CH87275A - Einrichtung zur Verhinderung unzulässiger Tourensteigerungen von Asynchronmotoren bei negativer Belastung. - Google Patents

Description

      Einrichtung    zur Verhinderung unzulässiger     Tourensteigerungen    von     Asynchronmotoren     bei negativer Belastung.    Die     Sieberheitsschaltung    soll eine unzu  lässige Tourensteigerung von Asynchron  motoren, die mit negativer Belastung arbei  ten,     verhindern.    Insbesondere soll das Über  schreiten der synchronen Tourenzahl unmög  lich gemacht werden. Derartige Belastungs  verhältnisse kommen in erster Linie bei  Fördermaschinen oder sonstigen     Hebezeugen     vor, wenn Last eingehängt wird.

   Die Schal  tung ist. aber auch bei allen andern     Betrieben     verwendbar, in denen durch die Last der  Motor angetrieben werden kann, zum Bei  spiel im Bahnbetrieb auf Strecken mit Ge  fälle .oder beim Antrieb einer Arbeitsmaschine  irgendwelcher Art, die unter Umständen  selbst mechanische Arbeiten an der Welle  leistet.  



  Zur Verhinderung der     Tourenüberschrei-          t.ungen    wird erfindungsgemäss der induzierte  Teil des Motors, im Folgenden Rotor ge  nannt, bei Erreichung der synchronen Touren  zahl. mit Gleichstrom erregt. so dass er in  folge dieser Erregung mit konstanter Touren-    zahl im allgemeinen als Synchronmotor wei  terläuft. Solange die Last des Motors nega  tiv bleibt, wird also     Energie    vernichtet oder  in das Netz zurückgeliefert.  



  In den     F'ig.    1 und 2 sind Beispiele der  Erfindung dargestellt unter der Voraus  setzung, dass es sich um eine Fördermaschine  handelt. 1. ist beispielsweise die Trommel,       an    der die Last     \?    hängt, die in Richtung des  Pfeils gesenkt wird. 3 ist der mit dem     letze     I verbundene     Asynchronmotor;    5 sind seine       Schleifringe,    die mit dem     Steuerwiderstande    6  verbunden sind. Zwei weitere Schleifringe,  an welche eine besondere Gleichstromerreger  wieklung des Rotors angeschlossen ist, sind  zeit 7 bezeichnet.

   S ist eine     Gleichstrom-          erregermasehine,    deren Pluspol unmittelbar  an einen der     Gleichstromschleifringe    7 ge  führt ist, während der Minuspol über den       Schalter    9. den     Fahrtrichtungszeiger    10,  einen weiteren Ausschalter 11 und einen Re  gulierwiderstand 12 mit dem zweiten Schleif  ringe 7 verbunden ist. Der Sehalter 11 wird      durch ein     \ullspannungsrelais    13 eingeschal  tet,     trenn    die     Rotorspannunb    an den     Wechsel-          stromehleifriil-,en    5 Null wird. Dies tritt  ein, wenn der Synchronismus erreicht ist.

    Es wird also in diesem Augenblicke der  Gleichstromkreis     einbeschaltet    und der Ro  tor fies     Asynehromotors    mit Gleichstrom er  regt, so dass er als Synchronmotor ohne wei  tere     Tourenstei-erunb    weiterläuft.

   Die Hilfs  schalter 9     und    der ihm parallelgeschaltete       Schalter    9',     so;T-ie    der     Fahrtrichtungszeiger     10 kommen     nur    für umsteuerbare Betriebe  in     Fra-e.    Der Schalter 9 und 9' ist nämlich  mit dem     Steuerhebel    des     Asvnchronmotors          derart        verbunden,    dass bei der Auslage des  Steuerhebels     i_1    der einen Fahrtrichtung der       Sch < i_ter    9     geschlossen,    der Schalter 9' ge  öffnet wird,

   bei der Auslage in die andere       Falir trichtun-        ctaoeben    der Schalter 9'     be-          sehloesen    und der Schalter 9 geöffnet wird.       Entsrnricht    der Schalter 9 der durch die  Pfeil     angegelic@nen    Drehrichtung der Ma  schine. so wird er durch den Fahrtrichtungs  zeiger 10 in den Erregerstromkreis ein  geschaltet. bei     eler    andern Drehrichtung der  Schalter 9'.

