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Einrichtung zur Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen Es sind Schaltungen
für Asynchronmaschinen bekannt, bei denen zur Regelung der Drehzahl die Motorwicklung
an drei Phasen des Netzes gelegt ist und dem in der Ständerwicklung fließenden Wechselstrom
ein Gleichstrom überlagert wird. Die Induktionsmaschine wirkt dann gleichzeitig
als Drehstrommotor und als Gleichstrombremse, wobei sie als Drehstrommotor wegen
der konstanten Netzspannung unabhängig von der Sättigung mit konstantem Fluß, als
Gleichstrombremse dagegen mit konstanter Ständererregung arbeitet. So hat man z.
B. die Gleichstromquelle zwischen zwei Netzzuleitungen geschaltet und bildete somit
für den Drehstrom praktisch einen Kurzschluß, der durch Vorschalten einer Drosselspule
vermieden werden kann. Andererseits ist für den überlagerten Gleichstrom das Drehstromnetz
ein Kurzschluß, so daß in die Zuleitungen Sperrkondensatoren eingeschaltet werden
müssen. Nach einem anderen Vorschlag soll die Gleichstromquelle parallel zu einer
Wicklungsphase der in Stern geschalteten Ständerwicklung liegen. Da bei dieser Anordnung
der Gleichstrom nicht allein über die parallel geschaltete Wicklungsphase, sondern
auch teilweise über das Netz und die beiden anderen Wicklungsphasen fließt, so beeinflussen
sich die magnetisierenden Kräfte dieser Ströme in den drei Wicklungsphasen so, daß
eine Regelung in Frage gestellt
ist. Eine zusätzliche Gleichstromerregung
im Ständer findet bekanntlich auch Anwendung zur Bremsung von Asynchronmaschinen.
Zu diesem Zweck hat man zwei Phasenwicklungen an zwei Netzphasen gelegt und den
Sternpunkt mit der dritten Netzphase verbunden, während die dritte Phasenwicklung
über den Sternpunkt nur einpolig am Netz liegt. Parallel zu dieser Wicklungsphase
ist die Gleichstromquelle angeschlossen, so daß bei dieser Anordnung ein Gleichstromfluß
über das Netz weitgehend unterbunden ist. Zur Drehzahlregelung sind solche Bremsschaltungen
jedoch nicht brauchbar, da eine der Wicklungsphasen an der vollen Netzspannung liegt
und im Verhältnis I : 3 übersättigt ist. Es muß daher der Gleichfluß wegen der starken
Vorsättigung durch den Drehfluß mit wachsender Drehstromsättigung abnehmen; eine
Drehzahlregelung in weiteren Grenzen ist damit nicht mehr möglich. Zur Regelung
der Drehzahl wurde weiterhin auch schon vorgeschlagen, die Gleichstromquelle in
Reihenschaltung in eine der Netzzuleitungen der in Stern oder Dreieck geschalteten
Ständerwicklung zu legen. Der Nachteil dieser Schaltung besteht darin, daß der Gleichstrom
sich über das Netz und den Hilfsgenerator schließt. Es tritt daher einmal eine Vorsättigung
des Generators ein, zum anderen stellt der Gleichstrom für das Netz eine zusätzliche
Belastung dar, die eine größere Bemessung der Schaltgeräte erforderlich macht. Der
schwerwiegendste Mangel ist jedoch darin zu sehen, daß bei einer Trennung des Motors
vom Netz, etwa bei einem Ausfall des Netzschalters, wie er schon durch die Überlagerung
des Gleichstroms ausgelöst werden kann, eine Bremsung nicht möglich ist.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehzahlregelung von in
Dreieck geschalteten Asynchronmaschinen mittels dem Drehfluß im Primärteil überlagertem
Gleichfluß. Erfindungsgemäß wird dem Drehfeld durch Anwendung einer unsymmetrischen
Schaltung eine gegenläufige Komponente aufgedrückt und der Gleichfluß durch Erregung
wenigstens einer der zur Herstellung der unsymmetrischen Schaltung benutzten Phasenwicklung
mit Gleichstrom erzeugt. Dadurch läßt sich eine Drehzahlregelung in weiten Grenzen
erreichen, ohne daß ein besonderer Aufwand an Geräten erforderlich wäre oder die
Nachteile der obenerwähnten bekannten Einrichtungen auftreten.
