CH108573A - Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Drehzahl kompensierter Asynchronmaschinen. - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Drehzahl  kompensierter Asynchronmaschinen.    Die kompensierte Asynchronmaschine ge  mäss Patentanspruch des Patentes Nr.105336  besitzt genau wie die normale Asynchron  maschine eine bestimmte, bei Belastung etwas  abfallende Drehzahl. Eine verlustlose Dreh  zahlregelung ist wie beim Asynchronmotor  ohne Zuhilfenahme besonderer Hilfsmittel  nicht möglich. Eine Verdrehung der Bürsten  brücke bewirkt zwar eine geringe Verände  rung der Drehzahl, die aber in der Regel  nicht ausreichend ist und die zudem mit  einer grösseren Phasenverschiebung verbunden  ist.

   Wird die Kompensationsspannung erheb  lich grösser gewählt, dass sie als Regelspan  nung bezeichnet werden kann, so ist es zwar  möglich, durch Verdrehung der Bürstenbrücke  eine grössere Drehzahlregelung nach oben und  unten von der synchronen Drehzahl aus zu  erhalten; die Phasenverschiebung namentlich  bei den mittleren Drehzahlen in der Nähe  des Synchronismus wird aber derartig gross,  dass erhöhte Stator- und Rotorkupferverluste  eintreten, die das Mehrfache der normalen  betragen. Dies würde eine erhebliche Ver-    schlechterung des Wirkungsgrades und un  zulässige Erwärmung bedingen. Der Grund  liegt darin, dass die praktisch konstante Regel  spannung in der Nähe der Synchronismus  drehzahl, bei der nur eine geringe Spannung  zur Kompensation nötig wäre, viel zu gross  ist, wodurch eine starke Übererregung und  ein grosser voreilender Strom bewirkt wird.

    



  Erfindungsgemäss wird nun dieser Übel  stand dadurch beseitigt, dass bei der Regelung  gleichzeitig mit der Veränderung des Winkels  zwischen Sekundär- und Regulierspannung  der Widerstand des Sekundärkreises verän  dert wird.  



  Der Winkel zwischen Sekundär- und  Regelspannung kann in an sich bekannter  Weise durch Umschaltung der Sekundär  wicklung mittelst zyklischer Vertauschung  der Anschlüsse, Vertauschung der Anfänge  und Enden der Wicklung, Umschaltung von       !.    auf d oder auch durch Verdrehen der  Bürstenbrücke erfolgen.     Abb.1    zeigt beispiels  weise das Schema einer derartigen Regel  schaltung mit Umschaltung von     .k    auf d. Die      Asynchronmaschine ist hier entsprechend  dem Patent Nr. 105336 mit einer primären  Phasenwicklung a im Läufer und einer  sekundären Phasenwicklung b im Ständer,  letztere in offener Schaltung, ausgeführt.

   Der  Läufer besitzt eine Gleichstromwicklung c,  die für die entsprechende Regelspannung  dimensioniert ist und die mit einem Kommu  tator e verbunden ist, auf dem drei Bürsten  f schleifen. Die Enden der Sekundärwick  lung u, v, w, x, y, z, sowie die drei Bürsten f  führen zu einem Umschalter h. Durch Schal  tung in A oder d sowie zyklische Vertau  schung oder Vertauschung der Anfänge und  Enden mit Hilfe des Umschalters h können  verschiedene Bürstenwinkel eingestellt wer  den. Gleichzeitig kann auch der Sekundär  widerstand durch Umschalten von A auf d  verändert werden. Durch weitere Untertei  lung der Wicklungselemente und entspre  chende Verbindung derselben sind eine Reihe  von Schaltkombinationen möglich, mit deren  Hilfe gleichzeitig mit der Änderung des  Bürstenwinkels auch eine Änderung des Se  kundärwiderstandes erfolgen kann.

   Diese  Änderung des Sekundärwiderstandes kann  auch durch Zu- und Abschalten eines äussern,  im Sekundärkreis liegenden Widerstandes er  folgen. In Abb. 2 ist das Schema einer Dreh  zahlregelung durch Verdrehen der Bürsten f  und gleichzeitige Veränderung des äussern  Widerstandes g gegeben. Im übrigen ent  spricht das Schema dem des Patentes  Nr. 105336, Abb. 2. Die Veränderung des  Sekundärwiderstandes erfolgt dann in der  Weise, dass eine möglichst konstante Kom  pensation trotz der Veränderung der Phase  der Regelspannung erzielt wird.

   Die höchste  und niedrigste Geschwindigkeit können so  gewählt werden, dass bei geeignetem Bürsten  winkel die volle Regelspannung verwendet,  also kein Widerstand vorgeschaltet wird,  während bei mittlerer Drehzahl, bei der die  Wirkung der Regelspannung auf die Dreh  zahl am kleinsten und auf die Magnetisie  rung am grössten ist, auch der grösste Wider  stand eingeschaltet wird, um wieder die ge  wünschte Kompensation zu erzielen. Es zeigt    sich, dass es im allgemeinen nur nötig ist, maxi  mal einen Widerstand, der das 1-1,5 fache  des Sekundärwiderstandes beträgt, vorzu  schalten, um bei der mittleren Drehzahl  wieder die richtige Kompensation zu erreichen.