   Wird also bei der durch die  Pfeil,     angegebenen    Drehrichtung, nachdem  die     --L#lasehine        mit    Gleichstrom erregt ist, der  Steuerschalter in die     Steuerlage    für     entgegen-          gesetzten    Drehinn     zurückgezogen,    so wird  beim     Durchgan@ge    durch die Nullstellung der  Sehalter 9     geöffnet    und damit die Gleich  stromerregung     ausgeschaltet,    so dass der Mo  tor von diesem     Augenblick    an wieder als       Ast-iiehronmotor    läuft.

   Das     Wiedereinschal-          ten        cler        Gleichstromerregung    mit Hilfe des       Schalters    9' ist dann vor Umkehr der     Dreh-          richtung    des Motors überhaupt nicht mög  lich, da, der     Drehrichtungszeiger    erst in die       andere    punktiert     angegebene    Lage umgelebt       werd,@n    muss.

   Ist dies nach Umkehr der     Be-          webunusriehtung    des Motors geschehen, so  wird.     wenn    der Motor in dieser     entgegen-          gesetzten        Richtung    die synchrone Touren  zahl erreicht, finit Hilfe des Relais 13 der       Gleif-listromkreis        wieder    geschlossen. Be  sondere     Geiebstromsehleifrinbe    7 sind nicht       unher'linbt    erforderlich.

   Die Gleichstrom-         erregung    kann vielmehr auch über die       Wechselstromschleifringe    5 zugeführt wer  den, entweder unter     Benutzung    von nur  zweien oder von allen drei Ringen. Es wird  hierbei     zweckmässig    der Widerstand 6 ge  öffnet, um unnütze     Energieverluste    zu ver  meiden. Dies geschieht am besten ebenfalls  selbsttätig in     Abhängigkeit    von der Einrich  tung, die den Gleichstrom einschaltet.. also  zum Beispiel     abhängig    von dem Relais     I').     Der Rotor wird bei dieser Anordnung ohne  besondere     Gleichstromerregerwichlunb    in nor  maler Weise ausgeführt.  



  Die Einschaltung des Gleichstromkreises  kann in     maiini-faltiger    anderer Weise er  folgen,     beispielsweise    mit Hilfe eines     Zen-          trifugalreblers    oder     der-leicheli,    der den  Schalter 11 schliesst, wenn die     s@-ncl        inne     Tourenzahl erreicht ist. Diese     Anordnun,-l--          setzt    aber voraus, dass die     Netzfrequenz        un-          verändert    ist, da. sonst das Einschalten der       Gleichstromerregung    bei zu hoher oder zu  tiefer Tourenzahl stattfindet.  



  Eine weitere Schalteinrichtung, bei der  dieser     Übelstand,    ebenso wie bei der nach       Fib.    1     vermieden    ist, ist in     Fib.    ? angedeutet.  Hier sind zwei     Freduenzmesser    1.4 und 15  verwendet, die     beispielsweise    als     ZunIgen-          freduenzmesser    ausgebildet sind.

   Die Zun  gen sind mit     (r"        a,.        (i   <I>i</I> usw. für den     einen          Freduenzmesser,    mit-     b"        b.,        b.3    usw. für den  andern     Freduenzmesser    bezeichnet.     Freduenz-          messer    14 liegt am Netze 4.

       Freduenzniesser     15 zeigt die Tourenzahl des     Asynelironmotors     an, beispielsweise indem er aus einer     Weeh-          selstromhilfsdynamo        bespeist        wird,    die mit:  der Welle des     Asynchronmotors        verbunden     ist.

   Unterhalb der Zungen sind Sehalter 16,  <B>1.7</B>     usw,    für den einen     Freduenzmesser,    26, 27  usw. für den andern     Freduenzmesser    ange  ordnet, von denen je zwei einander geben  überliebende hintereinander in den     Gleieh-          stromerrecerhreis    des     Asy        nchronmotors    ein  geschaltet sind.

   Schlägt beispielsweise die  Zunge     aal    aus, so wird der Schalter 24     an-          beschlossen,    schlägt     gleielizeiti"-        aueli    die       Zunge        b,    aus, so wird     bleichzeitig    auch der  Schalter 26     -esehlossen        lind    die Gleich-           stronierregung    ist eingeschaltet.

