DE709782C

DE709782C - Device for automatic synchronization of asynchronous starting synchronous machines

Info

Publication number: DE709782C
Application number: DEA87510D
Authority: DE
Inventors: Harold T Seeley
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-07-16
Filing date: 1938-07-17
Publication date: 1941-08-27

Description

Einrichtung zum selbsttätigen Synchronisieren von asynchron anlaufenden Synchronmaschinen Ein bekanntes Verfahren zum Synchronisieren von Asynchrontnotoren benutzt einen Umschalter, wobei dieser zu jenem Zeitpunkt selbsttätig- geschaltet wird, bei dem der Höchstwert des Schlüpfungsstromes einen dem Gleichstrom entgegengesetzten Sinn aufweist. Der Umschalter soll von zwei Elektromagnetspulen betätigt werden, von denen die eine vom Läuferstrom, die andere vom Erregergleichstrom gespeist wird. Die Synchronisierung wird nicht in Abhängigkeit von der asynchronen Drehzahl des Motors vorgenommen, was jedoch im Betrieb -verfangt wird.Device for automatic synchronization of asynchronous starting Synchronous machines A well-known method for synchronizing asynchronous motors uses a changeover switch, which is automatically switched at that point in time at which the maximum value of the slip current is opposite to the direct current Has meaning. The changeover switch should be operated by two electromagnetic coils, one of which is fed by the rotor current, the other by the excitation direct current. The synchronization is not dependent on the asynchronous speed of the Motor made, but what is caught in operation.

Bei einer anderen Einrichtung erfolgt das Einschalten der Erregung durch einen Kontakt eines Minimalstromrelaisund die Entregung durch ein Maximalstromrelais. Hier wird also die Synchronisierung von der Belastung abhängig gemacht, so daß durchaus die Möglichkeit besteht, daß bei einer sehr niedrigen Motordrehzahl erregt wird, sofern nur der Motorstrom den vorbestimmten Wert erreicht.In another device, the excitation is switched on through a contact of a minimum current relay and the de-excitation through a maximum current relay. So here the synchronization is made dependent on the load, so that by all means there is a possibility of excitation at a very low engine speed, provided that only the motor current reaches the predetermined value.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Synchronisieren von asynchron anlaufenden Synchronmaschinen mit ausgeprägten Polen, insbesondere von- Synchronmotoren, mittels eines wattmetrischen Relais, das in bekannter Weise nach Unterschreiten einer bestimmten Ankerstromstärke über zwei nacheinander wirksame Relais die Erregung der Synchronmaschine einschaltet.The invention relates to a device for automatic Synchronization of asynchronous starting synchronous machines with pronounced poles, in particular of synchronous motors, by means of a wattmetric relay, which in known Way after falling below a certain armature current strength over two successively effective relay switches on the excitation of the synchronous machine.

