DE970676C

DE970676C - Anordnung zur Drehzahlregelung von Induktionsmotoren durch ein ueberlagertes Gleichfeld

Info

Publication number: DE970676C
Application number: DEL12754A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Schmitt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-07-02
Filing date: 1952-07-02
Publication date: 1958-10-16

Description

Anordnung zur Drehzahlregelung von Induktionsmotoren durch ein überlagertes Gleichfeld Bei manchen elektromotorischen Antrieben, z. B. Zentrifugen, Textilmaschinen, Werkzeugmaschinen usw., wird eine weitgehende, meist nur kurzzeitige Herabsetzung der Drehzahl verlangt, wozu noch die Bedingung tritt, daß die eingestellte Drehzahl lastunabhängig sein, soll. Diese Forderung läßt sich mit gewöhnlichen Hilfsmitteln nicht in befriedigender Weise erfüllen. Es sind für solche Fälle bereits Anordnungen vorgeschlagen, bei denen der Primärwicklung über eine oder zwei Phasen ein Gleichstrom zugeführt wird, wodurch ein die Drehzahlminderung bewirkendes Drehmoment entsteht.
Eine Regelschaltung dieser Art ist beispielsweise in Fig. I dargestellt. An das Drehstromnetz R, S, T ist der Ständer eines Induktionsmotors mit den Phasenwicklungen I, 2, 3 angeschlossen, Zum Zweck der Herabsetzung der Drehzahl aus irgendwelchen betrieblichen Gründen wird zwischen, das Ende der Phase 3 und den Netzleiter R eine Gleichstromquelle 4 geeigneter Art eingeschaltet. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß der Gleichstrom zwangläufig über das Drehstromnetz fließt, wobei erschwerend hinzukommt, daß bei dem starken Überwiegen des Drehfeldmoments ein verhältnismäßig starker Gleichstrom zur Erzielung eines ausreichenden Gegenmoments erforderlich ist.
Dieser Mangel wird bei einer Schaltung gemäß Fig. 2 vermieden. Hier ist an das Drehstromnetz R, S, T wiederum der Ständer eines Induktionsmotors mit den Phasenwicklungen 5, 6, 7 angeschlossen, die aber, im Gegensatz zu vorher, im normalen Betrieb in Dreieck geschaltet .sind. Um die gewünschte Drehzahlherabsetzung zu erreichen, wird die Verbindung zwischen den Phasen: 5 und 6 geöffnet und parallel zur Phase 6 die Gleichstromquelle 4 geschaltet. Bei dieser Anordnung wird zwar das Netz durch den Gleichstrom nicht belastet; auch tritt infolge der Unsymmetrie eine starke Verminderung des Drehfelddrehmoments ein, weshalb man beim Regelvorgang mit Gleichstrom von geringerer Stärke auskommt. Andererseits besteht aber infolge der Unsymmetrie die Gefahr, daß der Motor unruhig läuft. und zu stärkerer Geräuschbildung neigt, was die Anwendung des Verfahrens einschränkt.
Darüber hinaus sind auch Brems- und Regelschaltungen bekanntgeworden, in denen der Ständer von Asynchronmotoren zwei getrennte Wicklungen erhält, von denen die eine als Betriebswicklung und die andere, besonders ausgelegte Wicklung als Bremswicklung wirkt. Ein Nachteil derartiger Anordnungen ist der, daß im Normalbetrieb, wenn also nicht gebremst wird, die zweite Ständerwicklung nicht zur Erzeugung des Erregerfeldes ausgenutzt wird.. Auch eine weiterhin bekanntgewordene Anordnung zur Bremsung und Drehzahlregelung von Induktionsmotoren, die darin besteht, daß im Ständer oder Läufer eines Motors zwei Parallelwicklungen mit äquipotentialen Sternpunkten vorgesehen und daß beide Sternpunkte an eine Gleichspannungsquelle gelegt werden, weist den Nachteil auf, daß eine Beeinflussung des Drehstromnetzes durch überlagerte Gleichstromerregung nicht völlig vermieden wird.
