DE726883C

DE726883C - Arrangement to eliminate the self-excited oscillations in synchronous drives

Info

Publication number: DE726883C
Application number: DEL102513D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinz Jordan; Dipl-Ing Walter Schmitt; Dipl-Ing Karl Schoenbacher
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-11-27
Filing date: 1940-11-27
Publication date: 1942-10-22

Description

Anordnung zur Beseitigung der selbsterregten Pendelungen bei Gleichlaufantrieben Um zwei Motoren bzw. Arbeitswellen bei verschiedenen Lasten in Gleichlauf zu halten, bedient man sich der sog. Gleichlaufantriebe, der elektrischen Welle. Diese wird durch die ständer- und läuferseitige Parallelschaltung zweier gleicher Asynchronmotoren hergestellt, die symmetrisch, d. h. bei mehrphasigen Motoren auch -im gleichen Felddrehsinn gespeist werden und als Synchronisiermaschinen arbeiten. Bei dieser Schaltung können wegen des gemeinsamen Läuferstromes die Drehmomentdifferenzen zweier Antriebe durch ein synchronisierendes Moment aufgenommen werden, das direkt von dem jeweiligen Schlupf der Synchronisiermaschinen abhängig ist.Arrangement to eliminate the self-excited oscillation in synchronous drives To keep two motors or output shafts running in sync with different loads, the so-called synchronous drives, the electric shaft, are used. This will due to the parallel connection of two identical asynchronous motors on the stator and rotor side manufactured that are symmetrical, d. H. in the case of multi-phase motors also in the same direction of field rotation are fed and work as synchronizing machines. With this circuit you can the torque differences between two drives due to the common rotor current a synchronizing moment recorded directly by the respective Slip of the synchronizing machines is dependent.

Die beschriebene Anordnung zeigt nun bei großem Schlupf eine starke Neigung zu selbsterregten Pendelungen, so daß sie nur für kleine Schlüpfe, d. h. für mitlaufendes Feld verwendet werden kann, wo wiederum das synchronisierende Moment sehr klein ist. Beim Hochlauf des Aggregates treten stets die störenden Schwingungserscheinungen ,auf. Da nun das synchronisierende Moment mit abnehmendem Schlupf erheblich geringer wird, so besteht auch hinsichtlich der Ausnutzung der Synchronisiermotoren ein bedeutsamer Nachteil.The described arrangement now shows a strong slippage Tendency to self-excited oscillations, so that they are only suitable for small hatches, i. H. can be used for moving field, where in turn the synchronizing moment is very small. The annoying vibration phenomena always occur when the unit is started up ,on. Since now the synchronizing torque is considerably lower with decreasing slip there is also a significant one with regard to the utilization of the synchronizing motors Disadvantage.

Die Erscheinung der selbsterregten Pendelungen ist auf das Vorhandensein negativer Dämpfungen zurückzuführen, die dann gegeben sind, wenn einem Schwingungssystem bei zunehmender Geschwindigkeit ein wachsender Antrieb in der Bewegungsrichtung erteilt wird. Maßgebend für die Pendelerscheinungen sind unter anderem die Größe der äußeren Reibungswiderstände und der Trägheitsmom-ente. Dies trifft auch für den schwingungsfähigen Läufer eines gewöhnlichen Asynchronmotors zu, wenn der Schlupf größer als der Kippschlupf ist (Fig. i), weil in diesem Gebiet bei zunehmender Drehzahl auch das Moment zunimmt.The appearance of the self-excited oscillations is due to the presence negative damping that is given when a vibration system with increasing speed a growing drive in the direction of movement is granted. Decisive for the pendulum phenomena are, among other things, the size the external frictional resistance and the moments of inertia. This also applies to the vibratory rotor of an ordinary asynchronous motor to when the slip is greater than the overturning slip (Fig. i), because in this area as the speed increases, the torque also increases.