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Das bei einer Gleichstromerregung resultierende Drehmoment setzt sich
zusammen aus dem Drehstromdrehmoment und einem überlagerten Gleichstromdrehmoment.
Da es sich hier darum handelt, nicht etwa Bremsmomente im motorischen Drehzahlbereich
zu erzielen, sondern fest einstellbare Leerlaufdrehzahlen, so wird man das zur Erzielung
einer bestimmten Regeldrehzahl erforderliche Gleichstromdrehmoment, d. h. den speisenden
Gleichstrom, um so kleiner halten können, je kleiner das vorliegende Drehstromdrehmoment
ist. Bei der Erfindung wird dies durch eine dem Drehfeld aufgedrückte gegenläufige
Komponente erreicht, indem man beispielsweise den Primärteil mit einer unsymmetrischen
Schaltung etwa durch Einschalten eines Scheinwiderstandes in eine der Netzzuleitungen
ausführt, wie es für andere Zwecke bekannt ist, oder durch Anwendung einer anderen
beliebigen unsymmetrischen Schaltung der Ständerwicklungsphasen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Gemäß Abb. I liegen die drei Ständerwicklungsphasen I, z und 3 am Netz RS T. Unter
Belassung der dreiphasigen Netzspeisung ist der Dreiecksverband an einem Eckpunkt
aufgelöst, wodurch dem Drehfeld eine gegenläufige Komponente aufgedrückt wird. Zur
Gleichstromerregung dient eine Gleichstromquelle 4, die der Phasenwicklung 3 parallel
geschaltet ist und ihr den Gleichfluß überlagert. Wie ersichtlich, kann bei der
erfindungsgemäßen Art der Überlagerung kein Gleichstrom über das Netz fließen. Ebenso
treten keinerlei unzulässige Sättigungserscheinungen auf, und die Umschaltung wird
durch einen überaus einfachen Umschalter bewirkt. Bei der Schaltung nach Abb. 2
wird dem Drehfeld die gegenläufige Komponente durch Einschalten eines Wirkwiderstandes
in eine der Netzzuleitungen zum Motor aufgedrückt. Ein besonderer Hilfsgenerator
zur Erzeugung des Gleichstromes kann in Fortfall kommen, indem ein Gleichrichter
6 in Reihe in den Dreiecksverband der Ständerphasen eingeschaltet wird. Auch bei
dieser Anordnung wird der Gleichfluß nur einer Phase überlagert.
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Gegenüber den bekannten Regelschaltungen zeichnet sich die Erfindung
dadurch aus, daß auch bei großem Regelbereich - etwa I : Io und mehr - der Motor
nicht mehr mit Rücksicht auf störende Sättigungserscheinungen überdimensioniert
werden muß, sondern lediglich nach der geforderten Antriebsleistung zu bemessen
ist und somit stets ein kleineres Modell ergibt. Da weiterhin beim Regeln durch
Einführen einer gegenläufigen Komponente das Drehstromdrehmoment beliebig klein
gehalten werden kann, ist es möglich, die zur Erzeugung des resultierenden Drehmomentes
aufzuwendende Gleichstromerregerleistung auf einen Kleinstwert herabzudrücken. Wenn
bei etwaiger Überlastung des Motors der Netzzuleitungsschalter ausfällt, d. h. der
Primärteil vom Netz getrennt wird, kommt im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen
die Gleichstrombremsung dennoch voll zur Wirkung, so daß selbst große, mit dem Motor
gekuppelte Schwungmassen selbsttätig abgebremst werden.