DE846875C

DE846875C - Anordnung zur Erregung synchronisierter Asynchronmaschinen

Info

Publication number: DE846875C
Application number: DENDAT846875D
Authority: DE
Inventors: Ing Hermann Harz Berlin Siemensstadt Dr
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1952-06-19

Description

nisierten Asvnchronmotor noch anhaftenden Nachteile auf einfache Weise beseitigen kann.
Gemäß der Erfindung wird zur Erregung von synchronisierten Asynchronmaschinen die aus zwei oder mehr Phasen bestehende Zweitwicklung in der einen Wicklungsachse (Längsachse) nach dem Hochfahren der Maschine mit einem lastunabhängigen und einem lastabhängigen Gleichstrom erregt, während die, andere Wicklungsachse (Querachse) zweckmäßig kurzgeschlossen wird. Die lastunab-. hängige Erregung sichert dabei die Leerlauferregung, während sich durch die lastabhängige Erregung der Erregerstrom selbsttätig mit der Belastung erhöht, so daß es nicht nötig ist, die Motoren bei Nennlast mit voreilendem Leistungsfaktor zu betreiben und sie mit größerem Luftspalt auszuführen. Ein weiterer Vorteil der lastabhängigen Erregung besteht darin, daß die Synchronisierung nach dem Hochlaufen leichter vonstatten- geht. Besonders zweckmäßig ist es, die Motoren über Trockengleichrichter in sog. Stromschaltung mit einem lastunabhängigen und einem lastabhängigen Strom zu erregen. Man läßt zu diesem Zweck den Gleichrichter während des Hochlaufens kurzgeschlossen und öffnet den Kurzschluß nach dem Hochlaufen, wodurch sich der Gleichrichter auf die Längsachse der Läuferwicklung belastet und der Läufer mit einem entsprechend großen Erregerstrom in den Synchronismus gezogen wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung ist mit r der synchronisierte Asynchronmotor bezeichnet, d. h. ein Asynchronmotor mit dreiphasig gewickeltem Läufer, an dessen Schleifringe der Anlaßwiderstand 2 angeschlossen ist und der mit Gleichstrom erregt «erden kann. Zu diesem Zweck kann der Sternpunkt des Anlassers durch einen Schalter 3 so aufgetrennt werden, daß der zu diesem Schalter parallel liegende Trockengleichrichter 4 nach Offnen dieses Schalters die Längsachse der Läuferwicklung mit Gleichstrom speist. Es bleiben hierbei über dem verbleibenden Teilsternpunkt zwei Schleifrin ze miteinander verbunden, so daß die an diese angeschlossenen Läuferwicklungen eine kurzgeschlossene Läuferachse bilden, durch die stets eine wirksame Querdämpfung bewirkt wird.
Der Trockengleichrichter 4 wird über den Umspanner 5 gespeist, dem einerseits der lastunabhängige Strom einer genügend großen Drosselspule 6 und andererseits der Ständerstrom des Motors selbst zugeführt wird. Der Läuferstrom (Erregerstrom) 1E, entspricht dann der Beziehung Hierin bedeutet U die Netzspannung, Xp den Blindwiderstand der Drosselspule, Il den Ständerstrom, k eine Konstante, Re den Widerstand der Läuferwicklung, wobei sämtliche Werte auf die gleiche Windungszahl am Gleichrichterumspanner bezogen sind. Macht man den Scheinwiderstand der Drosselspule groß gegenüber dem Widerstand der Läuferwicklung, so wird der Erregerstrom gleich Das Anfahren erfolgt in folgender \'eise: Zuerst wird der Schalter 3 eingelegt, und hierauf wird der Motor auf das Netz geschaltet. Dann wird der Widerstand des auf seinen Höchstwert eingestellten Anlassers 2 allmählich bis auf Null verringert, bis schließlich kein Widerstand mehr iin Läuferkreis liegt. Der dem Gleichrichter 4 über den Umspanner 5 auch während des Hochfahrens zugeleitete Strom schließt sich hierbei ebenfalls über den Schalter 3. Nach dem Hochfahren wird der Schalter 3 geöffnet, so daß sich der Gleichrichterstrom nunmehr nur über die Längsachse der Läuferwicklung schließen kann. Über den verbleibenden Teilsternpunkt sind die an diesen angeschlossenen beiden Wicklungen des Läufers kurzgeschlossen und bilden eine kurzgeschlossene