DE2007859C3 - Motorantrieb für Stufenschalter von Stufentransformatoren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Motorantrieb für Stufenschalter von Stufentransformatoren unter Verwendung von Drehstrom-Asynchronmaschinen, mit einer Anordnung zur Steuerung der Drehzahl, wobei eine die drei Phasen des Motori sternpunktseitig miteinander verbindende Drehstrombrücke gleichstroniseitig über Steuerelemente kurzschließbar ist.

Stufcnschaltwerke von Transformatoren erfordern bekanntlich einen Antrieb, der eine stufenweise Verstellung der Transformatorspannung, d. h. eine schrittweise Bewegung des Wählers und des Stufenschaltwerkes erlaubt. Im allgemeinen verwendet man dazu eine Drehslrom-Asynchronmaschine. die mit Hilfe einer Schützensteuerung eingeschaltet und nach Erreichen der jeweils gewünschten Spannungssuifc vom Netz abgetrennt und kurzgeschlossen wird, so daß sie das Stufenschaltwerk augenblicklich stillsetzt. Die IJinge der Einschaltdauer der Asynchronmaschine wird durch ein Zeitrelais überwacht. Diese Schützens:euerungen sind jedoch nicht immer betriebssicher, da je nach der Anzahl der Schaltspiele die Kontakte der Lufischütze relativ schnell abgenutzt werden. Die Verschleißcrseheinungen werden noch verstärkt bei Aufstellung des Transformators in einer Industriegegend mit aggressiver Atmosphäre. Dm einen sicheren Betrieb derartiger Slufenschaltwerke zu gewährleisten, ist es deshalb erforderlich, daß die Steuerung laufend überwacht wird.

Durch die ER-PS 12 75 449 ist auch schon eine An-Ordnung zur Steuerung einer Drehstrom-Asynchronmaschine mit einer sternpunktseitig angeordneten Drehstrombrücke bekannt. Bei dieser Anordnung wird die Maschine durch Kurzschließen des Gleichsirompfades der Drehstrombrücke in Betrieb gesetzt, indem ein dort vorgesehenes steuerbares Ventil leitend gemacht wird Über eine besondere Löschvorrichtung wir dieses Ventil wieder in den Sperrzusiand zurückversetzt. Dadurch ist diese bekannte Anordnung sehr aufwendig und ist insbesondere auch deshalb nicht befriedigend, weil die Wicklungen der Maschine im abgeschalteten Zustand offen sind und deshalb keine Bremswirkung erzielt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Motorantrieb für Stufenschalterantriebe von Stufentransformatoren zu schaffen, der einerseits auf mechanische Schalter, d. h. Schütze und Relais, weitgehend verzichtet und der andererseits wahlweise einen Antrieb oder eine Bremsung in Lieiuen Drehrichtungen gestattet, wobei mindestens die Verbindung und die Trennung des Stufenschalteraniriebes mil bzw. vom Netz im stromlosen Zustand erfolgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination gelöst, daß der Gleichstromzweig der Drehstrombrücke bei an Spannung liegender Asynchronmaschine über einen handelsüblichen Gleichstromsteller kurzgeschlossen ist. wobei die Drehrichtung durch die Stellung von im stromlosen Zustand betäJgt-in Hilfskontakten von Umschaltern bestimmt ist und daß im von Spannung abgeschalteten Zustand alle drei Wicklungen der Asynchronmaschine über einen Gleichstromzweig der sechsphasigen Drehstrombrücke durch einen einzigen, einstellbaren Bremswiderstand kurzgeschlossen sind.

Nach vorteilhaften Weiterbildungsmerkmalen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Drehzahl der Asynchronmaschine durch periodisches Zünden und Löschen der steuerbaren Halbleiter in dem Gleichstromsteller steuerbar ist und daß je nach Drehrichtung der Asynchronmaschine die netz- und stcrnpunktseitigen Enden der Wicklungen miteinander vertauschbar sind.

Die erfindungsgemäße Kombination ist besonders vorteilhaft, weil sie mit einem minimalen Aufwand an Halbleiterbauelementen und einem einfachen, billigen Aufbau Drehzahl und Schrittsteuerungen ermöglicht, die keinem Verschleiß, wie beispielsweise dem Kontaktabbrand bei Schützensteuerungen, unterworfen sind und die auch keine aufwendige Slromrichtcrschaltung, wie sie bei Glcichstromantrieben verwendet werden, erfordert. Vielmehr ermöglicht sie durch periodisches Zünden und Löschen des Slernpunktschalters auch bei einer Schrittsteuerung eine Drehzahlsteuerung entsprechend einem gleichstromstellergespeisten Gleichstromantrieb.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung näher erläutert.

