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Selbstanlaufender Synchronmötor Synchronmaschinen, die mit verschiedenen
Polzahlen betrieben werden sollen, erhalten im allgemeinen einen Volltrommelläufer
an Stelle eines Induktors mit ausgeprägten Polen. Die Wicklung wird dabei zweckmäßig
nach Art eines Gleichstromankers mit Zweilagenwicklung ausgeführt, und es wird beispielsweise
durch richtige Wahl des Schrittes für eine möglichst günstige Form der Amperewindungskurven
des Läufers gesorgt. Wenn die Maschine als Motor arbeiten und selbst anlaufen soll,
muß für den Anlauf eine Momentbildung zwischen dem beim Anlauf von der meist im
Ständer gelegenen Ankerwicklung erzeugten Felde und den in den Läuferwicklungen
verlaufenden Sekundärströmen möglich gemacht werden. Es ist üblich und bekannt,
dies mit Hilfe von Dämpferwicklungen zu erreichen, die normalerweise bei Maschinen
mit ausgeprägten Polen in .den Polschuhen angeordnet werden. Bei einem Volltrommelläufer
können die Nutenverschlußkeile als Dämpferwicklung dienen.
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Es ist auch bekannt, für den Zweck des Anlaufes die Erregerwicklung
selbst heranzuziehen, da so daß die Benutzung der Nutenverschlußkeile hierfür unnötig
wird. Es ist ferner auch bekannt, bei selbstanlaufenden, polumschaltbaren Synchronmotoren
die Hauptfeldwicklung als Anlaßwicklung zu benutzen. Schließlich sind auch polumschaltbare
Synchronmaschinen bekannt, die als Erregerwicklung eine Trommelwicklung besitzen.
Des weiteren wurden bereits Wicklungsanordnungen nach Art eines Gleichstromankers
benutzt, die beim Anlauf des Motors als mehrphasige Anlaufwicklung dienen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Trommelwicklung so auszugestalten,
daß sie bei polumschaltbaren selbstanlaufenden Synchronmotoren beim Anlassen als
Anlaufwicklung, im Betrieb aber, also bei Synchronismus, als
Erregerwicklung
dient. Hierzu werden bestimmte Zwischenpunkte der Induktorwicklung an mitumlaufende,
während des Anlaufes durch eine Vorrichtung kurzgeschlossene Kontakte angeschlossen,
die derart angeordnet. sind, daß die Induktorwicklung als mehrfach kurzgeschlossene
mehrphasige Anlaufwicklung wirkt.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung.
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Bei einem für lt verschiedene Polzahlen bestimmten Läufer mit nur
einer Wicklung ist diese in 2 (n-1) Gruppen zu unterteilen; der Läufer erhält also
2 # 2 (11-1 = 2n Schleifringe. Von Sonderschaltungen, bei denen diese Zahl noch
herabgesetzt werden könnte, wird hier abgesehen, da die der Erfindung zugrunde liegende
Lösungsidee für diese Schaltungen in gleicher .Weise gültig ist. Die praktische
Verwirklichung kann nun in der Weise durchgeführt werden, däß aus den Wicklungen
von richtig ausgewählten Punkten her Verbindungen zu mitumlaufenden Kurzschlußkontakten
geführt werden und daß diese Kontakte während des Anlaufes durch eine Kurzschlußvorrichtung,
wie sie von asynchronen Schleifringankermaschinen her bekannt ist, kurzgeschlossen
werden. Um den Übergang von der eigentlichen Anlaufschaltung in die Synchronisierschaltung
aufzuzeigen, ist in der Zeichnung eine derartige Schaltung angegeben. Es ist der
Läufer einer für zwei Polzahlen vorgesehenen Mäschine dargestellt. Die Wicklung
ist daher in zwei Hauptgruppen A und B
unterteilt, deren Enden an vier
Schleifringe R1 bis R4 herausgeführt sind. Diese vier Punkte sowie eine - an und
für sich beliebig wählbare - Anzahl anderer Punkte in der Wicklung, im gezeichneten
Beispiel sechs, sind an zehn Kurzschlußkontakte 1(1 bis 1(1o gelegt, welche durch
die von einem ferngesteuerten Hilfsmotor betätigte Kurzschlußvorrichtung K-1( kurzgeschlossen
werden können. Die Wickelgruppe B kann durch den Umschalter S1, der vor den Schleifringen
liegt, gegen die Gruppe A umgelegt werden. Die Polzahl der Induktorwicklung wird
daher durch die Stellung dieses Schalters bestimmt. Dieser Schalter S1 ist zweckmäßig
mit der Ständerschaltvorrichtung zu kuppeln oder zu verriegeln. Der Anker E der
Erregermaschine liegt in Reihe mit einem nicht eingezeichneten Widerstand, der für
den Anlauf unwesentlich ist, an einem der vier Schleifringe und am Schalter S1.
