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Gleichlauf anordnung für Induktionsmotoren Es ist bekannt, Induktionsmotoren
dadurch im Gleichlauf zu halten, daß sie s.tänder- und läuferseitig miteinander
elektrisch verbunden werden. Bei Zurückbleiben oder Voreilen eines der Motoren fließen
zwischen ihnen. synchronisierende Ausgleichsströme. In der Nähe des Synchronismus
sind die Ausgleichsströme und das synchrone Moment am kleinsten. Wenn zur Synchronisierung
besondere mit den im Gleichlauf zu haltenden Motoren gekuppelte Hilfsmaschinen verwendet
werden, kann man diese gegen ihr Drehfeld laufen lassen und dadurch ihre Annäherung
an den Synchronismus vermeiden. Sind dagegen die im Gleichlauf zu 'haltenden Hauptmotoren
unmittelbar miteinander verbunden, so ist dieser Ausweg nicht gangbar. Nach der
Erfindung wird die der Gleichlaufhaltung nachteilige Annäherung an den Synchronismus
dadurch verhindert, daß die Motoren betriebsmäßig mit künstlich erhöhtem Schlupf
laufen. Dies kann mit verschiedenen Mitteln bewirkt werden.
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In Fig. r der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Schaltbild wiedergegeben, bei dem zur Schlupferhöhun:g Widerstände dienen. Die
beiden Motoren a und b sind parallel an das speisende Netz RSTO angeschlossen,
wobei zwei Ständerphasen u, v in V-Schaltung an die Netzphasen R und S geschaltet
sind, während die dritte Phase über einen Umschalter c je nach der gewünschten Drehrichtung
im einen oder anderen Sinn zwischen die dritte Netzphase T und die Nullleitung
ö
gelegt ist. Die Läufer',der beiden Motoren sind über die Schleifringe durch die
Synchronisierleitung d miteinander verbunden. An diese Leitung sind nach der Erfindung
über- -einen Schalter e Belastungswiderstände f angeschlossen, wodurch der Läuferkreis
beider Motoren im Dauerbetrieb belastet ist. Zur Erhöhung des synchronen Drehmomentes
können sowohl Ohmsche wie induktive Widerstände im Läuferkreis dienen.
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Nach der Erfindung können ferner die Motoren durch zusätzliche mechanische
Belastung, also durch äußere Bremsung, auf eine wesentlich unter dem Synchronismus
liegende Drehzahl abgebremst werden. Die Betriebsdrehzahl kann so z. B. .auf 2/3
der synchronen Drehzahl gehalten werden. Die. äußere Bremsung hat gegenüber der
Erhöhung des Läuferwiderstandes den Vorteil, daß die .Drehzahl weniger von Schwankungen
des Nutzdrehmomentes abhängig wird.
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Eine solche Abbremsung kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden,
daß die Motoren mit Luftflügeln gekuppelt werden, die ein mit der Drehzahl quadratisch
zunehmendes Bremsmoment entwickeln. Eine ähnliche Bremswi.rkung-hat eine elektrische
Wirbelstrombremse oder *elektrodynamische Bremse, z. B. in Form eines in einem Gleichstromfeld
drehbaren Kurzschlußläufers.
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Als weiteres Hilfsmittel für die Verbesserung des Gleichlaufs kann
die Ausbildung der Motordrehfelder als elliptische Drehfelder dienen. Dies ist in
einfacher Weise schon durch eine geeignete Bemessung der Motorwicklung zu erreichen.
Bei der in Fig. z dargestellten Schaltung werden beispielsweise die an den Umschalter
c angeschlossenen Phasenwicklungen derart entworfen, .daß der von ihnen erzeugte
magnetische Wechselfluß geringer ist, während die anderen Phasenwicklungen für einen
möglichst hohen Fluß bemessen sind. Der Motor führt also zwei zeitlich und räumlich
um 9o° versetzte und verschieden große Magnetflüsse. Das resultierende. elliptische
Drehfeld kann man in ein, mitläufiges, und ein gegenläufiges Kreis@drehfeld zerlegt
denken.
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Bei synchronem Lauf würde das mitläufige Drehfeld im Läufer zwar keine
Spannung mehr induzieren, jedoch schneidet das geigenläufige Drehfeld den Läufer
mit doppelter Drehgeschwindigkeit, so daß hierdurch ein nie Motoren, synchronisierende
Drehmoment entsteht. Eine andere Wirkung des gegenläufigen Drehfeldes ist die, daß
es eine zusätzliche Bremsung hervorbringt und so .den Schlupf vergrößert. Dies,
bewirkt wiederum; daß der mitläufige Fluß ebenfalls eine zur Synchronhaltung beitragende
Spannung im Läufer erzeugt.
