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Anordnung zur Inbetriebhaltung von Motor-Generatoren Zur Umformung
von Wechselstrom in Gleichstrom oder von Wechselstrom einer Frequenz in Wechselstrom
einer anderen Frequenz werden oftmals Motor-Generatoren verwendet. Als Motoren,
dienen hier vielfach Synchronmotoren. Diese haben jedoch die Eigenschaft, daß sie
bei starker Überlastung, vor allen Dingen wenn die Spannung absinkt, zum Kippen
kommen und außer Tritt fallen. Bisher bat man die Motoren in diesen Fällen stillset:zen
müssen und anschließend von neuem anliassen müssen.. Die Erfindung zeigt eine Anordnung,
die es gestattet, die Motor-Generatoren auch dann noch in Betrieb zu halten., wenn:
vorübergehende Überlastungen, die z. B. durch vorübergehende Spannungsabsenkungen
im Drehstromnetz hervorgerufen werden, auftreten. Gemäß der Erfindung ist die Anordnung
derart ausgebildet, daß durch die Spannung des Drehstromnetzes, die Stromaufnahme
bzw. -abgabe oder den Synchronismus überwachende Geräte bei Abweichungen vom zulässigen
Betriebszustand Widerstände in den Erregerkreisen des Generators und des Motors
vorgeschaltet werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß, wenn die Überlastung nicht
zu lange dauert, der Motor wieder in Tritt und zur normalen: Leistungsabgabe gebracht
werden kann, so daß sich der Leistungsausfall praktisch nur über die Dauer der Spannungsabsenkung
erstreckt. Kehrt die normale Drehstromspannung wieder und verschwindet,die überlastung,
so wird die normale Erregung des Generato,ns und des Motors wiederhergestellt. Zweckmäßigerweise
wird jedoch vorher noch geprüft,
ob der Motor wieder synchron mit
dem Netz läuft. Dauert der,asynchrone Betrielb 3des Motors längere Zeit, beispielsweise
weil die Spannung längere Zeit abgesunken bleibt, so muß der Motor stillgesetzt
werden.
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In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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In dem oberen Teil der Figur befindet sich der Motor-Generator, der
aus einem Doahs.trommotor 111 mit der Erregermaschine EM sowie dem Gleichstromgenerator
G mit seiner Erregermaschine EG besteht: Sämtliche Maschinen sind unmittelbar miteinander
gekuppelt. Der Drehs@tromsynchronmotorl11 wird über eine nur einpolig dargestellte
Leitung und einen ebenfalls nur einpolig darg°-stellten Schalter Dr aus einem Drehstromnetz
gespeist. Mit Hilfe eines Relais St wird der vom Drehstrommotor aufgenommene
Strom überwacht. Überschreitet der Strom einen zulässigen Wert, so wird ein Kontakt
st geschlossen. Ein weiteres Relais Sp dient der Spannungsüberwachung. Sein Kontakt
sp ist geschlossen, solange die Spannung ihren normalen Wert besitzt; sobald jedoch
die Spannung absinkt, wird der Kontakt sp geöffnet.
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Die Erregermaschine EM speist die Erregerwicklung des Synchronmotors
M. Die Erregung kann über einen Widerstand W3 verstellt werden, wenn oder Kontakt
s33 geschlossen ist. In diesem Fall wird ein Teil des Erregerwiderstandes W3 kurzgeschlossen.
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Im Erregerstromkreis ides Motors;M befindet sich noch ein Relais Sy,
welches den Synchronismus des Synchronmotors überwacht. Dieses Relais ist ein empfindliches
Gleichstromrelais, das so eingestellt ist, daß ,es bei synchronem Betrieb. des Motors
erregt wird. Fällt der Synchronmotor dagegen außer Tritt, so wird in der Erregerwicklung
ein Wechselstrom induziert, der das Relais veranlaßt, _ im Rhythmus der Frequenz
des Wechselstroms seinen Kontakt sy zu öffnen. und zu schließen.
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Der Gleichstromgenerator G kann mit Hilfe eines Schalters Gl
an das Gleichstromnetz angeschlossen werden. Die Erregermaschine EG speist die Erregerwicklung
des Gleichstromgenerators und ihr Strom kann über einen Feldwiderstand W2 verstellt
werden.. In Reihe mit dem Widerstand W2 ist noch ein Widerstand W1 angeordnet, der
stufenweise .durch: idiie beiden Schalter s15 und s22 kurzgeschlossen werden kann.
