DE2627207A1

DE2627207A1 - PROCEDURES FOR STARTING MOTOR-GENERATOR SYSTEMS

Info

Publication number: DE2627207A1
Application number: DE19762627207
Authority: DE
Inventors: Takao Kawabe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-18
Filing date: 1976-06-18
Publication date: 1976-12-30
Also published as: BE843182A; GB1546413A; FR2316782A1; JPS51149512A

Description

Takao Kawabe, 41-5, Higashiogu 2 chome, Arakawa-ku, Tokio, JapanTakao Kawabe, 41-5, Higashiogu 2 chome, Arakawa-ku, Tokyo, Japan

Kazuo Kawabe, 41-5, Higashiogu 2 chome, Arakawa-ku, Tokio, JapanKazuo Kawabe, 41-5, Higashiogu 2 chome, Arakawa-ku, Tokyo, Japan

Verfahren zum Starten von Motor-Generator-SystemenProcedure for starting motor-generator systems

Die Erfindung bezieht sich auf Startverfahren für Kraftmaschinen- oder Motor-Generator-Systeme, und zwar insbesondere auf die Wechselstromausrüstung in einem System mit einem Wechselstromgenerator als Leistungsversorgung und einer Wechselstromausrüstung als Last, die einen verzögerten Phasenleistungsfaktor besitzt.The invention relates to starting methods for engine or motor-generator systems, specifically to the AC equipment in a system with an alternator as a power supply and an alternating current equipment as a load, delaying one Has phase power factor.

Es ist bekannt, daß bei einem Motor-Generator-System mit einem Synchrongenerator der Spannungsabfall an den Generatorklemmen dann klein ist, wenn die Last ein Widerstand, wie beispielsweise eine Lampe oder eine Heizvorrichtung, ist oder eine solche mit einem Leistungsfaktor 1, wohingen dann beim Starten oder Anlassen ein beträchtlicher besonders abrupter großer Spannungsabfall festgestellt wird, wenn die Last einen nacheilenden Phasenleistungsfaktor aufweist, wie dies beispielsweise bei einem Asynchronmotor oder einer Wechselstrom-Bogenschweißvorrichtung der Fall ist. Bei einem System dieser Art wird ein automatischer Spannungsregler (Regulator) verwendet, um den Spannungsabfall infolge von LastSchwankungen zu steuern, wobei aber dadurch nichtIt is known that in a motor-generator system with a synchronous generator, the voltage drop across the generator terminals is small when the load is a resistor, such as a lamp or heater, or one with a power factor of 1, where then a considerable, particularly abrupt, large voltage drop is detected when starting or starting, when the load has a lagging phase power factor such as an induction motor or an AC arc welder is the case. A system of this type uses an automatic voltage regulator (Regulator) used to control the voltage drop due to load fluctuations, but not thereby

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der abrupte große Spannungsabfall beim Start beseitigt wird.the abrupt large voltage drop at start-up is eliminated.

Im allgemeinen besteht die einzige Gegenmaßnahme bei diesem Problem in der Verwendung eines Motorgenerators mit einer Kapazität entsprechend dem Spannungsabfall beim Starten, was zu einer Erweiterung der Größe des Systems sowie erhöhten Kosten führt.In general, the only countermeasure to this problem is to use a motor generator with a capacity corresponding to the voltage drop at startup, resulting in an expansion in the size of the system as well as increased Costs leads.

Wenn beispielsweise in einem System mit einem Dreiphasen-Asynchronmotor als Last der Motor mit voller Spannung startet, so fließt ein Strom von nicht weniger als dem Sechsfachen der Motornennkapazität, so daß der Generator eine Kapazität von nicht weniger als dem Sechsfachen der Nennkapazität benötigt. Andernfalls erreicht der Abfall der Klemmenspannung nicht mehr als 70% des Nennwertes, was eine ausserordentlich schwierige Steuerung der anderen Einheiten des Systems, beispielsweise der elektromagnetischen Schalter, zur Folge hat. Bei Verwendung mit einem Startkompensator und dgl: fällt die Klemmenspannung in steigender Weise ab. Wenn beispielsweise der Startkompensator beim 65% Abgriff verwendet wird, so fällt die Klemmenspannung "Et" auf 0,455 Et (= Et χ 0,7 χ O,65) ab. Infolgedessen wird das Startdrehmoment weitgehend reduziert, da das Asynchronmotor-Drehmoment proportional zum Quadrat der angelegten Spannung ist, so daß das Anlegen des Motors strikt begrenzt ist.For example, if in a system with a three-phase asynchronous motor When the load starts the motor with full voltage, a current of not less than six times this flows the rated motor capacity, so that the generator has a capacity not less than six times the rated capacity needed. Otherwise the drop in the terminal voltage does not reach more than 70% of the nominal value, which is an extraordinary one difficult control of the other units of the system, such as the electromagnetic switches, has the consequence. When used with a start compensator and the like: the terminal voltage falls in an increasing manner. For example, if the start compensator is at 65% tap is used, the terminal voltage "Et" drops to 0.455 Et (= Et χ 0.7 χ 0.65). As a result, that will Starting torque largely reduced because the asynchronous motor torque is proportional to the square of the applied voltage, so that the application of the motor is strictly limited is.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein Startverfahren vorzusehen, welches den Abfall der Klemmenspannung auf ein Minimum in einem Motor-Generator-System reduziert, welches eine Last mit einem nacheilendeh Phasenleistungsfaktor besitzt. Die Erfindung bezweckt ferner, dieses Ziel zu erreichen, ohne die Größe eines Synchrongenerators zu erweitern, wobei das ganze System kompakt gehalten wird. Die Erfindung bezweckt ferner, das genannte Ziel durch einfachen Aufbau und geringe Kosten zu erreichen. WeitereThe present invention has set itself the goal of providing a starting method, which the drop in the terminal voltage reduced to a minimum in a motor-generator system that has a lagging phase power factor load owns. The invention also aims to achieve this goal without the size of a synchronous generator to expand, keeping the whole system compact. The invention further aims to achieve the said aim simple construction and low cost to achieve. Further

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Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.Advantages, objects and details of the invention result from the following description.

