Einrichtung zur selbsttätigen Wiederherstellung des Synchronismus von Synchronphasenumformern. Bei Anlagen, insbesondere bei Eisenbahn fahrzeugen, die aus einem Stromnetz durch Vermittlung eines Synchronphasenumformers gespeist werden, hat das zeitweilige Aus bleiben oder Unterbrechen des Stromes oder eine plötzliche Überlastung der Motoren beziehungsweise des. Phasenumformers zur Folge, dass der Phasenumformer aus dem Schritt fällt.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die den Synchronismus des Phasenumformers wieder herstellt, wenn derselbe aus dem Schritt gefallen oder den Phasenumformer wieder anlässt, wenn derselbe ganz zum Stillstand gekommen ist.
Die Phasenumformer besitzen die Eigen schaft, dass nachdem sie aus dem Schritt gefallen sind, die Umlaufgeschwindigkeit- derselben in unbelastetem Zustande nur sehr langsam abnimmt, so dass der Phasenum former selbst nach mehreren Minuten noch eine genügend hohe Umlaufsgeschwindigkeit besitzt, um ohne besonderer Anlassvorrich- tungen wieder in Schritt gebracht werden zu können, wenn er einfach wieder Anschluss an das Netz erhält.
Das Wiederanschalten an das Netz ist ohne Stromstoss möglich, wenn die Synchronphasenuniformer zwecks Ermöglichpng der von der Primärspannung unabhängigen Regelung der Sekundärspannung mit einer besonders hohen innern Selbst induktion ausgeführt werden.
Bei der Erfindung kommt es darauf an, dass der Sekundärstromkreis des Phasen umformers derart mit einem einerseits unter die Wirkung eines die primäre Leistung des Phasenumformers messenden Wattmesser, und anderseits unter die entgegengesetzte Wirkung eines die sekundäre Leistung des Phasenumformers messenden Wattmesser gestellten selbsttätigen Ausschalter aus gerüstet ist, dass beire Überwiegen der Wirkung des die sekundäre Leistung'messenden Wattmessers der Ausschalter ausgelöst wird.
Infolge dieser Einrichtung wirkt die Steuerung des Ausschalters sowohl im Falle der Stromaufnahme des Motors, als auch bei der Rekuperation, wenn der Motor Strom in das Netz liefert und auch während des Überganges zwischen diesen beiden Arbeits weisen stets in gleichem Sinne.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Einrichtung schematisch- dar gestellt. T ist die Arbeitsleistung, aus welcher die Primärwicklung Up) des Phasen- umformers gespeist wird, dessen Sekundär wicklung Us den Induktionsmotor 1'j ver sorgt. Die umlaufende Erregerwicklung des Phasenumformers, sowie die Erregermaschine derselben ist in der Zeichnung der Einfach heit halber nicht dargestellt.
Im sekundären Stromkreis des Phasenumformers ist ein selbsttätiger Ausschalter J angeordnet, der durch eine Sperrung cc gegen die Feder cd in der geschlossenen Stellung gehalten wird. Die Sperrung a kann durch Erregung des Auslösemagnetes r gelöst werden, der in dein Stromkreis der Stromquelle B geschaltet ist. Der Stromkreis dieser Stromquelle wird durch den Kontakthebel f mittelst des Kon taktes<I>h</I> beherrscht.
Der Kontakthebel<I>f</I> steht unter der Wirkung zweier Wattmesser W'1 und TI '2, von den der erstere in den Stromkreis der Primärwicklung<I>Up</I> des Phasenumformers und der zweite in den Stromkreis der Sekundärwicklung Us des Phasenumformers geschaltet ist.
Die beiden Wattmesser W; und Ws sind derart ange ordnet, dass sie auf den Steuerhebel f' in entgegengesetztem Sinne wirken. Im normalen Betriebe ist mit Rücksicht auf die im Phasenumformer auftretenden Verluste die Primärleistung höher als die sekundäre Leistung, so dass die Wirkung des Watt rnessers 1Gi diejenige des Wattmessers 1V2 überwiegt, also der Kontakt h in diesem Zustande unterbrochen ist.
Erfährt die Stromzufuhr aus irgend einem Grunde eine Unterbrechung, oder aber fällt der Phasen- rrmformer aus dem Schritt, so bleibt die Energieaufnahme des Umformers gleichfalls aus und in beiden Fällen wird der Watt- ruesser 1F1 wirkungslos, so dass die nunmehr alleinige oder überwiegende Kraft des Watt messers TV.., den Steuerhebel f in dein Sinne ausschwingt,
dass der Kontakt h geschlossen und der Auslö sernagnet r erregt wird, so dass der ausgelöste Schalter J den Motor B1 abschaltet. Wenn das Abschalten des 3Iotors#ll genügend schnell nach der eingetretenen Unterbrechung des Primärstromes beziehungs weise nachdem der Phasenumformer aus dem Schritt gefallen ist, erfolgt, so besitzt der Phasenumformer eine genügende Umlauf geschwindigkeit, um seine Umlaufszahl von selbst wieder soweit zu steigern, dass der Umformer unter Strom abermals in Schritt kommt.
Der Motor kann nunmehr wieder eingeschaltet werden.
Um aber den Synchronismus des Phasen umformers auch dann selbsttätig wieder herzustellen, wenn die Unterbrechung der primären Stromaufnahme so lange gedauert hat, dass die Umlaufgeschwindigkeit auch im unbelasteten Zustande des Phasenumformers nicht mehr genügt, um diesen von selbst auf den Synchronismus zurückzubringen, benützt man einen mit der Auslösung des selbst tätigen Ausschalters des sekundären Strom kreises gleichzeitig eingerückten selbsttätigen Anlasssuhalter für den Phasenumformer.