Offen ausgeführte Wicklungen einer Asynchronmaschine I sind über Umschalter 3 bzw. 4 mit einem Drehstromnet/ und über Hilfskontakte 8 bzw. 9 mit einer gleichsiromscitig kurzschließbaren, steuerbaren Drchstrombriicke 6 verbindbar. Je nach der Solldrehrichtung der Asynchronmaschine 1 werden dabei die mit dem Netz bzw. mit der Drehstrombrücke 6 zu verbindenden Wicklungsenden miteinander vertauscht.

Durch Kurzschließen bzw. Öffnen des Gleichstmmzweiges der Drehstrombrücke 6 wird für die Asynchronmaschine I ein Sternpunkt gebildet dzw. aufgelöst. Bevor jedoch der Glcichstromzweig kurzgeschlossen wird, wird entweder über den Umschalter 3 oder über den Umschalter 4 die Asynchronmaschine I je

nach der gewünschten Drehrichtung mit dem Drehstromnetz verbunden. Da die Bildung des Sternpunktes und damit der Anlauf der Asynchronmaschine 1 erst nachträglich erfolgt, werden die Kontakte der Umschalter 3 bzw. 4 stromlos betätigt, so daß beim Schalten keinerlei Abbrand auftritt. Durch periodisches Kurzschließen und Öffnen des Gleichstromzweirres der Drehstrombrücke 6 ist es ohne weiteres möglich, die Drehzahl der Asynchronmaschine 1 zu steuern. Dies kann beispielsweise durch Zünden unü Löschen eines Thyristors im Gleichstromzweig erreicht werden.

Sobald die Asynchronmaschine t angehalten werden soll wird zunächst der Gleichstromzweig der Drehstrombrücke 6 unterbrochen und damit der Sternpunkt wieder aufgelöst.

Auch bei der Trennung der Asynchronmaschine I vom Netz sind die Umschalter 3 und 4 stromlos, da vorher der Siernpunkt durch Öffnen des Gleichstrom-/ueiges der Drehstrombrücke 6 aufgelöst ist.

Nachdem durch den Umschalter 3 bzw. 4 die Asynchronmaschine 1 von Netz getrennt ist, wird eine KurzschluQbremsung durchgeführt Zur Erzielung einer exakten Bremswirkung ist ein einstellbarer Bremswiderstand 7 vorgesehen. Zum Bremsen wird die Drehstrombrücke 6, deren Gleichstromzweig während des Betriebes durch den Gleichstromsteller 2 kurzgeschlossen ist, mittels der Hilfskontakte 8 und 9 über den Bremswiderstand 7 kurzgeschlossen. Durch Verändern des Bremswiderstandes 7 kann die Bremswirkung verstärkt oder geschwächt werden, so daß der Auslauf des Motors exakt bestimmbar ist.

Auch hierbei erfolgt die Betätigung der Umschalter 3 bzw. 4 wieder im stromlosen Zustand, so daß die Kontakte keinerlei Abbrand erfahren. Dadurch ist eine hohe Lebensdauer der erfindungsgemäßen Schrittsteuerung gewährleistet.

Die Umschalter 3 und 4 sowie die Hilfskontakte 8 und 9 sind der Übersichtlichkeit halber als mehrpolige Ein-Aus-Schalter dargestellt, sie können jedoch ohne weiteres durch mehrpolige Umschalter ersetzt werden.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Motorantrieb für Stufenschalter von Stufentransformatoren unter Verwendung von Drehstrom-Asynchronmaschinen, mit einer Anordnung zur Steuerung der Drehzahl, wobei eine die drei Phasen des Motors sternpunktseitig miteinander verbindende Drehstrombrücke gleichstroniseitig über Steuerelemente kurzschließbar hu g e k e η η - ίο zeichnet durch die Kombination, da3 der Gleichstromzweig der Drehstrombrücke (6) oe\ an Spannung liegender Asynchronmaschine (1) über einen handelsüblichen Gleichstromsteller (2) kurzgeschlossen ist, wobei die Drehrichtung durch die Stellung von im stromlosen Zustand betätigten Hilfskontakten (8, 9) von Umschaltern (3, 4) bestimmt ist und daß im von Spannung abgeschalteten Zustand alle drei Wicklungen der Asynchronmaschine (1) über einen Gleichstromzweig der sechsphasigen Drehstrombrücke (6) durch einen einzigen, einstellbaren Bremswiderstand (7) kurzgeschlossen sind.

2. Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Asynchroninaschine (1) durch periodisches Zünden und Löschen der steuerbaren Halbleiter in dem Gleichstromsteller (2) steuerbar ist.

3. Motorantrieb nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß je nach Drehrichtung der Asynchronmaschine (1) di» netz- und stcrnpuriktseitigen Enden der Wicklungen miteinander vertauschbar sind.