Ein wichtiger Teil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine zeitweise Last mit dem Synchrongenerator beim Start-Betrieb verbunden wird, um das Magnetfeld des Generators zu sättigen, worauf dann die inhärente oder innewohnende Last mit dem Generator verbunden wird, um die inhärente Last in Lauf zu setzen.An important part of the present invention is that there is an intermittent load on the synchronous generator during start-up operation connected to saturate the generator's magnetic field, whereupon the inherent or inherent load connected to the generator to start the inherent load.

Bei der vorliegenden Erfindung umfaßt oder ist der Wechselstrom-Generator ein Synchrongenerator und die Verwendung eines manuellen oder automatischen Spannungsreglers ist erforderlich. Es kann irgendeine Bauart eines Spannungsreglers verwendet werden, der einen Feldstrom an den Generator liefert, um das Startdrehmoment zu erhöhen, wenn die Klemmenspannung infolge der Last abfällt. Für diesen Zweck können Spannungsregler mit einem Verstärkungsgenerator, Magnetverstärker oder Thyristor verwendet werden.In the present invention, the alternating current generator includes or is a synchronous generator and the use of a manual or automatic voltage regulator is required. It can some type of voltage regulator can be used which supplies a field current to the generator to control the starting torque when the terminal voltage drops due to the load. For this purpose, voltage regulators with a gain generator, Magnetic amplifier or thyristor can be used.

Wenn die zeitweise Last mit dem Generator verbunden ist, so bewirkt sie den Abfall der Klemmenspannung ähnlich wie die inhärente Last, wobei Drossel, Widerstand und Halbleiter als zeitweise Last verfügbar sind. Im Motor bzw. Motor-Generator-System ist die Last im allgemeinen der Asynchronmotor, so daß die zeitweise Last bezüglich der Last einen nacheilenden Phasenleistungsfaktor besitzt.When the intermittent load is connected to the generator, it causes the terminal voltage to drop similarly to the inherent one Load, with inductors, resistors and semiconductors being available as temporary loads. In the motor or motor-generator system the load is generally the induction motor so that the intermittent load has a lagging phase power factor with respect to the load owns.

Insbesondere wird die zeitweise Last einen nacheilenden Phasenleistungsfaktor unter 100% Last oder unter verminderter Last aufweisen, und zwar bestimmt entsprechend dem beabsichtigten Anwendungsfall und der erforderlichen Kennlinien. Darüber hinaus kann die zeitweise Last in verschiedene Teile aufgeteilt sein, wobei diese Teile zum Erhalt des erforderlichen Werts in Reihe geschaltet sind.In particular, the intermittent load becomes a lagging phase power factor under 100% load or under reduced load, determined according to the intended one Application and the required characteristics. About that In addition, the temporary load can be divided into different parts, these parts being used to maintain the necessary Are connected in series.

Das Schalten kann durch verschiedene bekannte Schalter erfolgen, wobei aber -in diesem Fall erfindungsgemäß ein leichtes Überlappen zwischen der inhärenten Last und der zeitweisenThe switching can be done by various known switches, but in this case according to the invention an easy one Overlap between the inherent burden and the intermittent

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Last durchgeführt werden muß, d.h. die inhärente Last und die zeitweise Last werden derart geschaltet, daß beide mit dem Generator zur gleichen Zeit verbunden sind, und zwar von einem halben Zyklus bis zu einigen wenigen Zyklen bei der Wechselstromfrequenz oder von 0,01 bis 0,06 Sekunden bei der üblichen Netζfrequenz.Load must be carried out, i.e. the inherent load and the temporary load are switched in such a way that both with the Generator are connected at the same time, from half a cycle to a few cycles at the AC frequency or from 0.01 to 0.06 seconds at the usual net frequency.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Startverfahren kann der Klemmenspannungsabfall beim Startvorgang auf ein Minimum reduziert werden, ohne daß die Ausgangskapazität des Generators erhöht werden muß, was im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschrieben wird.According to the starting method according to the invention, the terminal voltage drop be reduced to a minimum during the starting process without having to increase the output capacity of the generator, which is described below with reference to FIGS.

Nimmt man an, daß der Einschaltstrom (Belastungsstrom) das Sechsfache des Nennstroms beim Start eines Asynchronmotors ist, so ist die einem Wechselstrom-Generator eingegebene Startkapazität oder Startleistung gleichzeitig die folgende:Assume that the inrush current (load current) is six times of the rated current when starting an asynchronous motor, then is the starting capacity entered into an alternating current generator or starting power at the same time the following:

Beim Vollspannungsstart des Asynchronmotors liegt 6 Mp vor, und beim Starten des Asynchronmotors mit verminderter Spannung unter Verwendung des Startkompensators mit 65% Abgriffseinstellung gilt folgendes:At full voltage start of the asynchronous motor there is 6 Mp, and when starting the asynchronous motor with reduced voltage using the start compensator with 65% tap setting the following applies:

6Mp χ O,65² = 2,54 Mp,6Mp χ 0.65 ² = 2.54 Mp,

wobei Mp = Asynchronmotorausgangsgröße ist und Gp = Wechselstrom-Generatorkapazität ist.where Mp = induction motor output and Gp = AC generator capacity.