Bei Gleichlaufantrieben treten nun bei Lastwinkeln außer dem synchronisierenden Moment auch noch asynchrone Momente in den einzelnen Synchronisiermotoren auf, wodurch bei großem Schlupf ebenfalls negative Dämpfungen hervorgerufen werden.With synchronous drives, load angles other than the synchronizing one now occur Moment also asynchronous torques in the individual synchronizing motors, which negative attenuation can also be caused in the case of large slip.

Um die Pendelerscheinungen bei Gleichlaufantrieben zu unterdrücken, hat man durch Einschalten von Ohmschen Widerständen in die Läuferkreise versucht, die Energie zu vernichten. Durch diese Maßnahmen konnte zwar eine gewisse Dämpfung der Pendelungen erreicht werden, eine völlige Beseitigung dieser Erscheinungen war jedoch nicht möglich. Die Einschaltung der Widerstände hat lediglich zur Folge, daß der Arbeitspunkt im Kreisdiagramm in ein Gebiet weniger stark negativer Dämpfungen verlegt wird, ohne jedoch die kreisförmige Ortskurve des Primärstromes zu verändern. Da außerdem durch das Einschalten der Ohmschen Widerstände das synchronisierende Moment sehr stark verringert wird, war man gezwungen, zur Übertragung einer bestimmten Leistung die Synchronisiermotoren sehr viel größer auszulegen. Auch die Verwendung von in den Läuferkreis eingeschalteten Drosselspulen hat lediglich die Verschlechterung des Kreisdiagramms zur Folge. Der Arbeitskreis wird kleiner, und damit sinkt das synchronisierende Moment. ` Man hat daher vorgeschlagen, durch Einschaltung von Widerstandskombinationen aus parallel geschalteten Ohmschen und induktiven Widerständen in den Läuferkreis die Drehmomentdrehzahlkennlinie für den Bereich großen Schlupfes so zu gestalten, daß im Betriebspunkt der Synchronisiermaschinen die Drehmomentdrehzahlkennlinie mit wachsender Drehzahl abfällt. Die Reaktanzen, die im Zusammenwirken mit parallel geschalteten Ohmschen Widerständen die erwünscht stark positive Dämpfung des Antriebes ermöglichen, sind also außerhalb der Synchronisiermaschinen angeordnet. Hierauf kann verzichtet werden, wenn nach einem weiteren Vorschlag diese Reaktanzen mit Hilfe des Streuschlitzes einer Doppelnut in die Läufer der Synchronisiermotoren selbst verlegt werden. Beide Maßnahmen gehen davon aus, eine positive Dämpfung durch die Anwendung der Charakteristik von Doppelnutmotoren zu erzielen, bei denen durch die Auslegung der Stabwicklung eine stark ausgeprägte Sattelbildung in der Drebmomentkennlinie hervorgerufen wird.In order to suppress the oscillation phenomena with synchronous drives, one attempted by switching ohmic resistances into the rotor circuits, to destroy the energy. Through these measures a certain dampening could be achieved the pendulums are reached, a complete elimination of these phenomena was but not possible. Switching on the resistors only has the consequence that the operating point in the pie chart is in an area with less negative attenuation is laid without, however, changing the circular locus of the primary current. In addition, by switching on the ohmic resistances, the synchronizing The moment is very much reduced, one was forced to transfer a certain Performance to design the synchronizing motors much larger. Also the use of reactors connected in the rotor circuit has only the deterioration of the pie chart. The working group is getting smaller, and that means that it is decreasing synchronizing moment. `It has therefore been suggested that by using Resistance combinations of ohmic and inductive resistances connected in parallel the torque speed characteristic for the area of large slip in the rotor circuit to be designed so that the torque speed characteristic at the operating point of the synchronizing machine drops with increasing speed. The reactances that interact with parallel switched ohmic resistances the desired strong positive damping of the drive enable, so are arranged outside of the synchronizing machines. On that can be omitted if, according to a further proposal, these reactances with Using the spreading slot of a double groove in the rotor of the synchronizing motors be laid yourself. Both measures assume a positive damping effect to achieve the application of the characteristic of double groove motors, in which by the design of the bar winding has a pronounced saddle formation in the torque curve is caused.