Querachse. Da Ständer und Läufer über den Umspanner s und den Gleichrichter 4 in Reihe geschaltet sind, wird der Erregerstrom im Läufer erzwuiigeri, desgl. die dafür benötigte Erregerspannung. Der Läufer wird daher mit großer Kraft in den Synchronismus gezogen. In gleicher Weise sichert die lastabhängige Erregung im Betrieb ohne zusätzliche Aufwendungen die zwei- bis dreifache Überlastbarkeit vermöge der großen Spannungsreserve und Trägheitslosigkeit der Stromschaltung, während die lastunabhängige Erregung die Grunderregung für Leerlauf bildet. Die Eigenschaft des Trockengleichrichters, sich durch Parallel- bzw. Reihenschaltung von Einzelelementen allen Strom- und Spannungsverhältnissen anzupassen, läßt die für den Motor vorteilhafte Bemessung für verhältnismäßig kleine Stillstandsspannungen und große Ströme nicht als Nachteil für das ErreLerztilreliör erscheinen. Schaltet man, wie in der "Zeichnung gestrichelt dargestellt, in Reihe mit der Drosselspule 6 bzw. parallel zum Gleichrichterumspanner einen Kondensator 7, der vorzugsweise auf Resonanz mit der Drosselspule bei Nennfrequenz abgestimmt wird, so kann die Maschine auch als sich selbst erregender Synchrongenerator betrieben werden, der wegen der lastabhängigen Erregung auch in der Lage ist, bei allen Belastungen seine Spannung nahezu konstant zu halten. Diese Schaltung ist für Maschinen synchroner Bauart bekannt. Sie erhöht aber in diesem Zusammenhang die Vorteile der synchronisierten Asynchronmasc'hine, so daß diese alle Vorteile sowohl der synchronen als auch der asynchronen Maschine in sich vereinigt. Sie läuft daher als Motor mit kleinem Anlaufstrom bei vollem Moment an und nach dem Hochlaufen mit dem Leistungsfaktor r und großer Überlastbarkeit weiter. Ebenso erregt sie sich als Generator ohne fremde Spannungsquelle und weist bei guter Spannungshaltung ebenfalls eine große Überlastbarkeit auf.
Statt den Läufer unmittelbar über Gleichrichter in der dargestellten Weise zu erregen, kann man auch eine mittelbare Erregung über eine Erregerinascllitie vornchtnen, wie (las für S_vnchronlltaschineti bekamst ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Erregung s@-ncllroliisierter .\svtichnrnniaschinen, dadurch gekennzeichnet, da13 die aus z\\-ei ()der mehr Phasen bestehende Zweitwicklung in der einen Wicklungsachse (1_:ingsachse) nach dein Hochfahren der Maschine finit eineng lastunabhä ngigen und einem lastabh:ingigen Gleichstrom erregt wird, wä llrend die andere \\'icklttiigsaclise (Querachse) z\\eckilläßig kurzgeschlossen wird.
2. Anordnung hach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet. daß die Erregung Tiber einen Gleichrichter, insbesondere einen Trockengleichrichter, erfolgt, dem wechselstroniseitig in Stronlschaltttng über eine getlügeiid große und parallel zu den Maschilletlkleininen liegende Drosselspule der lastunabhängige Strom und als lastal>h:ingiger Strom der Erststrom der :\sl\,llcllrlliinl:tscltine zugeführt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter während des Anfahrens durch den Sternpunkt des Anlassers kurzgeschlossen ist und nach dem Anfahren der Sternpunkt durch einen Schalter so geöffilet wird, daß sich der Gleichrichterstrom über die Längsachse schließt und die Querachse kurzgeschlossen bleibt.
Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Drosselspule und parallel zum Gleichrichterumspanner ein Kondensator liegt, der zweckmäßig auf Resonanz finit der Drosselspule bei Nennfrequenz abgestimmt ist.
5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine derartig erregte Asvnchronmaschine sowohl als Motor als auch als selbsterregter Generator betrieben wird. (i. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung nicht unmittelbar über Gleichrichter, sondern mittelbar unter Zwischenschaltung einer oder mehrerer Erregermaschinen erfolgt.