DE247992C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

^!^PATENTSCHRIFT

HPl^ ΤΙΛ Λ /ΓΤΑΑΛ

- JV* 247992 KLASSE 21 d. GRUPPE

in DUISBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Oktober 1910 ab.

Die namentlich für Hütten- und Förderanlagen wichtige Aufgabe, für Drehstromantriebe ökonomische Tourenregulierung in Verbindung mit Phasenverbesserung herbeizuführen, kann wegen der Kosten bei großen Motoren nicht dadurch gelöst werden, daß diese als Kollektormotoren ausgeführt werden. Man benutzt deshalb gekuppelte Kollektorhilfsmaschinen, die als Motor oder Generator im

ίο Schlupfstromkreis arbeiten. Diese bekommen jedoch bei Hauptmotoren niederer Tourenzahl zu ungünstige Abmessungen. Man hat ferner im Schlupfkreis liegende Kollektormotoren mit Asynchronmaschinen gekuppelt, so daß durch diese Energie an das Netz abgegeben oder bei über synchronen Touren Energie aufgenommen wird. Um die Zahl der Maschinen zu vermindern, hat man Kollektor- und Induktionsmaschine zu · Periodenumformern vereinigt, ähnlich denjenigen, die man bereits früher ausschließlich zur Phasenverbesserung vorgeschlagen hat. Da solche Periodenumformer mit eigenem Drehmoment bei allen Touren zum Motor relativ synchron laufen, kann eine mechanische Verbindung mit dem letzteren oder ein Hilfssynchronmotor oder Doppelfeldmotor zum Antrieb entbehrt werden. Nach den bisherigen Vorschlägen steht der Stator der Periodenumformer stets in unmittelbarer Verbindung mit dem Arbeitsstromkreis, und der Kompensationsgrad des ganzen Systems ist von der Bürstenstellung abhängig.

Der Stator des Umformers kann aber als motorischer Sekundärbestandteil aufgefaßt werden, der zunächst nur Strom zur Überwindung des Reibungseffektes zu führen braucht; und man wird vielfach eine einfache Regulierschaltung nach vorliegender Erfindung anwenden können, bei der der Stator nur induktiv mit dem Rotor verkettet ist. Abgesehen von den besonderen, in der Beschreibung näher verfolgten direkten Vorteilen ergibt sich' damit auch die Möglichkeit einer beliebigen induktiven Phasenregulierung zur Verbesserung des Leistungsfaktors. Man kann zwar auch bei den gewöhnlichen kollektormotorischen Anordnungen die Phase für die verschiedenen Betriebszustände nachregulieren, und zwar z. B. durch Bürstenverschiebung, indessen ist eine solche zweckmäßig mit Rücksicht auf Kommutationshilfsfelder zu vermeiden. Die bei mechanisch relativ synchronisierten Maschinen möglichen sonstigen mechanischen Drehungen zur Erzielung der Phasenkompensation erweisen sich als zu schwerfällig, und die bisweilen herangezogenen Pha- sentransformatoren oder Hilfsphasen und Phasenkombinationen im Umformerstator sind, wenn eine Phasennachregulierung erfolgen soll, aus Gründen der Einfachheit ebenfalls nicht am Platze. Die Anordnung nach vorliegender Erfindung erlaubt innerhalb praktischer Reguliergrenzen die unabhängig regelbare Kompensation durch einfache Widerstandsregulierung, was um so wichtiger ist, als es bei vielen Ge-

Claims (2)

1. trieben, ζ. B. bei Kompressoren mit Stufenbetrieb, nicht selten vorkommt, daß ein und derselbe Umformer wechselweise mit verschiedenen Motoren von verschiedenen Kompensationsansprüchen zu arbeiten hat.

   Die Einrichtung ist die folgende: Die Schlupfströnie des Induktionsmotors H werden dem Kollektor des Periodenumformers P zugeführt. Sie gehen von da über einen Transformator T

