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Schutzschaltung beim Bremsen von Wechselstrommotoren mittels Gleichstromes
Bei 'Vechselstrommotoren, die mit Gleichstrom gebremst werden, ist die Spannung
der den Bremsgleichstrom liefernden Stromquelle wesentlich kleiner als die normale
Betriebsspannung des Wechselstrommotors. Infolgedessen ist auch die beim Abschalten
des Motors vom Netz bzw. beim Umschalten auf Gleichstrombremsung am Motor vorhandene
Spannung sehr viel größer als die Spannung der Bremsstromquelle. Für die letztere
Stromquelle besteht daher die Gefahr, daß sie unzulässig hoch beansprucht wird.
Wenn der Bremsgleichstrom über Trockengleichrichter aus dem Wechselstromnetz des
Motors entnommen wird, so können die Trockengleichrichter im Augenblick des Umschaltens
des Motors auf Gleichstrombretns,ung durchschlagen werden. Um diesen Nachteil zu
beheben, ist vorgeschlagen worden, ein Spannungsrelais der Ständerwicklung des Wechselstrommotors
parallel zu schalten, welches erst unterhalb einer bestimmten Spannungsgrenze die
Motorwicklung an die Bremsgleichstromquelle anschließt. Hierdurch wird zwar eine
Gefährdung der den Bremsgleichstrom liefernden Stromquelle verhindert, es ist jedoch
eine größere Anzahl von Hilfsapparaten dazu erforderlich.
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weiterhin ist eine Anordnung vorgeschlagen worden, bei welcher zwischen
die Leitungen, über welche der Motor für die Bremsung mit Gleichstrom gespeist wird,
eine Gasentladungsstrecke eingeschaltet und damit der Ständerwicklung parallel geschaltet
wird, rund zwar mittels eines Schaltkontaktes, der zwangläufig mit dem Öffnen des
Netzschalters
des Motors geschlossen wird. Durch einen weiteren Hilfskontakt wird ein Bremsschütz
des Motors mit einem Zeitwerk eingeschaltet, mit dessen Ablauf ein Schaltkontakt
für die Speisung der Primärseite des Transformators, der den Bremsstronigleichrichter
speist, und ein Schaltkontakt für den Anschl@uß des Gleichrichters an den zu bremsenden
Motor geschlossen werden. Die Gasentladungsstrecke ist dabei derart bemessen, daß
sie beim Einschalten des Motors unter der Einwirkung der Ständerspannung desselben
sogleich überschlägt und mit dem Absinken der Spannung auf einen für die Gleichstromquelle
ungefährlichen Wert den durch sie gebildeten Nebenschlußstrompfad selbsttätig wieder
unterbricht. Bei einer solchen Anordnung ist eine besondere Schaltmaßnahme erforderlich,
um mit dem Abschalten des Motors die Sicherheitseinrichtung über besondere Schaltkontakte
einzuschalten. Eventuell an der Kontakteinrichtung für das Einschalten der Sicherheitseinrichtung
entstehende Fehler können also Nachteile mit sich bringen und das einwandfreie Wirksamwerden
der Sicherheitseinrichtung in Frage stellen.
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Solche Mängel unter gleichzeitiger Verringerung des erforderlichen
Aufwandes werden nach der Erfindung vermieden, indem in einer Schutzschaltung beim
Bremsen von Wechselstrommotoren mittels Gleichstromes, bei welcher sich die nach
dem Abschalten des Motors in dessen Ständer Wicklung noch vorhandene Spannung zwecks
Schutzes der den Bremsstrom liefernden Gleichstromquelle, z. B. in Form eines Trockengleichrichters,
über einen Nebenschlußpfad ausgleichen kann, erfindungsgemäß an die Gleichstromquelle
dauernd ein spannungsabhängiger Widerstand in Form eines Trockengleichrichters solcher
Bemessung parallel angeschlossen ist, daß er bei der Betriebsspannung der den Bremsgleichstrom
liefernden Gleichstromquelle einen vernachlässigbar kleinen Strom aufnimmt, während
er für die beim Abschalten des Motors vom Netz auftretende Spannung praktisch einen
Kurzschluß für diese Spannung darstellt.