Die Erfindung besteht darin, daß nach dem Anschalten der Synchronmaschine an das Netz das wattmetrische Relais durch Schließen seiner Kontakte ein mit Haltekontakten ausgerüstetes und über die Ruhekontakte eines zweiten Zeitrelais gesteuertes Zeitrelais mit sofortigem Ankerantrieb, aber verzögertem Ankerabfall erregt wird. Weiterhin schließt erfindungsgemäß dieses letztgenannte Zeitrelais Kontakte für die Erregerspule des zweiten Zeitrelais gleicher Bauart. W dieses anzieht, ist über dessen Arbeitsk takte der Steuerstromkreis für den Erreg schalten der Synchronmaschine vorbereite Hervorzuheben ist nun, daß nach der Erfindung erst beim Unterschreiten vorbestimmter Werte der Größe und Frequenz der Ankerstrompulsationen das erstgenannte Zeitrelais wieder abfällt und sodann durch Schließen seiner Kontakte über den vorbereiteten Steuerstromkreis den Erregerschalter einlegt. Beim Außertrittfallen der Synchronmaschine wird die Erregung dadurch abgeschaltet, daß die Schaltspule des über seine Kontakte gehaltenen Erregerschalters kurzgeschlossen wird. Dies geschieht durch Überbrücken von Kontakten des über die Kontakte des wattmetrischen Relais erregten ersten Zeitrelais. Der Ansprechzeitpunkt des wattmetrischen Relais kann dabei durch einen in den Kreis des einen Spannungsspulensystems geschalteten Widerstand geändert werden. Die Erfindung löst also die Aufgabe, das Synchronisieren erst dann einzuleiten, wenn die durch die ausgeprägten Pole verursachten Strompulsationen unterhalb einer festen Größe und Frequenz bleiben.The invention consists in that after switching on the synchronous machine to the mains the wattmetric relay is energized by closing its contacts equipped with holding contacts and controlled by the normally closed contacts of a second timing relay with immediate armature drive, but delayed armature drop. Furthermore, according to the invention, this last-mentioned time relay closes contacts for the excitation coil of the second timing relay of the same type. W. this attracts is via its work k clocks the control circuit for the excitation Preparing to switch the synchronous machine It should now be emphasized that according to the invention the first-mentioned time relay drops out again only when the magnitude and frequency of the armature current pulsations fall below predetermined values and then engages the exciter switch by closing its contacts via the prepared control circuit. If the synchronous machine falls out of step, the excitation is switched off in that the switching coil of the exciter switch held by its contacts is short-circuited. This is done by bridging the contacts of the first time relay, which is excited via the contacts of the wattmetric relay. The response time of the wattmetric relay can be changed by a resistor connected to the circuit of one voltage coil system. The invention thus solves the problem of only initiating synchronization when the current pulsations caused by the salient poles remain below a fixed size and frequency.

In der Abbildung stellt i einen Synchronmotor mit einer Ankerwicklung 2 und einer Erregerwicklung 3 dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zurVereinfachung.derZeichnung der Gegenstand der Erfindung in Verbindung mit einem Grobanlaßverfahren dargestellt, bei dem der Synchronmotor durch unmittelbares Anschalten seiner Ankerwicklung an das Wechselstromnetz als Induktionsmotor angelassen wird und bei dem die Erregerwicklung durch einen Widerstand kurzgeschlossen ist. Natürlich ist der Gegenstand der Erfindung nicht auf dieses Anlaßverfahren beschränkt, sondern auch in Verbindung mit anderen Anlaßverfahren geeignet.In the figure i represents a synchronous motor with an armature winding 2 and an excitation winding 3. In this embodiment, for the purpose of simplifying the drawing the subject matter of the invention presented in connection with a coarse annealing process, in which the synchronous motor is switched on by directly switching on its armature winding the AC network is started as an induction motor and in which the excitation winding is short-circuited by a resistor. Of course, this is the subject of the invention not limited to this start-up procedure, but also in connection with others Tempering process suitable.

Die Ankerwicklung2 des Synchronmotors kann mittels eines Schalters 5 unmittelbar an das Wechselstromnetz 4 geschaltet werden. Die Arbeitswicklung 6 dieses Schalters wird durch Schließen des handbetätigten Schalters 7 an eine Phase des Netzes 4_ angeschlossen. Der Schalter 7 kann natürlich auch in irgendeiner Weise selbsttätig gesteuert werden. In dem Stromkreis der Arbeitswicklung 6 liegen außerdem gewöhnlich geschlossene Kontakte eines Schalters 8, der derart gesteuert wird, daß seine Kontakte offen sind, wenn der Motor stillgesetzt werden soll. Durch das Schließen des Schalters 5 wird über seine Hilfskontakte g ein Sel'bsthaltestromkreis für die Arbeitswicklung 6 geschlossen, so daß der Anlaßschalter 7 geöffnet werden kann, ohne daß auch der Schalter 5 geöffnet wird. ie Erregerwicklung 3 des Motors i wird Is eines Erregerschalters i i an eine Er- stromquelle io geschaltet. Bei geöff-. ein Schalter i i ist die Erregerwicklung 3 über Hilfskontakte 12 des Schalters i i an einen Entladewiderstand 13 angeschlossen.The armature winding 2 of the synchronous motor can be switched directly to the alternating current network 4 by means of a switch 5. The working winding 6 of this switch is connected to a phase of the network 4_ by closing the manually operated switch 7. The switch 7 can of course also be controlled automatically in some way. In the circuit of the working winding 6 there are also usually closed contacts of a switch 8 which is controlled in such a way that its contacts are open when the motor is to be stopped. By closing the switch 5, a self-holding circuit for the working winding 6 is closed via its auxiliary contacts g, so that the starter switch 7 can be opened without the switch 5 also being opened. ie the field winding 3 of the motor i is Is an excitation switch ii to an excitation power source switched OK. When open. a switch ii is the field winding 3 connected to a discharge resistor 13 via auxiliary contacts 12 of switch ii.

