DE968024C - Einrichtung zur Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen Es sind Schaltungen für Asynchronmaschinen bekannt, bei denen zur Regelung der Drehzahl die Motorwicklung an drei Phasen des Netzes gelegt ist und dem in der Ständerwicklung fließenden Wechselstrom ein Gleichstrom überlagert wird. Die Induktionsmaschine wirkt dann gleichzeitig als Drehstrommotor und als Gleichstrombremse, wobei sie als Drehstrommotor wegen der konstanten Netzspannung unabhängig von der Sättigung mit konstantem Fluß, als Gleichstrombremse dagegen mit konstanter Ständererregung arbeitet. So hat man z. B. die Gleichstromquelle zwischen zwei Netzzuleitungen geschaltet und bildete somit für den Drehstrom praktisch einen Kurzschluß, der durch Vorschalten einer Drosselspule vermieden werden kann. Andererseits ist für den überlagerten Gleichstrom das Drehstromnetz ein Kurzschluß, so daß in die Zuleitungen Sperrkondensatoren eingeschaltet werden müssen. Nach einem anderen Vorschlag soll die Gleichstromquelle parallel zu einer Wicklungsphase der in Stern geschalteten Ständerwicklung liegen. Da bei dieser Anordnung der Gleichstrom nicht allein über die parallel geschaltete Wicklungsphase, sondern auch teilweise über das Netz und die beiden anderen Wicklungsphasen fließt, so beeinflussen sich die magnetisierenden Kräfte dieser Ströme in den drei Wicklungsphasen so, daß eine Regelung in Frage gestellt ist. Eine zusätzliche Gleichstromerregung im Ständer findet bekanntlich auch Anwendung zur Bremsung von Asynchronmaschinen. Zu diesem Zweck hat man zwei Phasenwicklungen an zwei Netzphasen gelegt und den Sternpunkt mit der dritten Netzphase verbunden, während die dritte Phasenwicklung über den Sternpunkt nur einpolig am Netz liegt. Parallel zu dieser Wicklungsphase ist die Gleichstromquelle angeschlossen, so daß bei dieser Anordnung ein Gleichstromfluß über das Netz weitgehend unterbunden ist. Zur Drehzahlregelung sind solche Bremsschaltungen jedoch nicht brauchbar, da eine der Wicklungsphasen an der vollen Netzspannung liegt und im Verhältnis I : 3 übersättigt ist. Es muß daher der Gleichfluß wegen der starken Vorsättigung durch den Drehfluß mit wachsender Drehstromsättigung abnehmen; eine Drehzahlregelung in weiteren Grenzen ist damit nicht mehr möglich. Zur Regelung der Drehzahl wurde weiterhin auch schon vorgeschlagen, die Gleichstromquelle in Reihenschaltung in eine der Netzzuleitungen der in Stern oder Dreieck geschalteten Ständerwicklung zu legen. Der Nachteil dieser Schaltung besteht darin, daß der Gleichstrom sich über das Netz und den Hilfsgenerator schließt. Es tritt daher einmal eine Vorsättigung des Generators ein, zum anderen stellt der Gleichstrom für das Netz eine zusätzliche Belastung dar, die eine größere Bemessung der Schaltgeräte erforderlich macht. Der schwerwiegendste Mangel ist jedoch darin zu sehen, daß bei einer Trennung des Motors vom Netz, etwa bei einem Ausfall des Netzschalters, wie er schon durch die Überlagerung des Gleichstroms ausgelöst werden kann, eine Bremsung nicht möglich ist.
• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehzahlregelung von in Dreieck geschalteten Asynchronmaschinen mittels dem Drehfluß im Primärteil überlagertem Gleichfluß. Erfindungsgemäß wird dem Drehfeld durch Anwendung einer unsymmetrischen Schaltung eine gegenläufige Komponente aufgedrückt und der Gleichfluß durch Erregung wenigstens einer der zur Herstellung der unsymmetrischen Schaltung benutzten Phasenwicklung mit Gleichstrom erzeugt. Dadurch läßt sich eine Drehzahlregelung in weiten Grenzen erreichen, ohne daß ein besonderer Aufwand an Geräten erforderlich wäre oder die Nachteile der obenerwähnten bekannten Einrichtungen auftreten.