Wenn daher die Wechselstromgenerator-Kapazität das 2,5-fache der Asynchronmotorkapazität ist, so ist unter Verwendung des Startkompensators mit 65% Einstellung das Startkapazitätsverhältnis das folgende:Therefore, when the alternator capacity is 2.5 times the induction motor capacity, using the Starting compensator with 65% setting, the starting capacity ratio is the following:

Startkapazitäts-Verhältnis = 2,54 Mp = 2,54 Mp = 1 (= 100%) Starting capacity ratio = 2.54 Mp = 2.54 Mp = 1 (= 100%)

²'⁵ ² ' ⁵

GpGp

Wenn die Wechselstromgenerator-Kapazität das 2,0-fache der Asynchronmotor-Kapazität ist, so ist das Startkapazitätsverhältnis = 2,54 Mp _ /nna-ϊ
2 Mp ~ ^1/3 (^13O%)'When the alternator capacity is 2.0 times the induction motor capacity, the starting capacity ratio = 2.54 Mp _ / nna-ϊ
2 Mp ~ ^1/3 ( ^13O%) '

und wenn schließlich die Wechselstromgenerator-Kapazität das 1,5-fache der Asynchronmotor-Kapazität ist, so ist dasand finally if the alternator capacity is 1.5 times the induction motor capacity, so it is

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Startkapazitätsverhältnis = 2,54 Mp ^1,7 ( = 170%). Starting capacity ratio = 2.54 Mp ^ 1.7 (= 170%).

1,5 Mp .1.5 Mp.

Fig. 1 zeigt die allgemeine Abfalltendenz der Klemmenspannung infolge des Einschaltstromes zum Generator beim Start, wenn die Last direkt mit dem Generator verbunden ist. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Klemmenspannung auf annähernd 77% abfällt, und zwar des Einschaltstromes entsprechend 50% Last der Generatorkapazität und einem Synchronreaktanzabfall entsprechend der Kurve ¹¹O-A"; der Abfall erfolgt hinunter auf annähernd 65% im Falle eines Einschaltstromes entsprechend 100% Last und einem Startkapazitätsverhältnis von 100%.Fig. 1 shows the general tendency of the terminal voltage to drop due to the inrush current to the generator at start-up when the load is directly connected to the generator. From Fig. 1 it can be seen that the terminal voltage drops to approximately 77%, namely the inrush current corresponding to 50% load of the generator capacity and a synchronous ^{reactance drop according to curve 11} OA "; the drop takes place down to approximately 65% in the case of an inrush current corresponding to 100 % Load and a starting capacity ratio of 100%.

Wenn im Gegensatz dazu gemäß der vorliegenden Erfindung der Magnetkreis des Wechselstromgenerators unmittelbar bevor dem Start der mit dem Wechselstromgenerator verbundenen Last gesättigt ist, so kann die Allgemeintendenz zwischen der Klemmenspannung und der Einschaltstromlast durch Fig. 2 dargestellt werden. Insbesondere gilt, daß dann, wenn die zeitweise Last zuvor mit dem Wechselstromgenerator über irgendeine Drossel (Reaktor), einen Widerstand, einen Halbleiter, usw., verbunden ist, sich die Kurven gemäß Fig. 2 ergeben. Beispielsweise bei 50% Last der Wechselstromgeneratorkapazität erfolgt der Betrieb bei dem Nennspannungspunkt "0" auf der 50%-Lastkurve, wie in Fig. 2 gezeigt. Unter dieser Bedingung steigt, wenn die 50% Last freigegeben wird, die Spannung augenblicklich auf einen Punkt "A" an und gelangt somit zur "keine-Last"-Kurve.In contrast, according to the present invention, when the magnetic circuit of the alternator is immediately before the Start the load connected to the alternator is saturated, so can the general tendency between the terminal voltage and the inrush current load can be represented by FIG. In particular, if the intermittent Load previously with the alternator via some reactor, resistor, semiconductor, etc., is connected, the curves of FIG. 2 result. For example, takes place at 50% load of the alternator capacity the operation at the rated stress point "0" on the 50% load curve as shown in FIG. In this condition, increases if the 50% load is released, the voltage instantly increases to a point "A" and thus arrives at the "no load" curve.

Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß bei der gleichen Nennspannung der Magnetsättigungsgrad unter 50%-iger Last größer ist als der auf der "keine-Last"-Kurve. Wenn ferner die Belastung mit 100% Last (statt Kapazitätsverhältnis von 100%) unter der gleichen Bedingung erfolgt, so steigt die Synchronreaktanz entsprechend einer Linie "B-C" von einem Punkt "A" auf der 50% Last-Kurve, wie in Fig. 2 gezeigt, während die Klemmenspannung längs einer Linie "O¹-D" entsprechend einerIn other words, this means that at the same nominal voltage, the degree of magnet saturation under 50% load is greater than that on the "no-load" curve. Furthermore, if the load is 100% load (instead of a capacity ratio of 100%) under the same condition, the synchronous reactance increases according to a line "BC" from a point "A" on the 50% load curve, as in FIG. 2 while the terminal voltage is shown along a line "O ¹ -D" corresponding to a

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Linie "B-C" abfällt und den Abfall bei 86% abstoppt. In ähnlicher Weise wird bei einem 130% Last-Start die Klemmenspannung auf annähernd 80% davon reduziert, und bei einem 170% Last-Start ?;ird die Klemmenspannung auf annähernd 7 8% davon reduziert. Beim Vergleich mit Fig. 1 erkennt man deutlich, daß der Abfall der Klemmenspannung in bemerkenswerter Weise vermindert wird.Line "B-C" drops and stops the drop at 86%. Similarly, for a 130% load start, the terminal voltage is reduced to approximately 80% of that, and for a 170% load start?; The terminal voltage is increased to approximately 7 8% of which reduced. When comparing with FIG. 1 it can be clearly seen that the drop in the terminal voltage is more remarkable Way is diminished.