Das Schließen des Erregerschalters i i wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung gesteuert, die von der Größe und der Frequenz des während des asynchronen Laufs des Synchronmotors erzeugten pulsierenden Ankerstromes beeinflußt wird. Das Öffnen des Erregerschalters i i wird dagegen erfindungsgemäß durch eine Einrichtung in Abhängigkeit von der- Größe und dem Phasenwinkel des Ankerstromes gesteuert, sobald der Motor außer Tritt fällt. Zu diesem Zweck ist ein Relais 15 mit einer drehbaren Scheibe 16 und einem zusammenwirkenden wattmetrischen Antriebselement 17 vorgesehen. Das Element 17 ist mit einer Stromspule 18, die in Abhängigkeit von dem Strom einer Phase des Wechselstromnetzes 4 erregt wird, und einer Spannungsspule i9, die an einer der Phasen des Netzes 4 liegt, versehen. Dieses Element übt auf die dreinbare Scheibe 16 in einer Richtung ein Drehmoment aus, .das dem Werte E # I sin (O -(p) proportional ist. E ist die der Spannungsspule i9, zugeführte Netzspannung, 1 der der Stromspule 18 zugeführte Strom einer Phase des Netzes 4, 4 der Pha senwinkel, um den 1 hinter E nacheilt, und 99 der Winkel, um den der Strom in der Spannungsspule z9 der Spannung nacheilt. Die wattmetrische Einrichtung 17 erzeugt also ein Drehmoment, dessen Werte gleich ist. Z ist der Scheinwiderstand des von den Strom h durchflossenen Stromkreises. Bei dreiphasigen Stromkreisen ist es vorteilhaft, die Schaltverbindungen so zu wählen, daB 4 = 3A° ist, wenn der Motor mit einem Lei- stungsfaktor gleich i arbeitet.The closing of the exciter switch ii is controlled according to the invention by a device which is influenced by the size and the frequency of the pulsating armature current generated during the asynchronous running of the synchronous motor. The opening of the exciter switch ii, on the other hand, is controlled according to the invention by a device as a function of the size and the phase angle of the armature current as soon as the motor falls out of step. For this purpose, a relay 15 with a rotatable disk 16 and a cooperating wattmetric drive element 17 is provided. The element 17 is provided with a current coil 18, which is excited as a function of the current of one phase of the alternating current network 4, and a voltage coil i9, which is connected to one of the phases of the network 4. This element exerts a torque on the rotatable disk 16 in one direction, which is proportional to the value E # I sin (O - (p) Phase of the network 4, 4 the phase angle by which 1 lags behind E, and 99 the angle by which the current in the voltage coil z9 lags the voltage is. Z is the impedance of the circuit through which the current h flows. In the case of three-phase circuits, it is advantageous to select the switching connections so that 4 = 3A ° if the motor is working with a power factor equal to i.