Dieser Wvderstand dient dazu, die Erregung des Gleichstromgenerators zu schwächen,
um die vom Generator abgegebene Leistung zu vermindern. Die Betätigung. der Kontakte
s15, s22, s33 geschieht mit Hilfe der im unteren Teil der Figur dargestellten Relaisschaltung.
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Wenn der Motor M angelassen werden: soll, so wird die Befehlstaste
BT nach links umgelegt. Hierdurch kommt ein Stromkreis für die Einschaltspule E
des Drehstromschalters Dr zustande. Dieser Stromkreis führt über zwei Ruhekontakte
gl und s34. Der Kontakt gl gehört zu dem Gleichstromschälter Gf und ist immer geschlossen,
wenn dieser Schalter geöffnet ist. Durch ihn wird verhindert, daß der Motor eingeschaltet
werden kann., wenn der Generator noch mit dem Gleichstromnetz in Verbindung.steht.
Der Kontakt s34 läßt Beine Einschaltung des Motors nur zu, wenn der ErregerwIderstand
-des Synchronmotors vollständig eingeschaltet ist.
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Das Einschaltrelais E schließt den Leistungsschalter Dr, der sich
nach Beendigung dies Einschaltvorganges; mechanisch verriegelt, so daß die Befehlstaste
ET wieder geöffnet werden kann. Die mit dem Leistungsschalter Dr verbundenen
Hilfskontakte drl und dr, werden geschlossen. Der Kontakt dri bereitet die Relaisschaltung
vor, am Kontakt-dr2 wird der Stromkreis des Ausschaltrelais 21 vorbereitet. Nach
dem Einschalten kommt der Synchronmotor zum Anlaufen. Der Motor ist mit einer Dampferwicklung
versehen; die beim Anlaufvorgang als Kurzschfußwicklung wirkt und den Motor asynchron
anlaufen läßt. Hat sich der Motor so weit dem Synchronismus genähert, daß das Synchronüberwachungsrelais
Sy seinen Kontakt sy dauernd schließt, so. kann das Zeitrelais Z1 zum Ansprechen
kommen. Dieses Relais besitzt eine Ansprechverzögerung. Ist der Anlaufvorgang nicht
innerhalb, derZeitverzögerung Z1 beendet, so kommt über den Kontakt zig das Relais
ZW zum Ansprechen, und es: wird der Kontakt zzu geschlossen und durch ihn die Ausschaltspule
A betätigt.
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Ist der Anlaufvorgang ordnungsgemäß vor sich gegangen und das Relais
Z1 zum Ansprechen gekommen, so wird einerseits über den Kontakt N12 das Zwischenrelais
Zzer abgeschaltet, andererseits wird jedoch über den Kontakt z11 das Relais S3 erregt.
Der Kontakt sp ist hiermit geschlossen, da angenommen wird, daß die Spannung ihren:
normalen Wert hat. Das Relais- S3 bereitet am Kontakt s31 einen Selbsthaltekreis
vor und schließt am Kontakt einen Stromkreis für das ansprechverzögerte Relais Z2.
Durch den Kontakt s33 wird ein Teil des Widerstandes W3 im Erregerkreis des Motors'
kurzgeschlossen, so daß der Motor durch Verstellen des Feldwiderstandes nunmehr
auf volle Erregung gebracht werden kann.
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Das Relais Z2 schließt am Kontakt z21 einen Stromkreis für das Relais
S2, welches am Kontakt s21 das ansprechverzögerte Relais Z3 einschultet und am Kontakt
s22 den. Widerstand W1 in der ersten Stufe kurzschließt. Das Relavs Z3 bringt übenden
Kontakt z31 das. Relais. S1 zum An@spreche:n, welches am Kontakt s11 einen
Sel,bsthaltekreis schließt, am Kontakt s12 den Selbsthaltekreis des Relais S3 vollendet
und den Kontakt S13 öffnet. Am Kontakt s15 wird der Widerstand Wi in der zweiten
Stufe kurzgeschlossen. Über den Kontakt s14 wird das Relais Z4 eingeschaltet, welches
mit Hilfe des Kontakts z41 die Relais S2 und Z3 wieder abschaltet. Der Gleichstromschalter
Gl kann in der Zwischenzeit von Hand oder automatisch eingelegt werden. Der Matoir-Generiätor
ist jdamit vollständig in Betrieb.