Im folgenden ist eine Vergleichstabelle zwischen Fig. 1 und Fig. 2 angegeben:The following is a comparison table between Figs Fig. 2 indicated:

Wechselstrom-Alternating current Startkapazitats-Starting capacity KlemmenClamps gener atorkapaz i-generator capacity i- verhältnisrelationship spannungtension tätactivity Fig. 1Fig. 1 Gp = 2,5 MpGp = 2.5 Mp 100%100% 65%65% Fig. 2Fig. 2 Gp = 2,5 MpGp = 2.5 Mp 100%100% 86%86% (vorlie(present Gp = 2 MpGp = 2 Mp 130%130% 8O%8O% gende Ergende he Gp = 1,5 MpGp = 1.5 Mp 170%170% 78%78% findung)finding)

Dabei ist Gp = Wechselstromgenerator-Ausgangsgröße (KV )Where Gp = alternator output (KV)

Ά.Ά.

und Mp = Asynchronmotor-Ausgangsgröße (KW)and Mp = asynchronous motor output variable (KW)

Startkapazitätsverhältnis (Startleistungsverhältnis) = InduktionsmotorStartkapazität (Leistung) χ 100 Wechselstromgeneratorkapazität (Leistung)Starting capacity ratio (starting capacity ratio) = induction motor starting capacity (capacity) χ 100 AC generator capacity (capacity)

Die Angabe erfolgte, wenn ein Startkompensator mit 65% Abgriffseinstellung Verwendung findet. In der obigen Beschreibung wird nur das Anlegen einer zeitweisen Last von 50% unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert, es sei aber bemerkt, daß auch eine zeitweise Last von 75% oder 100% angelegt werden kann: In diesem Fall kann der Abfall der Synchronreaktanz des Wechselstromgenerators weiter beim Start des Asynchronmotors reduziert werden, auf welche Weise die Klemmenspannung des Wechselstromgenerators erhöht wird. Darüber hinaus kann im Fall der zeitweisen Last von beispielsweise 100% eine stufenweise Erhöhung - beispielsweise 3ü% und 70% - erfolgen,The specification was made when a start compensator with a 65% tap setting Is used. In the above description, only the application of a temporary load of 50% under Referring to Fig. 2, it should be noted that an intermittent load of 75% or 100% is also applied can: In this case, the drop in synchronous reactance of the alternator can continue when the asynchronous motor is started can be reduced, in which way the terminal voltage of the alternator is increased. In addition, can in the case of a temporary load of 100%, for example, a gradual increase - for example 3ü% and 70% - take place,

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um die Schwankung der Klemmenspannung unter Last zu reduzieren. to reduce the fluctuation of the terminal voltage under load.

Wie bereits beschrieben, wird gemäß der Erfindung die Klemmenspannung des Wechselstromgenerators annähernd 80%, wenn der Asynchronmotor unter Verwendung des Startkompensators mit der Generatorleistungsfähigkeit (Gp) von annähernd 2 Mp verwendet wird, wohingegen gemäß dem bekannten Startverfahren die Klemmenspannung 65% bei sogar einem Gp von 2,5 Mp wird. Infolgedessen wird das Klemmenspannungsverhältnis 80%/65% = 123% und das Kapazitätsverhältnis (Leistungsfähigkeitsverhältnis) wird 2 Mp/2,5 Mp = 80%, was es möglich macht, die Wechselstromgeneratorgröße um 20% zu vermindern, wobei die oben erwähnten hervorragenden Charakteristiken oder Kennlinien beibehalten werden. As already described, according to the invention, the terminal voltage of the alternator approx. 80% when the asynchronous motor using the start compensator with the Generator power capability (Gp) of approximately 2 Mp is used, whereas according to the known starting method the terminal voltage 65% at even a GP of 2.5 Mp. As a result, the terminal stress ratio becomes 80% / 65% = 123% and the capacity ratio (efficiency ratio) becomes 2 Mp / 2.5 Mp = 80%, which makes it possible to change the alternator size by 20% while maintaining the excellent characteristics mentioned above.

Der oben erwähnte geringere Abfall der Klemmenspannung bedeutet weniger Einfluß auf Lampenschaltungen und andere elektrische Einheiten, die durch den gleichen Wechselstromgenerator mit Leistung versorgt werden, was die Stabilität der Generatorleistungsversorgung sicherstellt.The smaller drop in terminal voltage mentioned above means less influence on lamp circuits and other electrical circuits Units powered by the same alternator, which increases the stability of the generator power supply ensures.

Das Startverfahren gemäß dem Stand der Technik ruft nicht nur den Synchronreaktan_zabfall infolge des Start-Einschaltstroms beim Wechselstromgenerator hervor, sondern auch die Verminderung der Motordrehzahl infolge des abrupten Bremseffekts, hervorgerufen durch den Einschaltstrom, was den Klemmenspannungsabfall am Wechselstromgenerator weiter fördert.The starting method according calls the prior art not only the Synchronreaktan _z drop due to the starting inrush current at alternator forth, but also the reduction of the engine speed as a result of the abrupt braking effect, caused by the inrush current, which promotes the clamping voltage drop across the alternator on.

Andererseits kann das erfindungsgemäße Startverfahren die magnetische Sättigung des Wechselstromgenerators vorsehen, was die Motorausgangsgröße erhöht und den Geschwindigkeitsabfall des Motors (Kraftmaschine) beim Start des Asynchronmotors vermindert .On the other hand, the starting method according to the invention can be magnetic Provide saturation of the alternator which increases the engine output and the speed drop of the motor (engine) when starting the asynchronous motor .

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a ~a ~

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der !Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:Preferred embodiments of the invention emerge in particular from the claims and from the description of exemplary embodiments with reference to the drawing; in the drawing shows:

Fig. 1 allgemeine Tendenzkennlinien eines Generators beim direkten Start einer Last;1 shows general tendency characteristics of a generator when a load is started directly;

Fig. 2 allgemeine Tendenzkennlinien eines Generators beim Start einer Last entsprechend dem erfindungsgemässen Startverfahren;2 shows general tendency characteristics of a generator when starting a load according to the invention Starting procedure;

Fig. 3-6 Schaltbilder von erfindungsgemäßen Motor-Generator-Systemen. Fig. 3-6 circuit diagrams of motor-generator systems according to the invention.

Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines mit voller Spannung startenden Asynchronmotors; Fig. 4 zeigt ein Schaltbild, welches den Drossel- oder Reaktor-Startvorgang des Asynchronmotors darstellt; Fig. 5 zeigt ein Schaltbild mit Kompensatorstartung des Asynchronmotors; Fig. 6 zeigt ein Schaltbild, welches das Starten mit Stern-Dreieck-Verbindung des Induktionsmotors (Asynchronmotors) darstellt.3 shows the circuit diagram of an asynchronous motor starting with full voltage; Fig. 4 shows a circuit diagram which the Represents throttle or reactor starting process of the asynchronous motor; Fig. 5 shows a circuit diagram with compensator start the asynchronous motor; Fig. 6 shows a circuit diagram showing the starting with star-delta connection of the induction motor (Asynchronous motor).

Fig. 3 zeigt ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Motor/Genrator-Systern, bei welchem der die Last bildende Asynchronmotor mit voller Spannung gestartet wird. Ein bei 11 dargestellter Synchrongenerator gehört zu einer dem Fachmann bekannten Bauart. Die Welle eines Motors (Kraftmaschine) 12 ist mit einem Feldpol (Anker) des Generators durch entsprechende mechanische Mittel in der Weise verbunden, daß sich der Feldpol (Anker) während des Drehens des Motors 12 verdreht,um so eine elektromotorische Kraft zu erzeugen. Die Ausgangsklemmen des Synchrongenerators sind über Leitungen 14 mit einem Schalter 15 verbunden, der über Leitungen 16 an einen Drehphasen-Asynchronmotor 17 angeschlossen ist.3 shows a motor / generator system designed according to the invention, in which the asynchronous motor forming the load is started with full voltage. One shown at 11 Synchronous generator is of a type known to those skilled in the art. The shaft of a motor (prime mover) 12 is connected to a field pole (armature) of the generator by appropriate mechanical means in such a way that the field pole (Armature) twisted while rotating the motor 12, so one to generate electromotive force. The output terminals of the synchronous generator are connected to a switch 15 via lines 14, which is connected to a rotary phase asynchronous motor 17 via lines 16.

Der Schalter 15 ist im wesentlichen ein bekannter Schaltungsunterbrecher mit geformtem Gehäuse und schützt den (Elektro-) Motor gegenüber KurζSchlußstrom und Überlastungsstrom.The switch 15 is essentially a well-known circuit breaker with a molded housing and protects the (electrical) Motor opposite short-circuit current and overload current.

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Ein automatischer Spannungsregler 18 bekannter Bauart korrigiert die Startkraft durch Regulierung des Erregerstroms in einer Feldwicklung 13 des Generators infolge der Änderung der Klemmenspannung in den Leitungen 14. Bei diesem System sind Batterien 19 mit einem Druckknopfschalter parallel zur Feldwicklung 13 geschaltet und sie dienen als Notleistungsversorgung dann, wenn beim Start des Generators kein Restmagnetismus in der Feldwicklung vorhanden ist.An automatic voltage regulator 18 of known type corrects the starting force by regulating the excitation current in a field winding 13 of the generator as a result of the change the terminal voltage in lines 14. In this system, batteries 19 are parallel with a push button switch connected to the field winding 13 and they serve as an emergency power supply when there is no residual magnetism when the generator is started is present in the field winding.

Leitungen 16 sind mit den Leitungen 21 parallelgeschaltet und mit einer zeitweisen Last 22 verbunden. Darüber hinaus sind die Leitungen 16 mit einem Schalter 23 verbunden, während die Leitungen 21 mit einem Schalter 24 in Verbindung stehen. Im normalen Zustand bleiben die beiden Schalter offen. Wenn sich ein Kontakt des Schalters 23 schließt, so ist der Motor mit dem Generator verbunden und dann, wenn sich ein Kontakt des Schalters 24 schließt, so ist die zeitweise Last mit dem Generator verbunden.Lines 16 are connected in parallel with lines 21 and connected to a temporary load 22. In addition, are the lines 16 are connected to a switch 23, while the lines 21 are connected to a switch 24. in the the two switches remain open in the normal state. When a contact of switch 23 closes, the motor is with connected to the generator and then, when a contact of the switch 24 closes, the temporary load is with the generator tied together.

Die zeitweise Last umfaßt eine Drossel (Reaktor) mit einem nacheilenden Phasenleistungsfaktor bezüglich des Leistungsfaktors beim Start des Motors.The intermittent load includes a reactor with a lagging phase power factor with respect to the power factor when starting the engine.

In diesem System ist ein Amperemeter 25 und ein Voltmeter mit den Leitungen 14 verbunden, um die Klemmenspannung zu überwachen.In this system, an ammeter 25 and a voltmeter are connected to lines 14 to provide the terminal voltage monitor.

Bei der obigen Anordnung beginnt der Anker des Generators 11 sich beim Start des Motors 12 zu verdrehen. Wenn zu diesem Zeitpunkt in der Feldwicklung Restmagnetismus vorhanden ist, so wird die Spannung in den Leitungen 14 erhöht. Gemäß der Erfindung werden dann, wenn das Voltmeter 26 die Nennspannung anzeigt, die Kontakte des Schalters 24 geschlossen, und die zeitweise Last 22 wird mit dem Generator verbunden. Der darauffolgende Spannungsabfall in den Leitungen 14 läßt die Erregerwicklung die erforderliche Strommenge an den automatischen Spannungsregler 18 liefern, auf welche Weise dieWith the above arrangement, the armature of the generator 11 starts to twist when starting the engine 12. If there is residual magnetism in the field winding at this point, so the voltage in the lines 14 is increased. According to the invention, when the voltmeter 26 is the rated voltage indicates the contacts of the switch 24 are closed and the temporary load 22 is connected to the generator. The following one Voltage drop in lines 14 leaves the excitation winding the required amount of current to the automatic Voltage regulator 18 provide how the

