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Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsregelung von Stromerzeugern
Beim Anlassen großer Asynchronmotoren . mit Kurzschlußläufern treten bekanntlich
erhebliche Spannungsschwankungen auf, die je nach dem Verhältnis von Generatorleistung
zur Anlaufrichtung des Motors verschiedene Werte annehmen und oft so groß sind,
däß sie zu erheblichen Betriebsstörungen Veranlassung geben können. Zur Behebung
dieser Spannungsschwankungen, die über das zulässige Maß hinausgehen, hat man bereits
vorgeschlagen, das Verhältnis von Generatorleistung zur Leistung des anzuschaltenden
Motors recht groß zu wählen. Dieser Vorschlag ergibt nun aber schon deshalb keine
vollständig brauchbare Lösung, da der plötzlich auftretende große Spannungsabfall
beim Einschalten des Motors bestehen bleibt, wodurch die auf eine gewisse Spannung
eingestellte Maschine erst nach dem Abklingen des Einschaltstromstoßes allmählich
auf die normale Spannung zurückkehren kann. Durch die Wahl eines-großen Verhältnisses
von Generatorleistung zur Motorleistung wird aber außerdem die Anlage erheblich
verteuert.
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Es ist nun bereits bekannt, gleichzeitig mit der Einschaltung eines
Motors oder etwas früher einen im Erregerkreis des Stromerzeugers oder im Erregerkreis
der Erregermaschine liegenden Widerstand kurzzuschließen. Durch diese Maßnahme wird
eine stoßartige Erregungssteigerung erzielt und so dem selbsttätigen Regler die
Einstellung der höheren Erregung erleichtert. Der Regler sucht jedoch dauernd den
normalen Spannungswert aufrechtzuerhalten, so daß unter Umständen, falls zwischen
der Stoßerregung und dem Einschalten des Motors eine zu lange Zeit verstreicht,
der Regler die durch das Kurzschließen des Widerstandes erzielte Erregungssteigerung
bereits wieder ausgeglichen hat, wenn der Motor eingeschaltet wird. Ferner müssen,
wenn beispielsweise drei Motoren vorhanden sind, welche häufig ein- und ausgeschaltet
werden, im Erregerkreis des Generators drei Widerstände vorgesehen werden. Diese
Widerstände verzehren natürlich erhebliche Energiemengen, so daß die Anlage, wenn
alle drei Motoren abgeschaltet sind, mit einem schlechten Wirkungsgrad arbeitet.
Außerdem 'ist es überaus- schwierig, die Ständerschalter der Motoren und die Schalter
zum- Kurzschließen der Widerstände so genau zeitlich nacheinander zu betätigen,
daß der gewünschte Erfolg eintritt.
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Durch die vorliegende Erfindung werden die Nachteile der bekannten
Einrichtungen durch eine Vorrichtung vermieden, die vor dem Einschalten des den
Einschaltstrom verursachenden Verbrauchers die Einstellung des Schnellreglers des
Stromerzeugers verändert.
Zur Einstellungsänderung wird zweckmäßig
ein der Spannungsspule =des Reglers vorgeschalteter Widerstand benutzt, welcher
nach der Einschaltung des Motors allmählich wieder kurzgeschlossen wird. Bei der
Einrichtung nach der Erfindung sind also die erheblichen Verluste in den Widerständen
vermieden bzw. auf einen vernachlässigbar kleinen Wert herabgesetzt. Außerdem ist
die Schwierigkeit der zeitlichen Schaltfolge vermieden, da die eingestellte Erregungssteigerung
nicht sofort selbsttätig wieder rückgängig gemacht wird, sondern bestehen bleibt,
bis der zuzuschaltende Motor eingeschaltet worden ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es ist i ein Generator, der auf das Netz 2 arbeitet, an welches der
Asynchronmotor mit Kurzschlußläufer 3 angeschaltet werden soll. q. ist ein Tirrillschnellregler,
der in bekannter Weise die Spannung des Drehstromgenerators i konstant hält. Der
Generator i wird hierbei von einer Erregermaschine 5 erregt, dessen Nebenschlußwiderstand
6 durch die Kontakte 7 des Tirrillsystems periodisch kurzgeschlossen wird. Die Spule
8 des Reglers ist an die Spannung des Netzes 2 angeschlossen. Der Spannungsregler
4 veranlaßt während des Regelvorganges die Einstellung der Netzspannung auf den
durch die Vorwiderstände 9 und io gegebenen Wert. Diese Widerstände ergeben beispielsweise
bei HintereinanderschaItung eine verkettete Spannung von P1 und bei Ausschalten
oder Kurzschließen des Widerstandes io eine Spannung P2. Da der von der Netzspannung
beeinfiußte Hebel i i des Tirrillreglers 4 immer einen durch die Größe der Vorschaltwiderstände
9 und io bestimmten Spannungswert am Hauptkontaktsystem 7 einstellt, so regelt der
Spannungsregler bei kurzgeschlossenem Widerstand io eine niedrige Spannung und bei
hintereinandergeschalteten Widerständen 9 und io eine hohe Spannung ein.