• Das bei einer Gleichstromerregung resultierende Drehmoment setzt sich zusammen aus dem Drehstromdrehmoment und einem überlagerten Gleichstromdrehmoment. Da es sich hier darum handelt, nicht etwa Bremsmomente im motorischen Drehzahlbereich zu erzielen, sondern fest einstellbare Leerlaufdrehzahlen, so wird man das zur Erzielung einer bestimmten Regeldrehzahl erforderliche Gleichstromdrehmoment, d. h. den speisenden Gleichstrom, um so kleiner halten können, je kleiner das vorliegende Drehstromdrehmoment ist. Bei der Erfindung wird dies durch eine dem Drehfeld aufgedrückte gegenläufige Komponente erreicht, indem man beispielsweise den Primärteil mit einer unsymmetrischen Schaltung etwa durch Einschalten eines Scheinwiderstandes in eine der Netzzuleitungen ausführt, wie es für andere Zwecke bekannt ist, oder durch Anwendung einer anderen beliebigen unsymmetrischen Schaltung der Ständerwicklungsphasen.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Gemäß Abb. I liegen die drei Ständerwicklungsphasen I, z und 3 am Netz RS T. Unter Belassung der dreiphasigen Netzspeisung ist der Dreiecksverband an einem Eckpunkt aufgelöst, wodurch dem Drehfeld eine gegenläufige Komponente aufgedrückt wird. Zur Gleichstromerregung dient eine Gleichstromquelle 4, die der Phasenwicklung 3 parallel geschaltet ist und ihr den Gleichfluß überlagert. Wie ersichtlich, kann bei der erfindungsgemäßen Art der Überlagerung kein Gleichstrom über das Netz fließen. Ebenso treten keinerlei unzulässige Sättigungserscheinungen auf, und die Umschaltung wird durch einen überaus einfachen Umschalter bewirkt. Bei der Schaltung nach Abb. 2 wird dem Drehfeld die gegenläufige Komponente durch Einschalten eines Wirkwiderstandes in eine der Netzzuleitungen zum Motor aufgedrückt. Ein besonderer Hilfsgenerator zur Erzeugung des Gleichstromes kann in Fortfall kommen, indem ein Gleichrichter 6 in Reihe in den Dreiecksverband der Ständerphasen eingeschaltet wird. Auch bei dieser Anordnung wird der Gleichfluß nur einer Phase überlagert.
• Gegenüber den bekannten Regelschaltungen zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß auch bei großem Regelbereich - etwa I : Io und mehr - der Motor nicht mehr mit Rücksicht auf störende Sättigungserscheinungen überdimensioniert werden muß, sondern lediglich nach der geforderten Antriebsleistung zu bemessen ist und somit stets ein kleineres Modell ergibt. Da weiterhin beim Regeln durch Einführen einer gegenläufigen Komponente das Drehstromdrehmoment beliebig klein gehalten werden kann, ist es möglich, die zur Erzeugung des resultierenden Drehmomentes aufzuwendende Gleichstromerregerleistung auf einen Kleinstwert herabzudrücken. Wenn bei etwaiger Überlastung des Motors der Netzzuleitungsschalter ausfällt, d. h. der Primärteil vom Netz getrennt wird, kommt im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen die Gleichstrombremsung dennoch voll zur Wirkung, so daß selbst große, mit dem Motor gekuppelte Schwungmassen selbsttätig abgebremst werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Drehzahlregelung von in Dreieck geschalteten Asynchronmaschinen mittels dem Drehfluß im Primärteil überlagertem Gleich-Ruß, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehfeld durch Anwendung einer unsymmetrischen Schaltung eine gegenläufige Komponente aufgedrückt und der Gleichfluß durch Erregung wenigstens einer der zur Herstellung der unsymmetrischen Schaltung benutzten Phasenwicklungen mit Gleichstrom erzeugt wird. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiecksverband an einem Endpunkt gelöst und der Gleichfluß der einpolig am Netz liegenden Wicklungsphase überlagert ist. 3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in eine der Netzzuleitungen ein Scheinwiderstand gelegt und der Gleichfluß durch einen in den Dreiecksverband in Reihe geschalteten Gleichrichter erzeugt wird. 4. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiecksverband an einem Eckpunkt gelöst und der Gleichfluß der einpolig am Netz liegenden und der mit ihr verbundenen Wicklungsphase überlagert ist. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 633 636.