Auf die Scheibe 16 wirkt weiterhin ein anderes Antriebselement 2o, dessen Spannungsspule 21 an einer der Phasen des Netzes . liegt und derart ausgelegt ist, daß es auf die Scheibe 16 ein Drehmoment ausübt, welches dem von der wattmetrischen Einrichtung 17 erzeugten Drehmoment entgegenwirkt. Die Spannungsspule 21 liegt parallel zu der Spannungsspule i9, so daß das von demElement 2o ausgeübte Gegendrehmoment dem Werte K - E2 proportional ist, wobei K eine Kon- stante ist. Das auf die Scheibe 16 von den beiden Elementen 17 und 20 ausgeübte resultierende Drehmoment ist dann proportional dem Werte Da die Kraft der Rückzugsfeder des Relais vernachlässigbar ist, hängt die Stellung des Relais hauptsächlich von dem alzebraischen, Wert des Ausdruckes 'ab. Die Tätigkeit des Relais 15 wird also durch normale Schwankungen der Netzspannung nicht beeinflußt.Another drive element 2o acts on the disk 16, its voltage coil 21 on one of the phases of the network. and is designed such that it exerts a torque on the disk 16 which counteracts the torque generated by the wattmetric device 17. The voltage coil 21 is parallel to the voltage coil i9, so that the counter-torque exerted by the element 2o is proportional to the value K- E2, where K is a constant . The resulting torque exerted on the disk 16 by the two elements 17 and 20 is then proportional to the value Since the force of the return spring of the relay is negligible, the position of the relay depends mainly on the Alzebra 'value of the expression'. The activity of the relay 15 is therefore not influenced by normal fluctuations in the mains voltage.

Überwiegt das Drehmoment des wattmetrischen Elementes 17, so dreht sich die Scheibe 16 und schließt dadurch über die Kontakte22 den Stromkreis eines Relais 24, welches bei Erregung sofort seinen Anker anzieht, jedoch nach Abschaltung der Erregung erst dann in seine Ruhelage zurückkehrt, wenn seit seiner Entregung eine bestimmte Zeit vergangen ist. Als Relais kann irgendein bekanntes Relais verwendet werden.If the torque of the wattmetric element 17 predominates, it rotates the disc 16 and thereby closes the circuit of a via the contacts 22 Relay 24, which immediately picks up its armature when energized, but after switching off the excitement returns to its rest position only after its de-excitation a certain time has passed. Any known relay can be used as the relay will.

Dem Relais 24 ist ein Hilfszeitrelais 25 zugeordnet, dessen Erregerstromkreis, wenn das Relais 24 erregt und der Erregerschalter i i geöffnet ist, über Kontakte 26 des Relais 24 geschlossen wird. Das Relais 25 ist konstruktiv ähnlich ausgebildet wie das Zeitrelais 24 und spricht praktisch sofort an, wenn es erregt wird, geht jedoch erst dann in seine Ruhelage zurück, wenn nach seiner EntregUng eine bestimmte Zeit vergangen ist.The relay 24 is assigned an auxiliary time relay 25, the excitation circuit of which when the relay 24 is energized and the energizing switch i i is open, via contacts 26 of the relay 24 is closed. The relay 25 is structurally similar like the time relay 24 and responds practically immediately when it is energized, goes however, it only returns to its rest position when a certain one after it has been de-energized Time has passed.

Durch das Ansprechen des Relais 25 werden seine in dem ursprünglichen Erregerstromkreis des Relais 24 liegenden Kontakte 27 geöffnet und seine in dem Erregerstromkreis des Erregerschalters i i liegenden Kontakte 28 geschlossen. Durch das Öffnen der Kontakte 27 wird jedoch -das Relais 24 nicht entregt, da dieses über die parallel zu den Kontakten 27 liegenden Selbsthaltekontakte 39 eingeschaltet bleibt. Das Schließen der Kontakte 28 bewirkt zur gleichen Zeit keine Einschaltung der Spule 29 des Erregerschalters i i, .da der Stromkreis dieser Spule durch die geöffneten Kontakte 31 des Relais 24 so lange unterbrochen ist, bis die Motordrehzahl einen bestimmten Wert überschreitet. Da nun der Erregerschalter ii nicht geschlossen werden kann, solange nicht sowohl das Relais 24 als auch das Relais 25 erregt worden sind, und das Relais 24 nicht erregt werden kann, solange der Schalter 5 nicht geschlossen und dem Motor Strom zugeführt worden ist, ergibt sich augenscheinlich, daß_die erfindungsgemäße Einrichtung den Motorankerstromkreis und das Vorhandensein des Motorankerstromes überwacht, bevor die Erregung der Motorfeldwicklung zugeführt wird.When the relay 25 responds, its contacts 27 located in the original excitation circuit of the relay 24 are opened and its contacts 28 located in the excitation circuit of the exciter switch ii are closed. By opening the contacts 27, however, the relay 24 is not de-energized, since it remains switched on via the self-holding contacts 39 lying parallel to the contacts 27. Closing the contacts 28 at the same time does not turn on the coil 29 of the exciter switch ii, .da the circuit of this coil is interrupted by the open contacts 31 of the relay 24 until the engine speed exceeds a certain value. Since the energizing switch ii cannot be closed as long as both the relay 24 and the relay 25 have not been energized, and the relay 24 cannot be energized as long as the switch 5 has not been closed and the motor has not been supplied with power, this results Apparently that the device according to the invention monitors the motor armature circuit and the presence of the motor armature current before the excitation is supplied to the motor field winding.

