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Einrichtung zum Einschalten der Gleichstromerregung asynchron anlaufender
Synchronmaschinen Synchronmotoren oder Einankerumformer werden häufig in der Weise
angelassen, daß der Ständer mit seiner Wechselstromwicklung unter vorübergehender
Vorschaltung eines Widerstandes an die Wechsel- oder Drehstromspannung angeschlossen
wird, während die Gleichstromerregung des als Läufer ausgebildeten Induktorkörpers
noch nicht eingeschaltet ist. Da eine Kurzschlußwicklung auf dem Läufer vorhanden
ist, so laufen sie wie gewöhnliche Asynchronmotoren an. Sobald die Drehzahl etwa
die Nähe der synchronen Drehzahl erreicht, wird die Gleichstromerregung des Induktors
eingeschaltet und dieser von dem Drehfeld des. Ständers mitgenommen. Das maximale
Drehmoment, welches vom Ständer der Maschine auf den Läufer übertragen wird, pflegt
man als synchronisierendes Moment zu bezeichnen. Es hat sich. nun gezeigt, daß die
Größe dieses synchronisierenden Momentes beim Anlassen verschieden ist, j e nachdem
beim Einschalten der Gleichstromerregung des Induktors die von dem Wechselfeld in
der Erregerwicklung des Induktorkörpe7rs induzierte Wechselspannung der an die Erregerwicklung
angelegten Gleichspannung gleichgerichtet oder entgegengerichtet ist, d. h. ob diese
Spannung zu der an der Erregerwicklung angelegten Gleichspannung sich addiert oder
von ihr subtrahiert. Ist die Gleichspannung der in der Induktorwicklung durch das
Drehfeld induzierten Wechselspannung entgegengerichtet, so tritt, wie Versuche gezeigt
haben, einerheblicher Verfall des synchronisierenden Drehmomentes ein, was insbesondere
dann, wenn die Motoren unter Last laufen, sehr schädlich ist.
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Es ist nun bereits eine Einrichtung bekanntgeworden,- bei der die
Gleichstromerregung durch einen elektromagnetischen Umschalter in Abhängigkeit von
der Richtung der in der Erregerwicklung induzierten Spannung so eingeschaltet wird,
daß die Erregergleichspannung und die in der Erregerwicklung induzierte Wechselspannung
gleichgerichtet sind, d. h. sich addieren. Bei dieser bekannten Einrichtung ist
der elektromagnetische Umschalter mit zwei Erregerwicklungen ausgerüstet. Die eine
dieser Wicklungen hat eine große: Windungszahl und ist an eine fremde Gleichspannungsquelle
angeschlossen; die zweite Wicklung besitzt nur wenig Windungen und ist irn den Läuferkreis
der anzulassenden Asynchronmaschine eingeschaltet.-Das Einschalten der Gleichstromerregung
der
zu synchronisierenden Asynchronmaschine im richtigen Augenblick
wird bei der bekannten Einrichtung dadurch -ermöglicht, daß nur, wenn die beiden
Magnetspulen sich in ihrer Wirkung unterstützen, der Schalter gegen die Kraft :einer
Feder sich schließt. Diese bekannte Einrichtung ist insofern weniger vorteilhaft,
als der elektromagnetische Schalter mit zwei verschiedenen, von Gleich- und Wechselstrom
gespeisten Erregerwicklungen versehen sein muß und seine Kontakte unter einer Federspannung
gehalten werden.
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Gemäß der Erfindung kann die Einrichtung zum Einschalten der Gleichstromerregung
asynchron anlaufender Synchronmaschinen, bei denen die Gleichstromerregung durch
,einen elektromagnetischen Schalter in Abhängigkeit von der Richtung der in der
Erregerwicklung induzierten Spannung so eingeschaltet wird, daß Erregergleichspannung
und die in der Erregerwicklung induzierte Wechselspannung sich addieren, dadurch
vereinfacht werden, daß der Erregerstromkreis des elektromagnetischen Umschalters
mittelbar oder unmittelbar von einem Gleichrichter abhängig gemacht ist.
