CH237862A - Verfahren zum Anlassen von Synchronmaschinen. - Google Patents

Description

      Verfahren    zum     Anlassen    von     Synchronmaschinen.       Es     ist        bekannt,        Synchronmaschinen,    ins  besondere Synchronmotoren, dadurch anzu  lassen, dass man einen getrennt aufgestellten       Asynchronmotor    mit     Schleifringläufer    zu  nächst auf volle Drehzahl     bringt,    dann     se-          kundärseitig    an die     ]Klemmen    der anzulassen  den,

   erregten     Synchronmaschine        anschliesst     und hierauf allmählich     bis    zum Stillstand  abbremst. Dabei liefert     sein    Sekundärteil  der     anzulassenden        Synchronmaschine        eine     Frequenz und eine     ihr        proportionale    Span  nung, die beide von Null an allmählich bis  zur     Netzfrequenz        bezw.    bis zu der ihr     pro-          portionalen        Maschinenspannung    ansteigen.

    Da der leerlaufende     Asynchronmotor    zu  nächst die Frequenz und     Spannung    Null hat,       nimmt    der     Synchronmotor        zunächst    keinen  Strom auf und entwickelt daher auch     kein     Drehmoment.

   Erst     wenn    der     Asynchronmotor     etwas abgebremst     ist,    steigt die     Spannung;     da aber auch die Frequenz steigt, kann nun  mehr der Synchronmotor nicht mehr in Tritt  kommen, besonders     wenn    er eine Last durch  zuziehen, also ein gewisses     Gegenmoment    zu       überwinden    hat.

   Die Verhältnisse werden um  so     ungünstiger,    je grösser der     Ohmsche     Widerstand des Synchronmotors gegenüber  seinem     induktiven    Widerstand ist.     Nun    ist  aber bei Frequenz Null der     induktive    Wider  stand ebenfalls Null, und der an sich end  liche     Ohmsche    Widerstand der Synchron  maschine ist dann auf alle Fälle unendlich  mal grösser als der     induktive.    Der Synchron  motor kann somit zugleich mit der zuge-    führten     Frequenz    bei     ihr    proportionaler  Spannung nicht anlaufen.

   Es     müssen    viel  mehr     künstliche        Mittel    angewandt werden,  die     dem,    Synchronmotor zu einem     Losbrech-          moment    verhelfen. Dies     ist,        wie    gesagt, be  sonders bei Synchronmotoren erforderlich;  die unter Last anlaufen sollen, oder bei sol  chen, die keine     Druckölschmierung    besitzen.  



  Nach dem Verfahren gemäss der Erfin  dung wird das erforderliche     Losbrechmoment     der     Synchronmaschine    aus einer besonderen  zusätzlichen     Stromquelle    geliefert.  



  In der     Zeichnung    sind zwei     Ausführungs-          beispiele        einer    Anlage zur Ausführung des       erfindungsgemässen    Verfahrens schematisch  dargestellt, bei denen es sich darum handelt,  den Synchronmotor b anzulassen und an .das  Netz a     anzuschliessen.    Zu diesem Zweck wird  zunächst der     Asynchronmotor    c bei nach       unten    eingeschaltetem     Umschalter    e     mittels     des     Anlasswiderstandes    d angelassen.

   Hat er  seine volle Drehzahl erreicht, so     wird    durch  Umlegen des Umschalters     e    nach oben die       Ständerwicklung    des anzulassenden     Syn-          chronmotors    b, der mit     Gleichstrom    von der  mit     ihm    gekuppelten     Maschine        1c    aus erregt  wird, an die     Läuferschleifringe    des     Asyn-          chronmotors    c angelegt und dann der     Motor     c mittels der mit diesem gekuppelten Bremse  f langsam abgebremst.

   Dabei steigen Fre  quenz und     Spannung    an den     Klemmen    des       Synchronmotors    b     proportional    der     Schlüp-          fung    des Motors c, bis dieser schliesslich bei  Stillstand wie ein ruhender Transformator      wirkt     und    die Netzfrequenz und     -spannung     auf die Maschine b überträgt. Diese ist ange  laufen, sobald ihr Drehmoment das Still  standsmoment     überwinden    konnte, und läuft  am Ende, das heisst bei     Stillstand    des Mo  tors c, mit Netzfrequenz.