Um die Erregung des Motors i abzuschalten, wenn dieser außer Tritt gefallen ist, bewirkt das eingeschaltete Relais 24 durch seine Kontakte 42 das Kurzschließen der Arbeitswicklung 29 des Erregerschalters 11. Da das Relais 24 nach seiner Erregung praktisch sofort anspricht, bewirkt es die Öffnung des Erregerschalters i x, sobald die Größe und Phasennacheilung desMotorstromes derartige Werte erreicht hat, daß das Relais 15 seine Kontakte 22 schließt. Die Abschaltung der Erregung wird also unabhängig von der Frequenz der Ankerstrompulsationen bewirkt, wohingegen die Zuführung der Erregung von der Dauer der Zeit, während der eine Stromputsation unterhalb eines bestimmten Wertes bleibt, und somit von der Frequenz der Strompulsationen abhängt.To switch off the excitation of the motor i when it is out of step has fallen, the switched on relay 24 causes the short-circuiting through its contacts 42 the working winding 29 of the exciter switch 11. Since the relay 24 after its excitation responds practically immediately, it causes the opening of the exciter switch i x as soon as the magnitude and phase lag of the motor current has reached such values that the relay 15 closes its contacts 22. The shutdown of the excitation will be caused independently of the frequency of the armature current pulsations, whereas the feed the excitation of the duration of the time during which a current mutation is below a remains a certain value, and thus depends on the frequency of the current pulsations.