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Bei einer von Hand bedienten Einrichtung kann z. B. die Erregerspule
des die Gleichstromerregung des Synchronmotors steuernden elektromagnetischen Schalters
über einen Steuerschalter sowie .einen Gleichrichter an die Klemmen der Erregerwicklung
angeschlos. sen sein. Bei dieser Schaltung verhindert der Gleichrichter, daß von
Hand die Gleichstromerregung eingeschaltet werden kann, wenn die in der Erregerwicklung
induzierte Spannung der Gleichspannung entgegengerichtet ist. Der Gleichstromerregerschalter
ist also unmittelbar von dem Gleichrichter abhängig.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel, welches sich auf eine selbsttätige
Einrichtung bezieht, sei an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung ist die Schaltung einer Synchronmaschine mit einer
Einrichtung nach der Erfindung dargestellt. Mit to ist die Synchronmaschine, beispielsweise
:emi Synchronmotor, bezeichnet. i i bedeutet die dreiphasige Ständerwicklung, 12
die Erregerwicklung dies als Läufer ausgebildeten Induktorkörpers. Die Erregerwicklung
des Induktorkörpers wird bei normalem Betrieb, d. h. wenn die Maschine als Synchronmaschine
läuft, von einer Gleichstromquelle, die in der Figur nicht dargestellt ist, gespeist.
Mit 13 ist .ein Ständerschalter, beispielsweise ein ölschalter, bezeichnet, durch
den der Motor i o an ein Drehstromnetz angeschlossen wird. Der Schalter kann durch
einen Elektromagneten 14 eingeschaltet oder mit Hilfe zweier Druckknöpfe 15 und
16 aus der Ferne gesteuert werden. Die Anlaßvorrichtung besteht aus dem elektromagnetischen
Umschalter 18 sowie den beiden Relais 22 und 23, über deren in Reihe geschaltete
Kontakte der Erregerstromkreis 21 des Umschalters 18 geführt ist. Der Umschalter
hat drei Kontakte, von denen der eine, 2o, dazu dient, die Erregerwicklung 12 des
Induktors auf seinen Widerstand i g zu schalten. Dieser Widerstand ist zu Beginn
des Anlaßvorganges eingeschaltet. über die beiden anderen Kontakte 25 kann die Erregerwicklung
12 in bekannter Weise an die Gleichstromquelle angeschlossen werden.
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Das Relais 22 ist als Zeitrelais ausgebildet. Die Erregerwicklung
dieses Relais liegt an zwei Phasen der Ständerwicklung der Synchronmascbin.e i o.
Sobald der Schalter 13 eingeschaltet und die Ständerwicklung der Maschine
an Spannung gelegt ist, erhält das Relais 22 Spannung. Die vorher eingestellte Zeitverzögerung
ist so gewählt, daß die Drehzahl des Läufers der Maschine die Nähe der synchronen
Drehzahl erreicht, bevor die Kontakte des Relais geschlossen werden.
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Das Relais 23 ist an die Erregerwicklung 12 des Induktors angeschlossen,
und zwar über einen Gleichrichter 24 (Röhren- oder Trokkengleichrichter), welcher
nur die eine Halbwelle des von der Erregerwicklung 12 durch die Erregerwicklung.
des Relais 23 fließenden Wechselstromes umformt. Dadurch wird bewirkt, daß das Relais
23 nur in einem bestimmten Moment ansprechen kann, nämlich dann, wenn die in der
Induktorwicklung 12 induzierte Spannung der anzulegenden Gleichspannung gleichgerichtet
ist. Sobald die Relais 22 und 23 angezogen haben, fließt durch die Erregerwicklung
2 i des elektromagnetischen Umschalters 18 Strom, und der Umschalter i 8 schaltet
die Erregerwicklung i 2 auf die Gleichstromquelle um, so daß die Maschine als Synchronmotor
weiterläuft.
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Die Erfindung kann außer für Synchronmotoren mit Vorteil beim Anlassen
von Einankerumformern verwendet werden. Sie .ist in gleicher Weise anwendbar bei
Maschinen, bei denen die Wechselstromwicklung auf dem Läufer angeordnet und der
Induktorkörper als Ständer ausgebildet ist.