   Wird nun der Läu  fer des Motors c im Stillstand in die Lage  der     Phasengleichheit    mit seinem Ständer ge  dreht, dann stimmt auch die Phasenlage der  Maschine b mit derjenigen des Netzes a  überein, so dass nunmehr der Netzschalter g  geschlossen werden darf. Darauf kann der       Umschalter    e in die Mittellage gebracht und  der Motor c durch Öffnen des Schalters     7b     vom Netz abgetrennt werden.  



  Der     Asynchronmotor    c arbeitet also wäh  rend des     Anlassens    der Synchronmaschine b  zugleich als Frequenz- und Spannungstrans  formator     und    erst bei Stillstand als reiner       Spannungstransformator.    Der Anlauf der       Synchronmaschine    b, deren Polrad erregt ist,  erfolgt daher bei praktisch konstantem Feld,  vorausgesetzt,

   dass der     Ohmsche    Widerstand  der     Synchronmaschinenwicklung    gegenüber  ihrem induktiven Widerstand     vernachlässig-          bar        klein        ist.    Dies     trifft    aber bei den kleinen,  mit dem Nullwert beginnenden Anlauffre  quenzen nicht zu, hier überwiegt vielmehr  der     Ohmsehe    Widerstand, so dass das Feld       und    daher auch das Drehmoment der still  stehenden Maschine gleich Null, oder doch  sehr klein     wird.    Zum Anlassen von Maschi  nen mit hohem     Losbrechmoment,

      insbeson  dere Maschinen ohne     Druckölschmierung     oder solchen, die unter Last anlaufen müssen,  müssen daher besondere Mittel zur Überwin  dung der ruhenden     Reibung        bezw.    des Last  momentes angewendet werden.  



  Gemäss     Fig.    1 besteht ein solches Mittel  in der Hinzufügung der Gleichstrommaschine       z,    die mit dem     Asynchronmotor    c gekuppelt  ist. Nachdem der Motor c angelassen ist, lie  fert die Maschine i bei Stillstand des Syn  chronmotors b     und    der an ihn angebauten       Erregermaschine        7c    vor allem den nötigen  Erregerstrom für den anzulassenden     Motor    b  und     speist    ausserdem die Erregermaschine k,  so dass sie, als Motor laufend, auf den Syn-         ehronmotor    b mechanisch ein gerichtetes An  laufmoment überträgt.

   Im weiteren Verlauf  des     Anlassens    sinkt die Spannung der Ma  schine i, während diejenige der     Maschine    k  steigt. Damit nun die     Maschine        i    nicht als  Motor läuft und die Bremsung des     Asyn-          chronmotors    c erschwert, wird bei Span  nungsgleichheit der beiden Maschinen i und       lcs    der Schalter in. geöffnet. Ausserdem ist in  ihrer Verbindungsleitung ein Regelwider  stand n, vorgesehen.

   Ferner lassen sich auch  die Felder der beiden Gleichstrommaschinen  durch     Steuerung    so     beeinflussen,    dass einer  seits das synchronisierende Moment der Ma  schine b und anderseits die bremsende Wir  kung der Maschine i möglichst gross wird.  Denn solange diese als Generator arbeitet,  wirkt sie bremsend, so dass an mechanischer  Bremskraft gespart wird und die Bremse     f          weniger    zu leisten hat. Handelt es sich um  das     Anlassen    einer einphasigen Synchron  maschine, so ist man in der Lage, mittels  der Gleichstrommaschine k die Drehrichtung  zu bestimmen.  



  Ein anderes Mittel, durch welches das  grosse, zur Überwindung der ruhenden Rei  bung     bezw.    des     Lastmomentes    erforderliche  Drehmoment aufgebracht werden kann, ist  in     Fig.    2 dargestellt. Danach wird in den  Stromkreis der Hauptmaschine b eine von  der Frequenz     unabhängige    Spannung einge  führt, so dass sie bereits bei Frequenz Null  ein Ankerfeld besitzt, das die Entwicklung  eines ausreichenden Drehmomentes gewähr  leistet.