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elektromotorische Kraft am Generator erhöht wird. Wenn die Spannung an den Leitungen 14 bis zum Hennwert erhöht ist, so öffnet sich der Kontakt des Schalters 24 und derjenige des Schalters 2 3 schließt sich_? so daß der Motor mit dem Generator verbunden ist. Bei dieser Verbindung wird die zeitweise Last und der Motor derart geschaltet, daß beide erfindungsgemäß gleichzeitig mit dem Generator verbunden, sind, und zwar für mindestens O,QI bis 0^06 Sekunden oder 1/2 bis zu einigen wenigen Zyklen der Wechselstromfrequens. Daher kann der Start des Motors mit hoher Spannung durchgeführt werden und sodann wird die Lastschwankung mit dem automatischen Spannungsregler korrigiert, und zwar ähnlich dem bekannten System.electromotive force on the generator is increased. When the voltage on the lines 14 is to Henn value is increased, the contact opens the switch 24 and that of the switch 2 3 _closes? so that the engine is connected to the generator. In this connection, the temporary load and the motor are switched in such a way that, according to the invention, both are simultaneously connected to the generator, for at least 0.06 seconds or 1/2 to a few cycles of the alternating current frequency. Therefore, the engine can be started with a high voltage, and then the load fluctuation is corrected with the automatic voltage regulator similar to the known system.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen Schaltbilder, welche die erfindungsgemäßen Startverfahren des Asynchronmotors veranschaulichen, und zwar unter Verwendung der Drossel bzw. des Startkompensators bzw. der Stern-Dreieck-Verbindung, wobei sich diese Schaltungen von Fig. 3 unterscheiden.4 to 6 show circuit diagrams which the invention Illustrate starting procedures of the asynchronous motor using the throttle or the start compensator or the star-delta connection, these circuits differing from FIG. 3.

Fig. 4 zeigt zunächst das Schaltbild des Drosselstartverfahrens. Ein Starter 28 besitzt zwei Drosseln 28A und 28B, die jeweils parallel zu den Leitungen 16 geschaltet sind. Ein in Serie mit der Drossel 28B in der Zweigleitung liegander Schalter 28C wird derart betätigt, daß nur die Drossel 28A oder sowohl die Drossel 28A als auch die Drossel 28B mit den Leitungen 16 verbunden ist. Die zeitweise Last 22 ist eine Drossel mit einem Leistungsfaktor entsprechend demjenigen des Asynchronmotors beim Start. Wenn, wie bereits erläutert, die Nennspannung im Generator durch den den Generator antreibenden Motor erreicht ist, so läßt die zeitweise Last 22 einen Schalter 24 schließen und ist dadurch mit dem Generator verbunden. Wenn die Nennspannung wiederum in den Leitungen 16 erreicht ist, so werden die Schalter 24 und 23 mit der oben erwähnten Überlappungszeit geschaltet, so daß die Drossel 28B mit den Leitungen 16 verbunden ist, um den Motor 17 zu starten. Nachdem der Motor 17 die erforderliche Drehzahl erreicht hat, wird er durch Schließen des Schalters 28C in Betrieb gesetzt. Fig. 4 first shows the circuit diagram of the throttle starting method. A starter 28 has two chokes 28A and 28B which are each connected in parallel to the lines 16. A Switch 28C located in series with the throttle 28B in the branch line is operated in such a way that only the throttle 28A or both the throttle 28A and the throttle 28B are connected to the lines 16. The temporary load 22 is one Choke with a power factor equal to that of the asynchronous motor at start. If, as already explained, the Nominal voltage in the generator is reached by the motor driving the generator, the temporary load 22 leaves a Switch 24 close and is thereby connected to the generator. When the nominal voltage is again in the lines 16 is reached, the switches 24 and 23 are switched with the above-mentioned overlap time, so that the throttle 28B is connected to the lines 16 to start the engine 17. After the motor 17 has reached the required speed, it is started by closing the switch 28C.

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Fig. 5 zeigt ein Schaltbild gemäß welchem der Asynchronmotor unter Verwendung des Startkompensators startet. Ein Autotransformator (Spartransformator) 29A des Startkompensators 29 ist sterngeschaltet und besitzt einen 65%-Abgriff und einen 80%-Abgriff, wobei der erstere mit dem Motor verbunden ist. Ein Schalter 29B liegt in Serie zum Spartransformator 29A, während ein Schalter 29C parallel zum Spartransformator liegt. Wenn ein Schalter 29B schließt, wird bereits durch den Spartransformator reduzierte Spannung und ihre entsprechender Startstrom an den Motor 17 geliefert, während dann, wenn sich der Schalter 2 9B öffnet und der Schalter 29C schließt, eine höhere Spannung und Strom an den Motor 17 geliefert werden. Wenn in diesem System die Spannung auf den Leitungen 16 den erforderlichen Wert nach Betrieb des Generators erreicht, so schließt der Schalter 24 und die zeitweise Last 22 mit dem nacheilenden Phasenleistungsfaktor entsprechend dem Leistungsfaktor beim Start des Motors wird mit dem Generator verbunden. Der darauffolgende Spannungsabfall wird durch den automatischen Spannungsregler korrigiert und sodann schließt der Schalter 23 und der Schalter 24 öffnet sich mit der oben erwähnten Überlappungszeit, Gleichzeitig schließt sich der Schalter 29B und demgemäß startet der Motor. Nachdem die Drehgeschwindigkeit des Motors ansteigt, öffnet sich der Schalter 29B und der Schalter 29C schließt sich, was den Motor in seinen normalen Laufzustand bringt. .Fig. 5 shows a circuit diagram according to which the asynchronous motor starts using the start compensator. An autotransformer (Autotransformer) 29A of the start compensator 29 is star-connected and has a 65% tap and an 80% tap, the former being connected to the engine. A switch 29B is in series with the autotransformer 29A, while a Switch 29C is in parallel with the autotransformer. When a switch 29B closes, it is already through the autotransformer reduced voltage and its corresponding starting current are supplied to the motor 17, while when the switch is on 2 9B opens and the switch 29C closes, a higher voltage and current can be supplied to the motor 17. If in this System the voltage on lines 16 the required Value reached after operation of the generator, the switch 24 and the temporary load 22 closes with the lagging one Phase power factor corresponding to the power factor when the engine is started is connected to the generator. The following one The voltage drop is corrected by the automatic voltage regulator and then the switch 23 and the close Switch 24 opens with the overlap time mentioned above, At the same time, the switch 29B closes and accordingly starts the motor. After the rotation speed of the motor increases, switch 29B and switch 29C open closes, which brings the engine into its normal running condition. .