Das Feld F der ErregertnaschineE kann über einen Schalter S. und einen Regelwiderstand
r von einem 2#etz U aus erregt werden.
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Um anzufahren, werden zunächst der Umschalter S1 und der Ständerwicklungsumschalter
in die Stellung für die gewünschte Polzahl gebracht. Ferner ist Schalter S, offen
und der Kurzschließer I-K eingelegt. Dem Ständer der Maschine wird nun eine entsprechende
Spannung aufgedrückt, so daß die Maschine anläuft. Sobald sie in die Nähe des Synchronlaufes
gekommen ist, kann der Kurzschließer K-K geöffnet werden, da nunmehr der Strom über
den Erregeranker E sich einphasig schließen kann und weil die Gefahr, die
bekanntlich ein einphasiger Sekundärteil für die Momentbildung bedeutet, bei der
Drehzahl dicht unterhalb des Synchronismus nicht mehr besteht. Durch das Schließen
des Schalters S. und Regeln des Widerstandes r wird die Erregermaschine und damit
der Induktor erregt, so daß der Synchronisiervorgang eingeleitet ist.
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Wenn mit Rücksicht auf das zu überwindende Gegenmoment gegen eine
ausschließlich einphasige Anordnung der Sekundärwicklung Bedenken bestehen, kann
es zweckmäßig sein, die Dämpferwicklung nicht völlig fortzulassen, sondern sie in
einem geringen Ausmaße noch beizubehalten. Für die Wahl der kurzzuschließenden Wicklungspunkte
ist maßgebend, daß der Läufer während des Hochlaufens einen Mehrphasenstromkreis
zu bilden hat. Es sollen also die durch die Kurzschlußvorrichtung K-K kurzzuschließenden
Spannungen nicht sämtlich die gleiche Phase haben. Diese Bedingung muß bei allen
Polzahlen, bei denen der Anlauf erfolgen soll, erfüllt sein. Sie führt im allgemeinen
dazu, die Zahl der kurzzuschließenden Punkte möglichst groß zu machen. Das bedeutet
insofern keine wesentliche Erschwerung, als im allgemeinen der Strom je Kontakt
um so kleiner wird, je mehr die Zahl der Kontakte steigt. Eine zweite Bedingung
ist die, daß die Ströme ungleicher Zeitphase auf dem Läuferumfange möglichst gleichmäßig
verteilt sein sollen. Der Vorteil des selbstanlaufenden Synchronmotors nach der
Erfindung liegt vor allem darin, daß die während des Anlaufes in der Läuferanlaufwicklung
erzeugte Wärmemenge in der Erregerwicklung auftritt, die im allgemeinen ein vielfaches
Gewicht gegenüber dem der bekannten Dämpferwicklungen besitzt. Die thermische Belastbarkeit
der Maschine während des Anlaufs ist daher wesentlich vergrößert. Der Erfindungsgegenstand
ist natürlich auch dann anwendbar, wenn für jede Polzahl eine eigene Erregerwicklung
vorgesehen ist. In diesem Falle ist es am besten, die Kurzschlußkontakte jeder Erregerwicklung
so zu wählen, daß beim Anlauf mit der Polzahl p1 die Erregerwicklung der Polzahl
p2 kurzgeschlossen wird und als Anlaufwicklung für die andere Polzahl gilt, und
umgekehrt. Man benötigt dann natürlich zwei voneinander unabhängige Kurzschlußvorrichtungen.