   Zu diesem Zwecke ist an den Sekun  därteil des     Asynchronmotors    c ein     Frequenz-          wandler        p    mit Kollektor angeschlossen, der  primärseitig am Netz liegt und der bereits  bei sekundärseitiger Frequenz Null eine  Spannung zu liefern vermag. Er braucht  nicht gross zu sein, da er lediglich den     Ohm-          sehen    Spannungsabfall der Maschine b  decken muss. Der     Frequenzumformer    p kann,  wie gezeichnet, in Reihe mit der Sekundär  wicklung des Motors c liegen oder, parallel  zu ihr, unmittelbar an den Klemmen der  Hauptmaschine b angeschlossen sein. Ist das       Anlaufsdrehmoment    der Maschine b über.

        wunden, dann kann der     Frequenzumformer     mittels des Schalters o vom Netz abgetrennt  werden.  



  Statt des     gollektorfrequenzumformers    p  könnte auch ein gittergesteuerter Gleichrich  ter verwendet werden.     Statt    der rein mecha  nischen Bremse f, die auch     hydraulisch,     pneumatisch oder elektrisch betätigt werden  kann, könnte auch eine     rein    elektrische  Bremsung vorgesehen werden.  



  Da die zusätzlichen     Maschinen   <I>i</I>     bezw.   <I>p</I>  nur kurzzeitig in Betrieb sind, können sie  sehr knapp bemessen und daher klein, leicht  und     billig        ausgeführt    werden.

Claims (1)

1. PÄTENTANSPRüCHE I. Verfahren zum Anlassen von Syn chronmaschinen durch allmähliche Steige rung der zugeführten Frequenz mittels eines getrennt aufgestellten Asynchronmotors, dessen Schleifringläufer zunächst auf volle Drehzahl gebracht, dann sekundärseitig an die Klemmen der anzulassenden erregten Synchronmaschine angeschlossen und hierauf allmählich bis zum Stillstand abgebremst wird, dadurch gekennzeichnet,

   dass das Los- brechmoment der Synchronmaschine aus einer besonderen zusätzlichen Stromquelle geliefert wird. II. Anlage zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass der aus Synchron- und Asyn- chronmaschine bestehenden Gruppe eine be sondere Hilfsstromquelle hinzugefügt ist, die den Strom für die Erzeugung des Los brechungsmomentes der Synchronmaschine liefert, und die für diesen Zweck nur wäh rend des Anlaufes in Betrieb ist. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass bei Synchron maschinen mit angebautem Erreger die Still standserregung von einer Fremdstromquelle geliefert wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Wicklung der anzulassenden Synchronmaschine zusätzlich eine von der Frequenz unabhängige Span nung aufgedrückt wird, die ihren Ohmschen Abfall mindestens kompensiert. 3.

   Verfahren nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Spannung einem Frequenzumformer entnom men wird, dessen Sekundärfrequenz von Null aus allmählich bis auf einen gewissen Bruchteil der Netzfrequenz erhöht werden kann. 4.

   Anlage nach Patentanspruch II für Synchronmaschinen mit angebauter Erreger maschine, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Asynchronmotor eine Gleichstrom maschine gekuppelt ist, die an die Klemmen der angebauten Erregermaschine angeschlos sen ist. 5. Anlage nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungs leitung der beiden Gleichstrommaschinen ein regelbarer Widerstand eingeschaltet ist. 6. Anlage nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass an den Asynchron motor ein Frequenzumformer angeschlossen ist. 7.

   Anlage nach Unteranspruch 6, gekenn zeichnet durch einen Kollektorfrequenzum- former. B. Anlage nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzumformer mit dem Asynchronmotor mechanisch gekup pelt ist. 9.

   Anlage nach Unteranspruch 6, gekenn zeichnet durch einen gittergesteuerten Gleich richter als Frequenzumformer. 10. Anlage nach Patentanspruch 1I, ge kennzeichnet durch einen Umschalter zum wahlweisen Anschluss der Sekundärwicklung des Asynchronmotors entweder an einen An lasswiderstand oder an die Synchronmaschine. 11. Anlage nach Patentanspruch II, ge kennzeichnet durch Schalter im Stromkreis der Hilfsstromquelle. 12.

   Anlage nach Unteransprüchen 4 und 11, gekennzeichnet durch einen Schalter z-vvi- sehen der mit dem Asynchronmotor gekup- pelten Gleichstrommaschine und der Erre germaschine des Synchronmotors. 13. Anlage nach Unteransprüchen 6 und 11, gekennzeichnet durch einen Schalter zum Abtrennen des Frequenzumformers vom Netz.