    Der Wirkungsgrad wird also hierbei nur  wenig verschlechtert, im Gegensatz zu einer  Regelung ohne Widerstandsvorschaltung, bei  der durch die starke Phasenverschiebung die  Stator- und Rotorkupferverluste auf ein Viel  faches der normalen anwachsen. Die Rege  lung ist im gewissen Sinne als verlustlose  zu bezeichnen, da die Verluste gering sind  und im wesentlichen nur die Magnetisierung  geändert wird. Bei den mittleren Drehzahlen  tritt allerdings bei Belastung durch den  höheren Sekundärwiderstand eine grosse  Schlüpfung ein. In Abb. 3 ist die Phasen  verschiebung in Abhängigkeit von der Be  lastung bei verschiedenen Drehzahlen bei  spielsweise dargestellt. Die Kurven lassen  erkennen, dass der cos o bei allen Dreh  zahlen in weiten Belastungsgrenzen annähernd  auf dem Wert 1 gehalten werden kann.  



  Die Widerstandsstufen können zweck  mässig im Anlasser selbst untergebracht wer  den. Die Veränderung des Widerstandes kann  zwangsläufig mit der Bürsteneinstellung er  folgen, wodurch eine leichte Handhabung und  eine Kontrolle des Leistungsfaktors über  flüssig gemacht wird.  



  Es ist auch möglich, den Sekundärwider  stand durch eine Schaltungskombination der  Wicklungselemente der Sekundärwicklung zu  verändern. So wird beispielsweise bei der  Umschaltung von d auf A, die einer Ver  drehung des Bürstenwinkels entspricht, gleich  zeitig eine Erhöhung des Widerstandes auf  das 3fache bewirkt. Wird die Sekundärwick  lung von V in A umgeschaltet, so liegt die  konstante Kompensationsspannung nach der  Umschaltung an einer -V 3mal grösseren Span  nung als vorher. Die Wirkung ist also die  selbe, wie wenn die Kompensationsspannung  im Verhältnis 1:     #I-3    verkleinert worden wäre,  die kompensierte     Wirkung    wird also ge  schwächt.

   Durch     entsprechende    Schaltungs  kombination der     Sekundärwicklung,    zyklische      Vertauschung der Anschlüsse oder Vertau  schung von Anfang und Ende der Sekundär  wicklung ist es damit möglich, ohne Zu  hilfenahme von Widerständen eine genügend  grosse Anzahl Drehzahlstufen zu erhalten,  wobei gleichzeitig die gewünschte Kompen  sation auch bei den mittleren Drehzahlstufen  erreicht werden kann.  



  Der Hauptvorzug des Verfahrens ist darin  zu erblicken, dass man eine praktisch verlust  lose Drehzahlregelung bei günstiger Kompen  sation ohne Änderung der Grösse der vom  Kollektor gelieferten Regelspannung bewirken  kann. Zusätzliche Einrichtungen, wie doppelte  Bürstensätze, Transformatoren, wie sie die  bisher bekannten Einrichtungen, die auf eine  Veränderung der Grösse der Regelspannung  abzielen, benötigen, kommen somit in Wegfall.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Regelung der Drehzahl kompensierter Asynchronmaschinen nach Pa tentanspruch des Patentes Nr. 105336, da durch gekennzeichnet, dass gleichzeitig der Widerstand im Sekundärkreis und der Winkel zwischen der Regulier- und Sekundärspannung verändert wird. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren zur Regelung der Drehzahl kom pensierter Asynchronmaschinen nach Pa tentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen Regulier- und Sekun därspannung durch Bürstenverdrehung ver ändert wird. 2. Verfahren zur Regelung der Drehzahl kom pensierter Asynchronmaschinen nach Pa tentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen Regulier- und Sekundärspannung durch Umschaltung der Sekundärwicklung verändert wird. 3.

   Verfahren zur Regelung der Drehzahl kom pensierter Asynchronmaschinen nach Pa tentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärwiderstand durch Zu- und Abschalten eines äussern Widerstandes verändert wird. 4. Verfahren zur Regelung der Drehzahl kom pensierter Asynchronmaschinen nach Pa tentanspruch I und Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass der Sekundär widerstand bei höchster und niedrigster Geschwindigkeit am kleinsten und bei mittlerer Geschwindigkeit am grössten ge halten wird. 5. Verfahren zur Regelung der Drehzahl kom pensierter Asynchronmaschinen nach Pa tentanspruch I und Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Sekundär widerstand durch Umschalten der Sekun därwicklung verändert wird. 6.

   Verfahren zur Drehzahlregelung nach Pa tentanspruch I und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verän derung des Widerstandes des Sekundär kreises in zwangsläufige Abhängigkeit von der Bürsteneinstellung erfolgt. PATENTANSPRUCH II: Einrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I und Unter ansprüchen 3 und 4, gekennzeichnet durch eine kompensierte Asynchronmaschine nach Patentanspruch des Patentes Nr.105336, bei welcher die zu- bezw. abzuschaltenden Wider standsstufen im Anlasser untergebracht sind.