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Gemäß der Erfindung ist ein Relais 12 vorgesehen, das durch seinen
Ruhekontakt 25 (12) bei seinem Ansprechen den Widerstand io einschaltet und ihn
bei seinem Abfallen wieder kurzschließt. Das Relais 12 wird stets dann erregt, wenn
der Motor 3 eingeschaltet werden soll, und zwar wird das Kommando zum Einschalten
des Motors durch Drücken des Knopfes 13 gegeben, wodurch aber zunächst nicht der
Motor 3, sondern das Relais 12 eingeschaltet wird. Hierbei ist die Einrichtung so
getroffen, daß der Motor 3 erst eine kurze Zeit, nachdem das Relais 12 den Widerstand
io in Reihe mit dem Widerstand 9 an das Netz geschaltet hat, durch Einlegen des
Schalters i9 an das Netz gelegt wird. Der Druckknopfschalter 13 wird gegen den Druck
einer Feder .eingeschaltet und kehrt demzufolge nach Betätigung sofort in seine
Ruhestellung zurück. Im übrigen ist dabei die Anordnung .so getroffen, daß durch
eine kurze Tastung des Schalters 13 der gesamte Schaltvorgang ausgelöst wird. Durch
Schließen des Schalters 13 wird das Relais 12 zum Ansprechen gebracht gemäß folgendem
Stromlauf: Von Minus über Kontakt 13, Ruhekontakt 14 (z5) eines Relais 15,
Wicklung des Relais 12 nach Plus. Das Relais 12 spricht an und hält sich über den
Ruhekontakt 2i (2o) eines Relais 2o, seinen eigenen Kontakt 23 (12), nachdem es
auch seinen Kontakt 16 (12) geschlossen und seinen Ruhekontakt 25 (12) geöffnet
hat. Durch Öffnung des Ruhekontaktes 25 (i2) wird der Widerstand io eingeschaltet.
Dieses hat zur Folge, daß der Spannungsregler 4 dem Regler eine abgesunkene Spannung
vortäuschen wird, und der Regler 4 wird auf eine Spannungserhöhung hinarbeiten.
Durch Schließen des Kontaktes 16 (12) des Relais 12 werden zwei Zeitrelais 15 und
2o zum Anlaufen gebracht. Das Zeitrelais ist so eingestellt, daß es zuerst hochläuft.
Es schließt nach seinem Ansprechen seinen Arbeitskontakt 17 (15). Durch den Kontakt
17 (1s) wird ein Stromkreis für die Einschaltspule 18 des Schalters i9 geschlossen,
wodurch der Schalter i9 des Motors 3 eingelegt wird. Mittlerweile ist das zweite
Zeitrelais 2o hochgelaufen, das - gleichzeitig mit dem Zeitrelais 1s durch Schließen
des Kontaktes 16 (12) zum Anlaufen gebracht wurde. Dieses zweite Zeitrelais 2o,
dessen zeitliche Verzögerung so eingestellt ist, daß es entweder gleichzeitig mit
dem eigentlichen Einschalten des Schalters i9 oder wenig später zum Ansprechen kommt,
öffnet bei seinem Ansprechen seinen Ruhekontakt 21 (2o) . Hierdurch wird der Haltestromkreis
des Relais i2 unterbrochen und das Relais i2 wieder zum Abfallen gebracht. Dieses
hat einerseits zur Folge; daß der Widerstand 1o wieder kurzgeschlossen wird, und
andererseits, daß die Stromläufe für die Wicklungen der Zeitrelais 1s und 2o an
dem Kontakt 16 (12) wieder geöffnet werden. Die Zeitrelais 15 und 2o werden demzufolge
abfallen und Steuereinrichtung und Regler wieder in ihre Normal-bzw. Ruhestellung
zurückgeführt. Zur Speisung der Relais ist eine Hilfsstromquelle 24 vorgesehen.
Die Dauer der Ansprechverzögerung des Zeitrelais 15 ist so einzustellen, daß die
Erregung des Generators schon eine gewisse Spannungserhöhung herbeigeführt hat,
bevor durch Schließen des Kontaktes 17 (15) des Zeitrelais 1s der Schalter i9 eingelegt
wird. Die Ansprechzeit des Relais 2o ist so zu bemessen, daß das Kurzschließen des
Widerstandes
io durch den Ruhekontakt 25 (I2) des Relais 12, dessen Haltestromkreis durch das
Ansprechen des Relais 20 geöffnet wird, erst dann erfolgt, wenn die ersten Einschaltschwingungen
abgeklungen sind.