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Tritt während des Betriebes eine Überlastung des Motors ein, sei es,
daß die Spannung auf der Drehstromseite zurückgegangen ist oder sei es, daß die
Belastung auf der Gleichstromseite zu stark
angestiegen ist, so
wird, um ein Außertrittfallen des Motors zu vermeiden, eine Schwächung der Erregung
des Gleichstromgenerators vorgenommen. Es kommt nämlich bei Eintreten des Überstroms
das Relais St zum Ansprechen und schließt seinen Kontakt st. Hierdurch wird das
Relais Ü eingeschaltet, welches seinen Kontakt iii öffnet und den Kontakt ü2 schließt.
Durch den Kontakt iii wird das Relais S1 abgeschaltet. Dabei wird der Kontakt sis
geöffnet und der Widerstand W, in den Erregerkreis des Gleichstromgenerators eingeschaltet.
Hierdurch wird die von dem Gleichstromgenerator abgegebene Leistung herabgesetzt.
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Bei Stromlosigkeit des Relais S1 wird auch der Kontakt s14 geöffnet.
Da jedoch das Relais Ü angesprochen hat und der Kontakt ü2 geschlossen ist, führt
das Öffnen des Kontakts s14 nicht zum Abschalten des Relais Z4, denn dieses Relais
kann sich in einem Selbsthaltekreis über ü2 und z42 halten. Hierdurch wird verhindert,
daß über den Kontakt z41 das Relais S2 zum Ansprechen kommt und damit den Widerstand
W1 am Kontakt s22 teilwei,se überbrückt.
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Verschwindet die Überlastung wieder, ohne daß es zu einem Kippen und
Außertrittfallen des Synchronmotors-gekommen. ist, so wird der Kontakt st wieder
geöffnet, das Relais Ü kommt zum Abfallen, schließt seinen Kontakt iii und öffnet
den Kontakt ii2. Die Öffnung des Kontakts ü2 bewirkt den Abfall des Relais Z4. Hierbei
wird der Kontakt z41 geschlossen, und über den noch geschlossenen Kontakt z21 wird
das Relais S2 zum Ansprechen bracht. Das Relais S2 schließt einen Teil des Widerstandes
W1 am Konakt s22 kurz und schaltet über den Kontakt s21 das Relais Z3 ein. Dieses
Relais betätigt über Kontakt z31 das Relais S1, welches über Kontakts" sich weiterhin
selber hält, am Kontakt s14 das Relais Z4 wieder einschaltet und am Kontakt s" den
Widerstand W1 vollständig kurzschlneßt. Das Relais Z4 schaltet wieder am Kontakt
z41 die Relais S2 und Z3 ab. Damit ist der normale Betrie bsmu:stan,d wiederhergestellt.
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Führt die Überlastung des, Synchronmotors dazu, daß dieser außer Tritt
fällt, so kommt das Relais Sy in der vorher beschriebenen Weise periodisch zum Ansprechen
und Abfallen und betätigt das Relais Zi, das seine Kontakte in die Ruhelage bringt.
Am Kontakt zii wird der Stromkreis für das Relais. S3 geöffnet, und es wird hierbei
am Kontakt s33 der Widerstand W3, der für das günstigste Intrittgehen des Motors
ausgelegt ist, im Erregerkreis des Synchronmotors voll eingeschaltet. Der Motor
kann nunmehr bei geschwächter Erregung und verminderter Last wieder in Synchroni@s@mus
kommen. Die Zeit, die bis zum Wie.dersynchronisieren des Motors vergeht, wird durch
das Zwischenrelais Zier überwacht. Ist sie zu lang, so wird der Motor über den Kontakt
zw ausgeschaltet. Kommt der Motor dagegen rechtzeitig wieder in Tritt, so wird mit
Hilfe des Relais Z1 zunächst das Relais S3 eingeschaltet, wie dies .bereits schon
bei Beschreibung des Anlaßvorganges angegebenwurde. Durch die mit den Relais verbundenen
Schaltkontakte s33, s22 und s15 werden die Widerstände W1 und W3 wiedier ku:r@zg%s,ch:los,sen.
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Eine Einschaltung des Widerstandes W3 und Öffnung des Kontakts sag
wird auch dann: vorgenommen, wenn die Spannung im Drehstromnetz abgesunken ist.
Hierbei tritt das Spannungsrelais Sp in, Tätigkeit und öffnet den Kontakt sp. Auf
diese Weise soll einem Außertrittfallen des Motors vorgebeugt werden. Nimmt der
Strom des Motors M einen solchen Wert an, daß der Motor unmittelbar gefährdet ist,
so kommt ein zweites, nicht dargestelltes Stromüberwachungsrelais zum Ansprechen,
welches einen Kontakt üst schließt und damit ein Relais R zum Ansprechen bringt.
Dieses Relais schaltet am Kontakt r den. Motor unmittelbar aus.