Gemäss der Zeichnung besteht dieser Schalter aus einem Schalter K, der einerseits unter die Wirkung einer Feder q gesetzt und anderseits reit einer dieser entgegenwirkenden durch die selbsttätige Ausschalteinriehtung des sekundären Stromkreises des Phasen umformers beherrschten Einrückvorrichtung gestellt ist.
Diese letztere besteht gemäss der Zeichnung beispielsweise aus einem in den Stromkreis der Stromquelle B liegenden Elektromagnet S'. Der Anlassschalter K ist ferner mit einem Zweischritt-Hemmwerk E ausgerüstet, welches durch einen, von der sekundären Spannung des Phasenumformers beherrschten, der Feder t entgegenwirkenden Elektromagnet v gesteuert wird, in dessen Erregerstromkreis der in der Mittelstellung 11 des Anlasschalters K durch diesen unter brochenen Kontakt z angeordnet ist.
Dieses Zweischritt-Hemmwerk besteht beim dar gestellten Beispiel aus einer, um den Zapfen n schwingenden und mit zwei Zähnen e1 irnd e.> versehenen Klinke E, die durch die Feder t in der gezeichneten Lage gehalten wird. Dieser Feder t wirkt der von der sekundären Spannung- des Phasenumformers gespeiste Elektromagnet v entgegen, der nur dann erregt wird, wenn der Umformer schon nahe zum Synchronismus ist.
Beim Auslösen des Ausschalters J und Abschalten des Motors wird gleichzeitig mit dem Auslöse- magnet r der Einrückmagnet <B>8</B> des Anlass- schalters K erregt und bringt den Anlass- schalter in die Stellung I, in welcher der selbe durch den Zahn ei der Klinke E fest gehalten wird.
In der Stellung 1 schaltet der Anlassschalter K den nicht dargestellten Erregerstromkreis des Phasenumformers aus und schaltet den Anlassmotor oder die Kunst phase des Phasenumformers ein, wodurch der Phasenumformer auch dann angelassen beziehungsweise bis auf den Synchronismus beschleunigt wird, wenn derselbe bereits zum vollen Stillstand gelangt sein sollte.
Knapp bevor der Phasenumformer seine synchrone Umlaufszahl erreicht hat, steigt die sekundäre Spannung des Phasenumformers stark an, so dass der Elektromagnet v erregt wird und die Klinke E entgegen der Feder t verdreht und infolgedessen der Zahn ei den Anlasssehalter X freigibt.
Das starke Ansteigen der Sekundär spannung kurz vor Erreichung des Synchronis mus erklärt sich aus der allgemein bekannten Tatsache; dass bei Induktionsmotoren, die niit kurzgeschlossenen sekundär Bewicklung laufen, solange die Schlüpfung gross ist, ein grosser Teil des Magnetfeldes von den sekun dären Amperewindungen in das Streufeld gedrängt wird und nur ein kleiner Teil in den Kern des sekundären Teils eindringt. Nur wenn die Schlüpfung klein wird und die sekundären Amperewiridungeii abnehmen, nimmt -die magnetische Streuung ab und dringt der grösste Teil des Feldes in den sekundären Teil.
Der Umformer arbeitet beim Anlassen wie ein Induktionsmotor; sein Rotor mit seiner Dampferwicklung wirkt wie der Kurz schlussanker eines Induktionsmotors. Die Niederspannungswicklung liegt knapp am Luftwege, sie wird daher praktisch nur vom Felde umschlungen, welcher in den Kern .des rotierenden Teils eindringt.
Da infolge der Zunahme der primären Wattaufnahme. des Phasenumformers die Wirkung des Watt messers Wi überwiegend geworden und der Kontakt h unterbrochen worden ist, so hat auch der Einrückmagnet S seine Erregung verloren, so dass die Feder t den Anlass schalter K in die durch den Zahn es der Klinke E begrenzte Stellung Il bringt.
In dieser Stellung des Schalters K schaltet dieser die Anlassvorrichtung des Phasen umformers wieder aus, so dass der Umformer als Einphasen-Induktionsmotor weiter lauft. Gleichzeitig wird beim Kontakt z die Strom zuführung des- Magnetes v unterbrochen, wo durch die infolge ihrer Massenträgheit lang sam schwingende Klinke E wieder in die gezeichnete Stellung zurückschwingen kann, in welcher der Zahn e? den Anlassschalter K freigibt, so dass dieser durch die Feder q in die Ruhestellung III gebracht wird.
In dieser Stellung des Anlassschalters ist die Erregung des Phasenumformers wieder ein geschaltet. Der Motor kann wieder ange schaltet werden.
Durch diese Einrichtung wird also erreicht, dass sobald an den Klemmen der Primärwick lung des Phasenumformers eine entsprechende Spannung herrscht, der Umformer selbsttätig beschleunigt, beziehungsweise wenn er still gestanden hat, selbsttätig angelassen wird. Der Phasenumformer wird selbsttätig in den Zustand gebracht, in dem der Motor i7I abermals eingeschaltet werden kann.
Verwendet man zur Geschwindigkeits regelung des Induktionsmotors eine Polum schaltung, die auch gleichzeitig mit einer Änderung der Phasenzahl verbunden ist, so muss gleichzeitig mit der Änderung der Phasenzahl die Konstante des einen oder beiden Wattmesser Wi und W2 geändert werden.
Hierzu lässt sich ein, in dem Stromkreise des betreffenden Wattmessers angeordnete Regelwiderstand B verwenden, dessen Einstellorgan mit dem die Polum schaltung des Motors-bewirkenden Schalter zwangläufig verbunden sein kann, so dass der Widerstand R selbsttätig auf den der jeweiligen Geschwindigkeitsstufe entspre chenden Wert eingestellt wird.