In Fig. 6 ist ein Schaltbild für den Fall gezeigt, wo der Asynchronmotor unter Verwendung der Stern-Dreiecks-Verbindung startet. Bei diesem System ist der Stern-Dreieicks-Schalter 31 derart vorgesehen, daß ein Schalter 31B mit der Wicklung des Asynchronmotors (Induktionsmotors) 17 sternverbunden ist, und ein Schalter 31A ist mit der Wicklung dreiecksverbunden. Wie oben erwähnt, schließt sich nach Betrieb des Generators der Schalter 24 und die zeitweise Last 22, die einen nacheilenden Phasenleistungsfaktor entsprechend dem Leistungsfaktor beim Start des Motors aufweist, ist mit dem Generator verbunden. Wenn die Generatorspannung wiederum mit dem automatischen Spannungsregler erhöht wird, so Öffnet sich der Schal-In Fig. 6 a circuit diagram is shown for the case where the asynchronous motor using the star-delta connection starts. In this system, the star-triangle switch 31 is provided such that a switch 31B is connected to the winding of the asynchronous motor (induction motor) 17 is star-connected, and a switch 31A is delta connected to the winding. As mentioned above, after the generator has been operated, the switch 24 and the temporary load 22, the one lagging behind, closes Having phase power factor corresponding to the power factor when the engine is started is connected to the generator. If the generator voltage is increased again with the automatic voltage regulator, the switch opens

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ter 24 und der Kontakt 31B des Schalters 31 schließt sich mit der oben erwähnten Überlappungszeit, wodurch ein mit verminderter Spannung erfolgender Start des Motors durchgeführt wird.ter 24 and contact 31B of switch 31 closes with it the above-mentioned overlap time, thereby reducing the The motor is started when the voltage is applied.

Nachdem die Drehgeschwindigkeit des Motors erhöht ist, öffnet sich der Kontakt 31B und der Kontakt 31A schließt sich, was den Motor in vollen Spannungsbetrieb bringt.After the speed of rotation of the motor is increased, the contact 31B opens and the contact 31A closes, which brings the motor to full voltage operation.

Zusammenfassend sieht die Erfindung also ein Startverfahren für Kraftmaschinen- oder Motor-Generatorsysteme vor, wobei die Erfindung bei Systemen mit einem Wechselstromgenerator als LeistungsVersorgung und Wechselstromausrüstung, insbesondere einer mit einem nacheilenden Phasenleistungsfaktor als Last, die Schwierigkeit beim Starten infolge des abrupten großen Spannungsabfalls an den Generatorklemmen eliminiert, ohne die Kapazität oder Leistung des Generators zu erweitern, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß zuerst mit dem Generator eine zeitweise Last mit einem nacheilenden Phasenleistungsfaktor verbunden wird, um das Magnetfeld des Generators zu sättigen, woraufhin dann die Last ihrerseits mit der Last zum Beginn des Laufs verbunden wird.In summary, the invention therefore provides a starting method for prime mover or motor-generator systems, where the invention in systems with an alternator as a power supply and AC equipment, in particular one with a lagging phase power factor as the load, the difficulty in starting due to the abrupt eliminates large voltage drops across the generator terminals without adding to the generator's capacity or output, according to the invention it is provided that first with the generator a temporary load with a lagging phase power factor connected to saturate the generator's magnetic field, whereupon the load in turn is connected to the Load is connected at the beginning of the run.

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Claims

AnsprücheExpectations

1.j Startverfahren für ein Kraftmaschinen- oder Motor- ^-eeneratorsystem mit einer Kraftmaschine oder einem Motor und einem durch Kraftmaschine oder Motor angetriebenen Synchrongenerator, gekennzeichnet durch einen manuellen oder automatischen Spannungsregler (18) für den Synchrongenerator, wobei ferner eine inhärente Last vorgesehen ist, und wobei der magnetische Kreis des Generators nur beim Start der inhärenten Last gesättigt wird, wodurch der Klemmenspannungsabfall an den Synchrongenerator reduziert wird beim Start der inhärenten Last, die mit dem Generator verbunden ist, und wobei die an die Last gelieferte Spannung erhöht wird.1.j Starting procedure for a prime mover or engine ^ generator system with a prime mover or a motor and a synchronous generator driven by a prime mover or motor, characterized by a manual one or automatic voltage regulator (18) for the synchronous generator, wherein an inherent load is also provided, and wherein the magnetic circuit of the generator is only activated at the start of the inherent load is saturated, whereby the terminal voltage drop to the synchronous generator is reduced at start-up the inherent load associated with the generator and increasing the voltage delivered to the load.