Erfindungsgemäß ist die Läuferwicklung jeder Synchronisiermaschine eine in rechteckigen. Nuten liegende Hochstabwicklung, deren nebeneinanderliegende Stäbe in zwei oder mehr Hochkantteilstäbe aufgeteilt sein können. Auf diese Weise wird den Synchronisiermotoren für den Bereich großen Schlupfes eine solche Charakteristik aufgeprägt, daß im Betriebspunkt der Synchronisiermotoren die Drehmomentdrehzahlkennlinie mit wachsender Drehzahl praktisch nicht mehr ansteigt, da es lediglich darauf ankommt, die negativen Dämpfungsmomente zum Verschwinden zu bringen (Fig.2). Es ist dies die Form der lsennlinie eines Hochstabläufers. Die Kennzeichen einer solchen Charakteristik sind einmal die Erhöhung im Anlaufmoment und eine Verringerung der Steigung der Momentenlinie im Bereich großen Schlupfes, die bei geeigneter Auslegung leicht Null gemacht werden kann, so daß in diesem Gebiet negative Dämpfungsmomente nicht mehr auftreten.According to the invention is the rotor winding of each synchronizing machine one in rectangular. Grooves lying high bar winding, their adjacent Rods can be divided into two or more edgewise partial rods. In this way the synchronizing motors for the area of large slip will have such a characteristic impressed that at the operating point of the synchronizing motors the torque speed characteristic practically no longer increases with increasing speed, since it only matters to make the negative damping moments disappear (Fig.2). It is this the shape of the isolating line of a high rod runner. The hallmarks of such a characteristic are once the increase in the starting torque and a decrease in the slope of the Torque line in the area of large slip, which is easily zero with a suitable design can be made so that negative damping moments are no longer in this area appear.

Diese Charakteristik kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß nach Fig.3 in einer parallelflankigen Nut die Läuferwicklung aus mehreren in Reihe geschalteten nebeneinanderliegenden Hochkantflachstäben F angeordnet ist. Die gleiche Wirkung kann gemäß Fig.4 erzielt werden, wenn jeder Hochkantstab in zwei oder mehr Hochkantteilstäbe aufgeteilt ist, wobei alle Windungen einer Nut parallel zu schalten sind.This characteristic can be achieved, for example, in that According to Figure 3 in a parallel-flanked groove, the rotor winding from several in series switched side-by-side edgewise flat bars F is arranged. The same Effect can be achieved according to Fig.4, if each upright bar in two or more Edgewise partial rods is divided, with all turns of a groove to be connected in parallel are.

Wie aus Fig.2 hervorgeht, besteht nunmehr im Bereich großen Schlupfes kein störender Anstieg des Momentes mehr in der Bewegungsrichtung mit wachsender Drehzahl. Man wird wegen des hohen synchronisierenden Momentes die Synchronisiermaschinen gegen das Feld arbeiten lassen, d. h. Schlupfe größer als i anwenden.As can be seen from FIG. 2, there is now large slip in the area no more disturbing increase of the moment in the direction of movement with increasing Rotational speed. One becomes the synchronizing machines because of the high synchronizing moment let work against the field, d. H. Apply slip greater than i.

Claims

PATENT CLAIM: Arrangement to eliminate the self-excited oscillations with synchronous drives, at. which the shafts to be kept in synchronism with the secondary side asynchronous synchronizing machines that are electrically connected in parallel are coupled, characterized in that the rotor winding of each synchronizing machine is one in Rectangular grooves lying high bar winding, the adjacent bars can be divided into two or more edgewise dividing rods.