- gegenei;iander verschobenen Spannungen, die in den in Reibe geschalteten ErregertvickImigen der Drossel) 2, 3 bzw. der Drosseln ¢, 5 induziert werden, noch eine dritte tun weitere 120 verschobene Spannung gleicher Grö1)e hinzutritt, so daß sich in dem Erregerkreis stets drei Wechselspannungen addieren. dis ein geschlossenes Vektorpolygon bilden und somit die Summe Null ergeben.
• Eine wesetitliclie Erhöhung der Empfindlichkeit läl'')t sich durch die Ausnutzung bestimmter Kipperscheinungen erreichen. Zu diesem Zweck kann man die Klemmen des Motors durch Kondensatoren überbrücken, die mit den lndtiktivit:iten der Motorspulen als auch mit denen der Vordrosseln Resonanzkreise für die Netzfrequenz bilden können. Im ungesättigten Zustand der DrosseL-1 liegt dann die gesamte `etzspannung zunächst an den Vordrosseln. Es genügt bei günstiger Abstimmung eine verhältnismäßig geringe Gleichstromerregung der Drosselspulen, um die wirksamen Resonanzbedingungen zu erzieleii. Sobald dies der Fall ist, legt sich die gesamte Spannung in Form eines Kippvorganges an die Kondensator- und damit an die Motorklemmen, und der Motor läuft in dem gewünschten Drehsinn an. Die Kondensatoren bewirken in diesem Zustand eine Kompensation nicht nur des zur Magnetisierung der Drosseln erforderlichen Blindstromes, sondern auch desMagnetisierungsstromes, den der Motor aufnimmt. In jedem Fall benötigt man bei Anwendung dieses Gedankens eine sehr viel geringere Gleichstromvorerregung i der Drosseln und erhält auf diese Weise eine erheblich gesteigerte Empfindlichkeit.
• Die erreichbare Empfindlichkeit hängt im übrigen auch von der magnetischen Charakteristik des für die Drosselkerne verwendeten Eiseils ab, und zwar wird die Empfindlichkeit um so größer, je geringer die zur Sättigung des Drosselkernes erforderliche Erregung ist. Es kann daher von Vorteil sein, wenn- man für die Drosselkerne die neuerdings im Han- i del unter den verschiedensten Bezeichnungen erhältlichen hochpermeablen Eisenlegierungen benutzt, deren Sättigungsgrenze bereits bei einer Erregung von weniger als i AW/cm liegt.
• # I Die Erfindung kann, um ein Beispiel zu nennen, mit Erfolg angewendet werden bei der lichtelektrischen Seitensteuerung von Papier-und ähnlichen Stoffbali men. Diese Anordnungen ,arbeiten bekanntlich so, daß zwei Lichtzellen die Kantenlage der Stoffbahn abtasten und je nachdem, ob in der einen oder der anderen Richtung eine Abweichung von der Sollage eintritt, eine Verstelleinrichtung in Tätigkeit setzen. Durch die Erfindung ist es, wenn man .als Lichtzellen Elektronenvervielfacher mit Photokathode benutzt, möglich, den Ausgangsstrom des Elektronenvervielfachers unmittelbar zur Steuerung zu benutzen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Umsteuern von DTehstrommotoren durch Phasenumkehrung der Spannung zwischen zwei Motorklemmen mittels zweier Gruppen von Steuerdrosseln, die zwischen die beiden Motorklemmen und zwei Leiter des Drehstromnetzes geschaltet sind und von denen je nach der Drehrichtung die eine oder die andere Gruppe durch Vormagnetisierung wirkungslos gemacht ist, dadurchgekennzeichnet, daß die Drosseln mit V-infachem Eisenkern ,ausgebildet sind und daß auch in der dritten Netzzuleitung eine solche Drossel liegt, deren Erregerwicklung mit den Erregerwicklungen sowohl der einen .als auch der anderen DTosselgruppe in bezug auf die darin induzierten Wechselspannungen je eine in sich geschlossene Dreieckschaltung bildet.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorklemmen durch Kondensatoren überbrückt sind, die mit den Induktivitäten der entsättigten Drosseln annähernd die Resonanzbedingungen für die Netzfrequenz erfüllen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkerne ,aus einer Eisenlegierung bestehen, die bereits bei weniger als i AW /cm ihre Sätfigungsgrenze besitzt. q..
4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei lichtelektrischer Steuerung des Motors die Erregerwicklungen der Drosseln unmittelbar von einem Ele'ktronenvervielfacher mit Photokathode gespeist werden.
5. 5. Einrichtung nach- Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Steuerleistung von magnetischen Zwischenverstärkern geliefert wird.