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Anordnung zum Anlassen und Drehzahlregeln von Asynchronmotoren über
Stromrichter Bei der Drehzahlregelung von Asynchronmotoren mit regelbarer Geschwindigkeit
sind mehrere Ausführungen bekanntgeworden, die Schlupfleistung mit Hilfe von Stromrichtern
zu verwerten. Nach einer solchen Ausführung wird der Sekundärstrom gleichgerichtet
und einem Gleichstrommotor zugeführt der dann die Leistung über einen Wechselstromgenerator
zum Netz zurückliefert. Nach einer anderen Ausführung wird der Sekundärstrom zuerst
gleichgerichtet und erst dann wieder über einen Wechselrichter in Wechselstrom von
Netzfrequenz umgewandelt.
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Auch ist es bekannt, einen Asynchrönmotor primär über Wechselrichter
mit regelbarer Frequenz zu speisen, wobei die Sekundärwicklung entweder kurzgeschlossen
oder in gewöhnlicher Weise mit Schleifringen=,_vcrsehen ist. /-- Die Erfindung
betrifft eine Anordnung zum Anlassen und Drehzahlregeln von Asynchron-' motoren
über Stromrichter, welche sich dadurch auszeichnet, daß die. Motoren sowohl primär-
wie sekundärseitig an dasselbe Gleichstromnetz über Wechsel- bzw. Gleichrichter
oder an dasselbe Wechselstromnetz über Frequenzumrichter angeschlossen -sind. Hierdurch
erreicht man gegenüber den bekannten Regelschaltungen bedeutende Vorteile, indem
man durch einfache Mittel eine ganz einheitliche Regelung innerhalb eines weiten
Geschwindigkeitsbereiches einschließlich des Anlassens vom Stillstand erreichen
kann.
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Die Regelung der Motoren gemäß der Erfindung ist ebenso einfach wie
beim unmittelbaren Anschluß der Motoren an das Netz, wobei nur deren Schlußleistung
über Stromrichter an das Netz zurückgegeben wird, indem in beiden Fällen nur zwei
Stromrichter und ein Motor benutzt werden. Gleichzeitig ermöglicht sie jedoch eine
weitgehendere Geschwindigkeitsregelung, indem sowohl die primäre wie die sekundäre
Frequenz regelbar sind Man kann dann durch Verwendung - von ziemlich hohen Frequenzen
die Größe der beiderseitigen Transformatoren ganz niedrig halten.
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Eine Schaltung zur Verwirklichung der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt.
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z ist ein Gleichstromnetz, welches beispielsweise aus Kontaktleitung
und Schienenstrang, einer elektrischen Bahn bestehen
kann. Der Strom
vom Netz durchfließt in Reihe mit einer Drosselspule 2 einen gittergesteuerten dreiphasigen
Wechselrichter 3, in welchem er in Wechselstrom umgerichtet wird, der vorzugsweise
eine ziemlich hohe Periodenzahl hat, um die Verwendung eines Transformators niedrigen
Gewichts zu ermöglichen. Diese Periodenzahl soll auch durch die Gittersteuerung
innerhalb gewisser Grenzen, beispielsweise zwischen 250 und Zoo Perioden,
regelbar sein. Der Wechselstrom wird der Primärwicklung eines Asynchronmotors 4.
Zugeführt, dessen Sekundärwicklung ihrerseits über einen gittergesteuerten Gleichrichter
5 und eine Drosselspule 6 mit dem Netz verbunden ist. Das Netz z kann auch ein Wechselstromnetz
sein, wobei der Wechselrichter 3 und der Gleichrichter 5 beide durch Umrichter ersetzt
werden.
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Durch entsprechende Beeinflussung der Gittersteuerungen kann man beispielsweise
den Wechselrichter von Zoo bis 25o Perioden und .gleichzeitig den Gleichrichter
von Zoo bis z5o Perioden steuern. Die Geschwindigkeit des Läufers wird dann von
Stillstand auf den zoo Perioden entsprechenden Wert erhöht. Gleichzeitig mit der
Periodenzahl soll die Spannungsübersetzung der beiden Stromrichter derart geregelt
werden, daß der durchfließende Strom einem gewünschten Gesetz folgt, beispielsweise
während des ganzen Anlaßvorgangs konstant gehalten wird.
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Die niedrigste verwendete Periodenzahl bzw. die niedrigste Spannung
im Sekundärkreis des Motors wird dadurch bestimmt, daß einerseits der Gleichrichter
bei allzu großen Schwankungen der Wechselspannung nur unwirtschaftlich auf konstante
Gleichspannung regeln kann, andererseits die durchgehende Leistung im Verhältnis
zur Nutzleistung nicht allzu groß sein soll. Als ein geeigneter Wert des Verhältnisses
zwischen- durchgehen -der Leistung und Nutzleistung bei voller Motorgeschwindigkeit
sei 3 : ä genannt, welches Verhältnis bei den obengenannten Periodenzahlen erreicht
wird. Die absoluten Werte der letzteren sollen so hoch gesetzt werden, wie es mit
Rücksicht auf die Eisenverluste möglich ist, damit die Transformatoren trotz der
verhältnismäßig hohen durchgehenden Leistung klein gehalten werden können. Die niedrigste
Periodenzahl irgendeiner Wicklung soll möglichst nicht a5 Perioden unterschreiten.
Da die Aussteuerung des Gleichrichters beim Anlasser am geringsten und der Leistungsfaktor
aui der Wechselstromseite des Gleichricbter# gleichzeitig am niedrigsten ist, kann
es zweckmäßig sein, zwischen die Sekundärklemmen des Motors Kondensatoren einzuschalten,
die den Leistungsfaktor des =%lo tors im Verhältnis zu dem an den Gleich -richterklemmen
herrschenden Leistungsfak#or erhöhen. Da die Stromwendung eine. Wechselrichters,
wie die Erfahrung gez(igT hat, leichter vor sich geht, wenn der Belastungskreis
sich als ein Schwingungskreis verhältnismäßig niedriger Dämpfung verhä.l;. kann
es auch zweckmäßig sein, auf der Primärseite des Motors sowohl Kondensat:)ren wie
Induktanzen einander parallel zu schalten, um dem Kreis den Charakter eines Schwingungskreises
mit niedriger Dämpfttnzu geben. Derartige Induktanzen können auch auf der Sekundärseite
eingeschaltet werden. Eine Untersuchung zeigt. daß man durch entsprechende Bemessung
dieser Kapazitäten und Induktanzen Schwingungskreise erhalten kann, die die primäre
und die sekundäre Periodenzahl derart bestimmen, daß die durch den Motor fließende
Blindleistung verhältnismäßig niedrig, d. h. der Leistungsfaktor des Motors verhältnismäßig
hoch gehalten werden kann.
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Die Transformatoren der Stromrichter können gegebenenfalls auch fortfallen,
wobei die Motorwicklungen dann unmittelbar als Ventilwicklungen dienen. -