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Der Trockengleichrichter kann dabei aus einer Reihe hintereinandergeschalteter
Trockengleichrichterelemente aufgebaut sein von solcher Zahl und Bemessung. daß
bei der Betriebsspannung der Bremsstromquelle der sogenannte Schwellwert der Gleichrichter,
d. h. der Punkt der Gleichrichterkennlinie, bei der mit zunehmender Spannung der
Durchlaßstrom anwächst, noch nicht erreicht bzw. erreicht oder ein wenig überschritten
wird. Bei der wesentlich höheren Spannung, die beim Umschalten des Motors auf Gleichstrombremsung
auftritt, wird dieser Schwellwert wesentlich überschritten, und der Widerstand des
Hilfsgleichrichters wird so klein, daß der Hilfsgleichrichter die den Bremsstrom
liefernde Stromquelle praktisch kurzschließt.
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Die Erfindung hat gegenüber anderen, dem gleichen Zweck dienenden
Schutzeinrichtungen den Vorteil, daß keine Relais oder Hilfsschalter erforderlich
sind, sondern lediglich ein Hilfsgleichrichter, der ohne besondere zusätzliche Mittel
zu der Bremsgleichstromquelle parallel geschaltet wird. Wegen der nur kurzzeitigen
Belastung des Hilfsgleichrichters können Gleichrichterscheiben verwendet werden,
die eine wesentlich kleinere Scheibenfläche haben als Gleichrichter, die in normalen
Betriebsschaltungen für die gleiche Spannung angewendet werden.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schaltung
eines Drehstrommotors dargestellt. Die Ständerwicklung i des -Motors ist über einen
Schalter :2 an ein Drehstromnetz 3 allgeschlossen. Zwei Phasenwicklungen der Ständerwicklung
können über einen Schalter .I von einem Gleichrichter 5 mit Gleichstrom gespeist
werden, der über einen Transformator 6 an das Netz 3 angeschlossen ist. Wenn der
Motor gebremst werd,-li soll, wird der Schalter 2 geöffnet und der Schalter 4. geschlossen.
Um den Gleichrichter 5, der vorteilhaft als Trockengleichrichter ausgebildet wird.
gegen Spannungsbeanspruchungen zu schützen, die zum Beginn .des Bremsvorganges wegen
der dann noch vorhandenen hohen Spannung der Ständerwicklung des Motors i entstehen
können, ist ein Hilfsgleichrichter 7 vorgesehen, der zu dem Gleichrichter 5 parallel
geschaltet ist. Der Gleichrichter 7 ist so geschaltet, daß die Spannungen der Ständerwicklung
i, welche die Gleichrichterelemente des Gleichrichters in Sperrichtung beanspruchen,
für den Hilfsgleichrichter 7 in der Durchlaßrichtung wirksam sind. Der Hilfsgleichrichter
7 ist so bemessen, daß er zu Beginn des Bremsvorganges in der Ständerwicklung i
auftretenden Spannung einen verhältnismäßig kleinen Widerstand entgegensetzt. Die
Zahl der in dem Gleichrichter 7 hintereinandergeschalteten Gleichrichterelemente
ist bei der jeweils gegebenen Spannung der Ständerwicklung i des Wechselstrommotors
so zu bemessen, daß bei der Spannung dieses Motors der Hilfsgleichrichter 7 oberhalb
seines sogenannten Schwellwertes betrieben wird. Mit Bezug auf den zu schützenden
Gleichrichter 5 muß der Gleichrichter 7 so bemessen sein, daß bei der Betriebsspannung
des Gleichrichters 5 der Gleichrichter 7 unterhalb, jedenfalls aber nicht wesentlich
oberhalb seines Schwellwertes arbeitet. Dieser Schwellwert liegt z. B. bei handelsüblichen
Kupferoxvdul-Trockengleichrichtern bei etwa o,2 Volt je Scheibe. Bei Selengleichrichtern
ist er etwa doppelt so hoch. Die Anzahl der in dem Gleichrichter 7 hintereinanderzuschaltenden
Trockengleichrichterscheiben ist bei den gegebenen Spannungswerten entsprechend
zu wählen.