Die Erfindung betrifft dagegen eine Anordnung zur Drehzahlregelung von Induktionsmotoren, deren Primärteil aus zwei parallelen Wicklungen besteht, durch ein überlagertes Gleichfeld. Die gewünschte Wirkung wird unter Vermeidung der Mängel der oben, geschilderten Anordnungen erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß diese beiden Wicklungen lediglich im normalen Betrieb parallel geschaltet sind, während im Regelbetrieb eine Wicklung abgetrennt und mit Gleichstrom erregt wird.
Eine Ausführungsform einer solchen Anordnung ist in Fig. 3 schematisch dargestellt, und zwar zeigt der Teil a die Betriebsschaltung, der Teil b die Regelschaltung. Der Ständer des Motors besitzt ein. Wicklungssystem 11, 12, 13, das zu einem Sternpunkt 14 vereinigt ist, sowie ein parallel geschaltetes Wicklungssystem 21, 22, 23 mit dem Sternpunkt 24. Beide Sternpunkte sind miteinander verbunden, so daß zwei parallele Stromkreise je Phase vorhanden sind, die im normalen. Betrieb auch parallel geschaltet sind.
Zum Zweck der Regelung wird nach Fig. 3b die Verbindung zwischen den Sternpunkten. I4 und 24 gelöst. Außerdem wird die Parallelverbindung zwischen den einzelnen Phasenleitern jedes Stromkreises, z. B. zwischen II und 21, geöffnet. Es besteht nunmehr lediglich ein in Stern geschaltetes Wicklungssystem mit den Phasen 11, 12, 13, die an das Netz R, S, T angeschlossen sind. Von dem anderen Wicklungssystem 21, 22, 23 werden die Phasen 21 und 23 in Reihe mit der Gleichstromquelle 4 geschaltet, während die Phase 22 offen bleibt.
Diese Schaltung hat vermöge ihrer Symmetrie gegenüber der Schaltung Fig. 2 den großen Vorteil, daß der mechanische Lauf im Vergleich mit dem Normalbetrieb keine Verschlechterung erfährt. Durch gleichzeitige Anwendung an, sich bekannter Maßnahmen, wie z. B. Umschaltung oder Anzapfung der Ständerwicklung, Verwendung von Vorschaltwiderständen u. dgl., ist man in der Lage, das Drehfeldmoment nach Bedarf herabzusetzen und damit den jeweiligen. Erfordernissen weitgehend anzupfissen. Auch läßt sich das Prinzip der Polumschaltung nach D a h 1 a n d e r oder mit zwei Wicklungen mit dem Verfahren vorteilhaft kombinieren.
Zusammenfassend können die günstigen Eigen.-schaften der neuen Schaltung wie folgt aufgestellt werden: Der Gleichstrom wird vom Netz ferngehalten, und es tritt keine Beeinträchtigung der mechanischen Laufeigenschaften bei Regelbetrieb ein. Ferner ist eine weitgehende Regelung, auch bei Leerlauf, bei nur geringer Lastabhängigkeit möglich, und im Falle einer zum Zweck der Herabsetzung des Drehfeldmoments künstlich herbeigeführten. Unsymmetrie läßt sich deren Grad leicht einstellen, so daß man bis zur zulässigen Grenze der unangenehmen mechanischen. Begleiterscheinungen gehen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Drehzahlregelung von Induktionsmotoren, deren Primärteil aus zwei parallelen Wicklungen besteht, durch ein überlagertes Gleichfeld., dadurch gekennzeichnet, daß diese beiden Wicklungen. lediglich im normalen Betrieb parallel geschaltet sind, während im Regelbetrieb eine Wicklung abgetrennt und mit Gleichstrom erregt wird.
2. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Vereinigung mit bekannten. Maßnahmen (wie z. B. Umschaltung bzw. Anzapfung der Primärwicklung, Verwendung von Vorschaltwiderständen usw.) zum Zweck einer Herabsetzung des Drehfeld-drehmoments. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 299 -.77, 673 692. 727335.