   Es ist nun  lediglich die     Anordnung    so zu treffen. dass  die einander     gegeniiberliegeiideii        Zungen.    der  beiden Schalter diejenigen Frequenzen an  zeigen, die beim synchronen Lauf einander  entsprechen. Da bei jedem     Frequenzanzeiger     eine Reihe von Zungen mit den     hinterein-          a.ndergeschalteten    Hilfsschaltern ausgerüstet  sind. so kann die     :Netzfrequenz    innerhalb  eine: bestimmten Bereiches schwanken, ohne  dass (las richtige Einschalten der     Gleich-          stromerregrüng    beim Erreichen des Synchro  nismus gehindert     wird.     



  Es empfiehlt sich, die Gleichstrom  erregung allmählich einzuschalten, um ein  sicheres und möglichst stossfreies     Hinein-          iten    des Motors in den Synchronismus zu  <B>0</B>     C,    e  erzielen. Zu diesem Zweck ist der Regulier  widerstand 12 vorgesehen, der im Augen  blicke des     Einschaltens    voll eingeschaltet ist  und nach erfolgtem Einschalten allmählich       sIgeschaltet    wird.

   Dies     Ausschalterf        ge-          #        -iu     schieht zweckmässig selbsttätig, beispiels  weise indem durch das     Nullspannungsrelais     13 eine Hemmung ausgelöst wird, so dass  nunmehr der     Schleiftkontakt    des Widerstan  des 12 durch Gewichts- oder Federwirkung  im richtigen Sinne verschoben werden kann.

    Der Regulierwiderstand lässt sich vermeiden,  wenn man als     Gleichstromerregerquelle    eine  solche wählt, die beim Einschalten geringe  Spannung liefert und erst nach dem Ein  schalten allmählich ihre Spannung     steigert.     Zweckmässig wird hierfür eine     Serien-Gleich-          strommaschine    gewählt. Im Augenblicke des       Einschaltens    ist die Spannung Null und erst.  nachdem der Gleichstromkreis geschlossen ist.  tritt die Selbsterregung der Maschine ein.  Diese     Serien-Erregermaschine    kann besonders  angetrieben werden, sie kann aber auch, wie  in     Fig.    1 gezeigt ist, mit dem Asynchron  motor selbst verbunden werden.  



  Sollen Batterien oder Gleichstrommaschi  nen vermieden werden, so kann als Gleich  stromquelle auch ein Vakuumgleichrichter.  zum Beispiel ein Quecksilber- oder ein Glüh  kathoden-Gleichrichter, gewählt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Verhinderung unzu- lässiger Tourensteigerung von Drelistrom- Asynchromotoren bei negativer Belastung, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichung des Synchronismus zwischen Rotor und Feld der Rotor durch<I>selbsttätig</I> eingeschalteten Gleichstrom erregt wird, zu dem Zwecke, die Betriebstourenzahl des Motors konstant zu halten. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch, ,crelceniizeichnet durch die Verwendung einer Gleiehstrorn-Serienmaschine als Er regerduelle für die Gleichstromerregung. 2. Einrichtung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, das das Ein schalten des Gleichstromes bei Überein stimmung der Vibrirtionen zweier Fre- quenzinesser erfolgt, von denen der eine eine Netzfrequenz, der andere die Touren zahl des Rotors anzeigt.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch und (lein L nteranspruch 1, dadurch ge- kemizeichiet, dass die Einsehaltung des Gleichstromes durch ein Nullspannungs- relais erfolgt, das an den @Vechselstrom- schleifleitungen des Rotors liegt. 4.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3. für umsteuerbare Betriebe, gekennzeichnet durch einen Ausschalter im Gleichstrom erregerkreis, der vom Steuerhebel des Asynchronniotors bei Auslage in die ent- gegc,ngesetzte Drechrichtung- -eöffnet wird. 5.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 3 und 4, ge kennzeichnet durch einen Drehrichtungs anzeiger für den Asy nehronmotor, der wahlweise in Abhängigkeit von der Dreh richtung den einen oder andern Aus schalter für den Gleichstrom. in den Gleichstrom-Erregerkreis einschaltet.