   ίο ins Netz. Es sind auch andere, meist weniger günstige Variationen möglich, z. B. kann der Transformator auch zwischen Induktionsmotor H und Periodenumformer P liegen. Zur Erzielung eines selbständigen Ganges des Umforniers, der nötigen synchronisierenden Kraft und einer regelbaren Kompensation ist am Stator des Umformers eine Hilfswicklung W angebracht, die über einen regelbaren Widerstand R kurzgeschlossen ist. Man kann nun etwa vom Netz aus Haupt- und Hilfsmaschine zum Laufen bringen und durch Regulieren an den Widerständen A und R sowie am Transformator T ein Zusammenschalten bei L unter richtiger Spannung und Periodenzahl ermöglichen, so daß A abgeschaltet werden kann. Der Schlupfstromkreis L, der mit dem Kollektor K in Verbindung steht, hat dieselbe Periodenzahl wie der Statorkreis W des Periodenumformers, und die vorhandene synchronisierende Kraft erweist sich bei entsprechender Konstruktion des Umformers als hinreichend, um den relativ synchronen Gang zwischen Motor und Periodenumformer unter allen praktischen Betriebsverhältnissen aufrechtzuerhalten. Die Tourenzahl des Umformers ist natürlich durch die Periodenzahl des Netzes N und die Tourenzahl des Induktionsmotors H bestimmt. Denkt man sich z. B. Induktionsmotor und Periodenwandler von gleicher Polzahl, so wird der Periodenwandler die gleiche Tourenzahl wie der Induktionsmotor haben. Doch ist es durch Phasenumschaltung auch möglich, den Motor im Verhältnis zur Netzperiodenzahl übersynchron und den Periodenwandler entsprechend untersynchron laufen zu lassen, und zwar kann man einen Einlauf auf die richtigen Touren in jedem Falle durch Regulieren vom Synchronismus aus erreichen. Die Umformerspannung wirkt natürlich beim übersynchronen Gang des Motors am Rotor zusätzlich.

   Die Einregulierung der relativ synchronen Tourenzahl des Systems und die Veränderung erfolgt durch Einstellen des Reguliertransformators, wo Vergrößerung der Spannung Verminderung oder Vermehrung der Motortouren ergibt.

   Eine Regulierung bei R hat, wenn beide Maschinen relativ synchron laufen, im ' wesentlichen nur eine Veränderung der wattlosen Ströme zur Folge, und man kann sie also vorteilhaft zur Kompensationsregulierung benutzen, um sich den verschiedenen Betriebszuständen oder auch dem Zusammenarbeiten mit verschiedenen Hauptmaschinen anzupassen. Verminderung des Widerstandes W ergibt in_einem bestimmten Bereich Vergrößerung des Stromes zwischen Motor und Umformer unter Verminderung des Gesamtstromes für den Maschinensatz. Auch bei Vermehrung des Widerstandes W steigt schließlich der Strom im Schlupfkreis. Infolge seiner Phasenlage aber steigt jetzt auch der Gesamtstrom, so daß sich der Leistungsfaktor verschlechtert. Es besteht eine gewisse Ähnlichkeit dieses Verhaltens mit dem eines gewöhnlichen Synchronmotors, und die Phasenverbesserung kann selbst bei großen Hauptmaschinen in weiten Grenzen erfolgen, ohne daß sich die Stabilität des Ganges gefährdet zeigt. Der geringe Verlust in dem Regulierwiderstand ist um so eher zu vernachlässigen, als für einen praktisch großen Regulierbereich nur sehr wenig Widerstand eingeschaltet ist.

   Da die relativ synchronen Touren des Systems sowie die Tourenunterschiede zwischen Leerlauf und Vollast etwas von den wattlosen Strömen abhängig sind, so kann man durch Nachregulieren bei R, wodurch die wattlosen Ströme verändert werden, auch die Touren und die genannten Tourenunterschiede nachregulieren. Der Leistungsfaktor wird dadurch etwas verschlechtert, und es kommt diese Regulierung also nur für feine Stufen in Frage.

   Ein besonderer Vorzug der Anordnung ist, daß der Umformerstator ein für allemal eine unveränderliche Wicklung für passend erscheinende Spannung bekommt. Neben den daraus folgenden Vorteilen in der Herstellung und der Möglichkeit, allen Betriebsarten allein durch Regulierung am Transformator T und am Regulier widerst and R in einfachster Weise Rechnung zu tragen, ergibt sich auch noch als Vorteil, daß die Wicklung W bei den je nach der Schaltung bei unvorsichtiger Regulierung möglichen unzulässigen Spannungen direkt nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.

   Bei einphasigem Netz kann man z. B. Hilfsphasen bekannter Wirkung zur.Hilfe nehmen, während der dreiphasige Schlupfstromkreis zweckmäßig erhalten bleibt.

   Pate ν t-An Sprüche:

   i. Anordnung zur Regulierung der Geschwindigkeit und der Kompensation von Induktionsmotoren durch Periodenumformer, dadurch gekennzeichnet, daß der Periodenumformer am Stator einen induktiven, durch Widerstand regulierten Stromkreis besitzt, derart, daß durch diesen und

   Transformatorenregulierung Tourenveränderung, durch die Widerstandsregulierung allein aber Verbesserung des Leistungsfaktors erzielt wird.
2. 2. Verfahren zur feineren Toureneinregulierung sowie zur Einregulierung des Tourenabfalles bei Belastung der Anordnung nach i, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Widerstandsregulierung des induktiven Statorstromkreises des Periodenumformers der die genannten Veränderungen bewirkende Kompensationsgrad verändert wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.