2. Startverfahren für ein Kraftmaschinen- oder Motor-Generator sys tem mit einer Kraftmaschine oder einem Motor, einem Synchrongenerator, der durch die Kraftmaschine oder den Motor angetrieben ist sowie mit einem manuellen oder automatischen Spannungsregler für den Generator und eine inhärente Last, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis des Generators gesättigt wird, und zwar durch Anschalten einer Drossel, eines Widerstands, eines Halbleiters od.dgl. als eine temporäre Last an den Generator, worauf die temporäre Last an die inhärente Last, beispielsweise einen Motor, angeschaltet wird, wenn die Klemmenspannung des Generators auf die Nennspannung reguliert ist.2. Starting method for a prime mover or motor-generator system with a prime mover or a motor, a synchronous generator driven by the engine or the motor, and a manual or automatic one Voltage regulator for the generator and an inherent load, in particular according to Claim 1, characterized in that that the magnetic circuit of the generator is saturated by switching on a choke, a resistor, a Semiconductor or the like. as a temporary load on the generator, whereupon the temporary load on the inherent load, for example a motor, switched on when the terminal voltage of the generator is regulated to the nominal voltage.

3. Startverfahren für ein Kraftmaschinen- oder Motorgeneratorsystem mit einer Kraftmaschine oder einem Motor, einem Synchrongenerator, der durch die Kraftmaschine oder durch den Motor angetrieben ist, eine manuelle oder automatische Spannungsreguliervorrichtung für den Synchrongenerator, einen Asynchronmotor und einen Starter für den Asynchronmotor, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Start des Asynchronmotors (17) der Magnetkreis des Generators gesättigt wird, und zwar durch Verbindung mit einem Reaktor, Widerstand/3. Starting method for an engine or motor generator system with a prime mover or a motor, a synchronous generator generated by the prime mover or is driven by the engine, a manual or automatic voltage regulator for the synchronous generator, an asynchronous motor and a starter for the asynchronous motor, characterized in that before the start of the Asynchronous motor (17) the magnetic circuit of the generator is saturated by connecting it to a reactor, resistor /

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Halbleiter od.dgl. als zeitweise Last für den Generator, worauf die zeitweise Last an den Starter und Asynchronmotor angeschaltet wird, wenn die Klemmenspannung des Generators auf die Nennspannung reguliert ist.Semiconductors or the like. as a temporary load for the generator, whereupon the intermittent load on the starter and asynchronous motor is switched on when the terminal voltage of the generator reaches the nominal voltage is regulated.

4. Startverfahren für ein Kraftmaschinen- oder Motor-Generator sys tem mit einer Kraftmaschine oder einem Motor, einem Synchrongenerator, der durch die Kraftmaschine oder den Motor angetrieben ist, gekennzeichnet durch eine manuelle oder automatische Spannungsreguliervorrichtung für den Synchrongenerator und eine inhärente Last mit einem nacheilenden Phasenleistungsfaktor beim Start, wobei vor dem Start der innewohnenden Last der Magnetkreis des Generators gesättigt wird, und zwar durch Verbindung mit einer zeitweisen Last mit einem nacheilenden Phasenleistungsfaktor bezüglich der inhärenten Last des Generators, und worauf dann von der zeitweisen Last auf die inhärente Last umgeschaltet wird, und zwar mit einer augenblicklichen Überlappungsverbindung zwischen der zeitweisen Last und der inhärenten Last, wenn die Klemmenspannung des Generators auf die Nennspannung reguliert wird.4. Starting method for an engine or motor generator system with a prime mover or a motor, a synchronous generator generated by the prime mover or the Motor is driven, characterized by a manual or automatic voltage regulator for the synchronous generator and an inherent load with a lagging phase power factor at start, being the inherent before start Load the magnetic circuit of the generator becomes saturated by connecting a temporary load with a lagging one Phase power factor related to the inherent load of the generator, and then from the intermittent load to the inherent Load is switched, with an instantaneous overlap connection between the temporary load and the inherent load when the terminal voltage of the generator is regulated to the rated voltage.

5. Startverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von der temporären Last auf die inhärente Last mit einer Überlappung von mindestens einem halben bis zu einigen wenigen Zyklen der Wechselstromfrequenz erfolgt.5. Starting method according to claim 4, characterized in that the switching from the temporary load to the inherent Load occurs with an overlap of at least one-half to a few cycles of the AC frequency.

6. Startverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweise Last eine Drossel ist.6. Starting method according to claim 5, characterized in that the intermittent load is a throttle.

7. Startverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Starter (28) zwei Drosseln (28A und 28B) parallel zu Leitungen (16) aufweist, wobei ein Schalter (28C) in Serie mit der Drossel (28B) liegt, und wobei die zeitweise Last (22) eine Drossel mit einem Leistungsfaktor entsprechend demjenigen des Asynchronmotors beim Start ist (Fig. 4).7. Starting method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the starter (28) has two chokes (28A and 28B) parallel to lines (16), a switch (28C) being in series with the choke (28B), and wherein the intermittent load (22) is a reactor having a power factor equal to that of the induction motor Start is (Fig. 4).

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8. Startverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß ein Spartransformator (29A) des Startkompensators (29) sterngeschaltet ist und ein Schalter (29B) in Serienschaltung und einen Schalter (29C) in Parallelschaltung mit dem Spartransformator (29A) aufweist, und wobei dann, wenn die Spannung auf den Leitungen (16) den erforderlichen Wert nach Betrieb des Generators erreicht, der Schalter (24) sich schließt und die zeitweise Last (22) mit einem nacheilenden Phasenleistungsfaktor entsprechend dem Leistungsfaktor beim Start des Motors mit dem Generator verbunden wird (Fig. 5).8. Starting method according to one or more of the preceding claims , characterized / that an autotransformer (29A) of the start compensator (29) is star-connected and a switch (29B) in series and a switch (29C) in parallel with the autotransformer (29A) , and when the voltage on the lines (16) reaches the required value after operation of the generator, the switch (24) closes and the intermittent load (22) with a lagging phase power factor corresponding to the power factor when starting the engine with the Generator is connected (Fig. 5).

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