Da es bisweilen erwünscht ist, die Empfindlichkeit des Relais 15 derart zu ändern, daß das Relais bei Feldabschaltung bei einer Größe des Produktes aus der Ankerspannung und dem Strom anspricht, die von der entsprechenden Größe bei Feldzuschaltung abweicht, sind erfindungsgemäß ein Widerstand 33, der in Reihe mit der Wicklung 21 des Relais 15 liegt, und Kontakte 34 des Erregerschalters zum Kurzschließen dieses Widerstandes vorgesehen. Die Kontakte 34 sind geschlossen, wenn der Erregerschalter i i ge- schlossen ist. Das Relais braucht also zum Schließen der Kontakte 22 zwecks Feldabschaltung einett größeren Wert von E - I # sin als zur Einschaltung der Felderregung.Since it is sometimes desired to change the sensitivity of the relay 15 in such a way that the relay responds when the field is switched off at a size of the product of the armature voltage and the current that deviates from the corresponding size when the field is switched on, a resistor 33, according to the invention, which is shown in FIG Series with the winding 21 of the relay 15 is located, and contacts 34 of the exciter switch are provided for short-circuiting this resistor. The contacts 34 are closed when the excitation switch is closed ii. The relay therefore needs a larger value of E -I # sin to close the contacts 22 for the purpose of switching off the field than to switch on the field excitation.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrieh--tung arbeitet folgendermaßen: Soll der Motor i angelassen werden, so wird der Schalter 7 geschlossen und dadurch die Arbeitswicklung 6, des Schalters 5 erregt. Durch das Schließen des Schalters 5 wird die Ankerwicklung 2 des Motors unmittelbar an das Netz 4 geschaltet, so daß der Motor als Induktionsmotor hochläuft. Während dieser Zeit ist die Motorerregerwicklung 3 über die Tontakte 12 .des Erregerschalters. z i auf den Entladewiderstand 13 geschaltet. Der Motorankerstrom hat eine derartige Grölte und Phasenlage, daß das Relais 15 sofort seine Kontakte 22 schließt und dadurch .den Stromkreis des Relais 24 über die Kontakte 27 des Relais 25 und die Kontakte 35 des Schalters 5 herstellt. Das Relais 24 geht sofort in seine Arbeitsstellung. " Durch das Schließen seiner Selbsthaltekontakte 3o, die parallel zu den Kontakten 27 des Relais 25 liegen, hält sich das Relais 24 selbst, so daß die darauffolgende Erregung des Relais 25 und Unterbrechung der Kontakte 27 keine Entregung des Relais 24 bewirkt. Das Schließen der Kontakte 26 des Relais 24 schließt den Stromkreis des Relais 25 über die Kontakte 35 des Schalters 5 und die Kontakte 37 des Erregerschalters i i, so daß sich das Relais 25 sofort in seine Arbeitslage bewegt. Durch das Schließen der Kontakte 28 des Relais 25 wird der Stromkreis der Arbeitswicklung 29 des Erregerschalters i i vorbereitet. Dieser Stromkreis ist jedoch in diesem Zeitpunkt noch durch die Kontakte 31 des erregten Relais 24 unterbrochen.The device shown in the drawing works as follows: If the engine i is to be started, the switch 7 is closed and thereby the working winding 6, of the switch 5 is energized. By closing the switch 5, the armature winding 2 of the motor is connected directly to the network 4, so that the motor starts up as an induction motor. During this time the motor excitation winding is 3 via contact 12 of the exciter switch. z i switched to the discharge resistor 13. The motor armature current has such a magnitude and phase position that the relay 15 immediately closes its contacts 22 and thereby .den the circuit of the relay 24 over the contacts 27 of the relay 25 and the contacts 35 of the switch 5 produces. That Relay 24 immediately goes into its working position. "By closing its self-holding contacts 3o, which are parallel to the contacts 27 of the relay 25, holds the relay 24 itself, so that the subsequent energization of the relay 25 and interruption the Contacts 27 do not de-energize relay 24. Closing the contacts 26 of the relay 24 closes the circuit of the relay 25 via the contacts 35 of the switch 5 and the contacts 37 of the exciter switch i i, so that the relay 25 is immediately moved into his working position. By closing the contacts 28 of the relay 25 is the circuit of the working winding 29 of the exciter switch i i prepared. This However, at this point in time, the circuit is still excited by the contacts 31 of the Relay 24 interrupted.

Da der Motor als Induktionsmotor hochläuft, pulsiert der Motorankerstrom infolge der cyclischen Änderungen der Reaktanz des Motorankerstromkreises, die durch die ausgeprägten Erregerpole hervorgerufen werden, die an den magnetischen Polen des von dem Ankerstrom erzeugten Drehfeldes sich vorüberbewegen. Da alle Läuferpole gleich sind, bevor die Erregerwicklung erregt wird, haben die Pulsationen des Ankerstromes eine Frequenz, die gleich der doppelten Frequenz des in der Erregerwicklung induzierten Stromes ist. Solange nicht der Motor eine bestimmte, von der Einstellung des Relais 15 abhängige Drehzahl erreicht hat, hat der Motorankerstrom eine derartige Größe und Phasenlage, daß das Relais 15 seine Kontakte 22 ständig geschlossen hält. Überschreitet jedoch die Motordrehzahl den vorbestimmten Wert, so erhält der Motorankerstrom eine solcheGröße und Phasenlage, daß während eines Teiles jeder Pulsation des Ankerstromes die Kontakte 22 des Relais 15 geöffnet bleiben und dadurch der Stromkreis des Relais 24 unterbrochen wird. Das Relais 24 geht jedoch erst dann in seine Ruhelage zurück, wenn der Motor eine solche Drehzahl erreicht und somit die Frequenz der Ankerstrompulsationen eine derartige Größe hat, daß die Dauer jeder Halbwelle der Strompulsationen, während der die Kontakte 22 geöffnet sind, groß genug ist, daß das Relais :24 in seine Ruhelage zurückgehen und. dadurch die Kontakte 30 seines Sel.bsthaltestromkreises öffnen kann. Durch das Schließen der Kontakte 31 des Relais 24 wird der Stromkreis der Arbeitswicklung 29 des Erregerschalters i i über die Kontakte 35 des Schalters 5 und die Kontakte 28 des Relais 25 geschlossen.Since the motor starts up as an induction motor, the motor armature current pulsates as a result of the cyclic changes in the reactance of the motor armature circuit, which are caused by the pronounced excitation poles that move past the magnetic poles of the rotating field generated by the armature current. Since all rotor poles are the same before the excitation winding is excited, the pulsations of the armature current have a frequency that is equal to twice the frequency of the current induced in the excitation winding. As long as the motor has not reached a certain speed depending on the setting of the relay 15, the motor armature current has such a magnitude and phase position that the relay 15 keeps its contacts 22 constantly closed. However, if the motor speed exceeds the predetermined value, the motor armature current is given such a magnitude and phase position that the contacts 22 of the relay 15 remain open during part of each pulsation of the armature current and the circuit of the relay 24 is thereby interrupted. However, the relay 24 only returns to its rest position when the motor reaches such a speed and thus the frequency of the armature current pulsations has such a size that the duration of each half-wave of the current pulsations, during which the contacts 22 are open, is large enough, that the relay: 24 return to its rest position and. thereby the contacts 30 of his self-holding circuit can open. By closing the contacts 31 of the relay 24, the circuit of the working winding 29 of the exciter switch ii via the contacts 35 of the switch 5 and the contacts 28 of the relay 25 is closed.