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Bringt man zur Erzeugung des elliptischen Drehfeldes in der einen
Ständerachse einen großen und in der dazu senkrechten Ständerachse einen kleinen
Magnetfluß hervor, so wird die eine Wicklung von kleinem Strom durchflossen und
nicht voll ausgenutzt. Dies kann man vermeiden, wenn man in beiden zueinander räumlich
senkrechten Achsen angenähert gleich große Magnetflüsse 0, und erzeugt,-die jedoch
nach Fig. 2 zeitlich in der Phase nicht um,9o°, wie .es. ihrer räumlichen Lage entspricht,
sondern um einen kleineren Winkel verschoben sind. Man erhält dann ebenfalls verschier
dene Größen des gegen- und des mitläufigen Drehfeldes Og und 0m, wie Fig. 3 zeigt.
Ein derartiges Ausführungsbeispiel ergibt sich durch. Abänderung der Schaltung Fig.
z, indem die Wicklungsphase %ur, z nicht an die Spannung TO oder 0T,
sondern an die Spannung RD bzw. 0R angeschlossen wird. Die Flüsse in beiden Wicklungsteilen
sind also wie die Spannungen RS und R0 zeitlich um 3o° verschoben.
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Ein weiteres Mittel zur wirksamen Synchronisierung bildet die Einführung
einer fremden Frequenz oder der Frequenz 0, insbesondere in Form eines Gleichfeldes.
Ein solches erzeugt auch bei Synchronismus eine Läuferspannung, die den synchronen
Lauf fördert. Es bewirkt gleichzeitig eine vorteilhafte, zusätzliche Bremsung und
vergrößert den Schlupf, so daß auch das mitläufige Feld zum synchronen Lauf beiträgt.
Das Gleichfeld kann entweder nur während der Verstellung oder auch beim Auslauf
bz.w. dauernd vorhanden sein, wobei in den letzteren Fällen eine erwünschte zusätzliche
Bremsung während des Laufs vorhanden .ist. Auch hier kann ein elliptisches Drehfeld
vorteilhaft sein, wie es .durch die Schaltungen Fig.4 oder 5 erreicht wird.
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Nach Fig.4 sind in die Netzzuleitungen der Wicklungsphasen zt,
v .durch Widerstände r überbrückte Gleichrichter g eingeschaltet.
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Nach Fig. 5 liegt ein solcher Gleichrichter g mit Überbrückungswiderstand
r in einer Zuleitung zwischen. Wicklungsphase w, z und Umschalter c. Die
Schaltungen entsprechen im übrigen .der Fig. r mit der Änderung, daß die beiden
Wicklungsteile an die gegeneinander um 3o° phasenverschobenen Spannungen RS und
R0 angeschlossen sind. Als Gleichrichter dienen zweckmäßig Trockengleichrichterzellen
oder Sätze von solchen.
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Die Gleichrichter g können auch nach Fig. 6 über einen Wandler t fremdgespeist
sein. Die Widerstände r sind zweckmäßig regelbar.
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In der Schaltung nach Fig. 6 wird außerdem ein Teil des Läuferstromes
durch einen parallel zu einem Teil des Läuferwiderstandes f geschalteten Gleichrichter
g' gleichgerichtet. Dies erhöht die Bremswirkung und verkürzt den Auslaufweg der
Motoren. Nach dem Auslaufen stellen sich deren Läufer so ein, .daß der vom Gleichrichter
g' aufgenommene Strom praktisch null wird. Diese Stellung wird nur annähernd erreicht,
wenn zwischen den Läufern Reibungsmomente bestehen. Der Gleichrichter g' kann mittels
.des Schalters h ein-und ausgeschaltet werden. Sein Stromkreis kann auch über einen
mit dem Umschalter c gekuppelten Sehalter .geführt sein, der nur bei offenem Umschaltergeschlossen
äst, so däß die Bremswirkung nur bei abgeschalteter Wicklungsphase w, z möglich
ist.
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Es kann auch eine Gleichspannung aus einer fremden H,ilfsspannungsquelle,
z. B. einer Batterie, eingeführt werden, um insbesondere beim Wegfallen
der
Wechselspannung einen synchronen Auslauf zu ermöglichen.
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Die beschriebenen Mittel können miteinander in verschiedener Weise
kombiniert werden.