Durch das Ansprechen des Relais i i werden die Selbsthaltekontakte 38 geschlossen, wodurch sich das Relais i i selbst hält. Der Erregerschalter i i bleibt so lange geschlossen, bis dann darauffolgend auch das Relais 25 seine Kontakte 28 öffnet. Durch Schließen der Hauptkontakte 40 und 41 wird die Erregerwicklung 3 an die Erregerstromquelle io angeschlossen. Der Motor wird sodann in Tritt fallen. Durch das öffnen der Kontakte 12 des Erregerschalters 11 wird der Entladewiderstand 13 von der Erregerwicklung 3 abgeschaltet.By the response of the relay ii, the self-holding contacts 38 are closed, whereby the relay ii holds itself. The exciter switch ii remains closed until the relay 25 subsequently also opens its contacts 28. By closing the main contacts 40 and 41, the excitation winding 3 is connected to the excitation current source io. The engine will then kick in. By opening the contacts 12 of the exciter switch 11, the discharge resistor 13 is switched off from the exciter winding 3.

Durch das öffnen der Kontakte 26 bewirkt das Relais 24 die Entregung des Relais 25, welches nach einer bestimmten Zeitdauer, die hinreichend lang genug ist, um den Motor in Tritt fallen zu lassen, seine Kontakte 28 öffnet und seine Kontakte 27 schließt. Diese Zeitverzögerung sorgt auch dafür, daß das Relais 24 nicht auch dann erregt wird, wenn das Relais 15 kurzzeitig seine Kontakte 22 schließt. Dieses kurzzeitige Schließen kann durch eine Stromstörung entstehen, die in dem Motorankerstromkreis während des Intrittfallens des Motors hervorgerufen wird.By opening the contacts 26, the relay 24 causes the de-excitation of the relay 25, which after a certain period of time is sufficiently long enough is to let the motor fall in step, its contacts 28 opens and its Contacts 27 closes. This time delay also ensures that the relay 24 is not also excited when the relay 15 briefly closes its contacts 22. This short-term closing can be caused by a power disturbance in the Motor armature circuit is caused when the motor is kicked in.

Durch das Schließen der Kontakte 34 des Erregerschalters i i wird der Widerstand 33 kurzgeschlossen, so daß der Scheinwiderstand des Stromkreises der Spule 21 des, Relais 15 herabgesetzt wird. Das Relais 15 spricht, nachdem nunmehr der Schalter, i i gesehlos-. sen worden ist, jetzt auf eine andere Größe der Ankerspannung und des Stromes an.By closing the contacts 34 of the exciter switch i i becomes the resistor 33 short-circuited, so that the impedance of the circuit the coil 21 of the relay 15 is lowered. The relay 15 speaks after now the switch, i i Gesehlos-. has been sen, now to a different size of the armature voltage and the stream on.

Solange der Motor in Synchronismus mit der Spannung des Netzes 4 ist, ist das Phasenverhältnis zwischen Ankerstrom undSpannung und der Größe des Ankerstromes derart, daß das Relais 15 seine Kontakte 22 offenhält. Fällt jedoch der Motor außer Tritt, so wird der Leistungsfaktor des Motors hinreichend nacheilend, wodurch der Strom ausreichend zunimmt und bewirkt, daß das Relais 15 seine Kontakte 22 schließt und dadurch den oben beschriebenen Erregerstromkreis des Relais 24 herstellt. Das Relais 24 geht sofort in seine Arbeitslage, wähfend durch das Schließen seiner Kontakte 42 ein Nebenschluß zu der Arbeitswicklung 29 des Erregerschalters i i hergestellt wird. Der Erregerschalter i i öffnet sich sofort, wodurch die Erregerwicklung 3 von der Erregerstromquelle abgeschaltet und an den Entladewiderstand 13 angeschaltet wird. Die Erregung des Relais 24 und das Schließen der Kontakte 37 des Erregerschalters i i bewirkt dann auch die Herstellung des Stromkreises des Relais 25.As long as the motor is in synchronism with the voltage of the network 4, is the phase relationship between armature current and voltage and the magnitude of the armature current such that the relay 15 keeps its contacts 22 open. However, if the engine fails Occurs, the power factor of the motor is sufficiently lagging, whereby the Current increases sufficiently and causes relay 15 to close its contacts 22 and thereby produces the excitation circuit of the relay 24 described above. That Relay 24 immediately goes into its working position while closing its contacts 42 a shunt is made to the working winding 29 of the exciter switch i i will. The exciter switch i i opens immediately, causing the excitation winding 3 disconnected from the excitation current source and connected to the discharge resistor 13 will. The energization of the relay 24 and the closing of the contacts 37 of the energizing switch i i then also creates the circuit of the relay 25.

Der Motor i läuft sodann als Induktionsmotor weiter, bis die Drehzahl wieder einen derart hohen Wert erreicht hat, daß das Relais 24 in seine Ruhelage geht und wiederum in der vorbeschriebenen Weise die Anschaltung der Erregerwicklung 3 an die Erregerstromquelle io bewirkt.The motor i then continues to run as an induction motor until the speed has again reached such a high value that the relay 24 is in its rest position goes and again in the manner described above, the connection of the excitation winding 3 causes the excitation current source io.

Claims

PATENT CLAIM:. Device for the automatic synchronization of asynchronous starting synchronous machines with pronounced poles by means of a wattmetric relay which, after falling below a certain value of the armature current, switches on the excitation of the synchronous machine via two successively effective relays, especially for synchronous motors, characterized in that after switching on the synchronous machine to the network the arrangement of two voltage coil systems (i9 and 21) independent of fluctuations in the mains voltage, the size and frequency of the armature current pulsations responding wattmetric relay (15) by closing its contacts (22) with holding contacts (3o) Equipped and via the normally closed contacts (27) of a second timing relay (25) controlled timing relay (2q.) with immediate armature tightening, but delayed armature drop, which is activated by closing the contacts (26) for the excitation coil of the second timing relay (25) of the same design this relay nu n more about .the working contacts (28), the control circuit for the exciter switch (ii) of the synchronous machine is prepared so that when the size and frequency of the armature current pulsations fall below predetermined values, the first-mentioned time relay drops out again and then by closing its contacts (31) via the prepared control circuit the exciter switch (ii) inserts and that when the synchronous machine falls outside the excitation is switched off by the switching coil (29) of the exciter switch (I i) held via its contacts (38) by bridging contacts (q.2) of the via the contacts (A2) of the wattmetric relay (15) excited first timing relay (2q.) is short-circuited, the response time of the wattmetric relay (15) can be changed by a resistor (33) connected to the circuit of a voltage coil system (21).