DE931542C - Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen - Google Patents

Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen

Info

Publication number
DE931542C
DE931542C DEF3394A DEF0003394A DE931542C DE 931542 C DE931542 C DE 931542C DE F3394 A DEF3394 A DE F3394A DE F0003394 A DEF0003394 A DE F0003394A DE 931542 C DE931542 C DE 931542C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
windings
winding
resistors
speed
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEF3394A
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre Letrilliart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Original Assignee
Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA filed Critical Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Application granted granted Critical
Publication of DE931542C publication Critical patent/DE931542C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
    • H02P25/20Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays for pole-changing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/12Asynchronous induction motors for multi-phase current
    • H02K17/14Asynchronous induction motors for multi-phase current having windings arranged for permitting pole-changing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)

Description

  • Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf die Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen durch Polumschaltung im Verhältnis 1:2, bei welcher die Regelung ohne Unterbrechung des Drehmoments mittels zweier Primärwicklungen verschiedener Polzahl erfolgt.
  • Im Falle von Asynchronmotoren mit Käfig oder Doppelkäfig kann die Regulierung ohne Unterbrechung mittels der bekannten Schaltung erreicht werden, bei der zwei Statorwicklungen benutzt werden, die während der Übergangsperiode in Reihe geschaltet sind, worauf dann die eine oder die andere dieser Wicklungen durch Kurzschluß außer Betrieb gesetzt wird. Diese beiden Wicklungen müssen derart beschaffen sein, daß jede Wechselwirkung der einen auf die andere verhindert ist, und zwar sowohl für die Grundwelle wie auch für ihre Harmonischen.
  • Da Käfigmotoren nicht verwendet werden können, wenn Maschinen mit großem Trägheitsmoment oder häufig anlaufende oder vor- und rücklaufende Maschinen anzutreiben sind, hat die vorliegende Erfindung die Anpassung solcher Polumsehaltvorrichtungen an Motoren mit gewickeltem Rotor zum Gegenstand.
  • Erfindungsgemäß kennzeichnet sich diese Regelung dadurch, daß die im Stern geschaltete Sekundärwicklung pro. Phase zwei dauernd in Reihe verbundene Teilwicklungen aufweist und die zugehörigen Widerstände in gleicher Weise geschaltet und gruppiert sind, wobei die End- und Mittelpunkte dieser beiden, durch die Sekundärwicklungen und Widerstände gebildeten Sterngruppen durch Ringe und Bürsten so verbunden sind, daß die Polumschaltung ausschließlich primärseitig erfolgt, während der Anlauf durch einen einzigen Anlasser gesteuert wird.
  • Die gemäß der Erfindung regulierbaren Motoren können getrennt oder zusammen mit Kollektormotoren verwendet werden. In letzterem Fall sieht die Erfindung einfache Mittel vor, die es gestatten, ohne Stromunterbrechung und ohne wesentliche Stöße von einem Motor auf den anderen überzugehen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung beschrieben.
  • Abb. I zeigt das Schema eines neuen Asynchronmotors mit in Reihe geschalteten Primärwicklungen und mit einem gewickelten Rotor, der sich automatisch den verschiedenen Polzahlen des Stators anpaßt; Abb. 2 und 3 stellen Teilschemas zur näheren Erläuterung dar; Abb. 4 zeigt eine regelbare Gruppe mit einem Kollektormotor und einem Motor gemäß der Erfindung; Abb. 5 stellt schematisch den Transformator eines Kollektormotors dar; Abb. 6 zeigt die gleiche Vorrichtung wie Fig. I in abgeänderter Form zur Reduzierung der Zahl der Rotorschleifringe; die Abb. 7 und 8 sind Schemas zur Erläuterung von Fig. 6.
  • In der Abb. I sind in den gestrichelten Rechtecken die Schaltungen eines Asynchronmotors mit gewickeltem Rotor dargestellt, der den durch das Netz L gespeisten Statur S und den Rotor R trägt. Jede Phase des Stators trägt je eine erste Wicklung S1, S2, S3 mit 4 p-Polen, die ein Drehfeld mit halber Drehzahl erzeugt, und in Reihe mit der ersten eine zweite Wicklung S1', S2', S3' mit 2 p-Polen, die ein Drehfeld mit voller Drehzahl erzeugt. Schließt man das dreipolige Schütz B1, B2, B3, so werden die Wicklungen S1', S2', S3' durch Kurzschluß überbrückt, und der Statur zeitigt 2 p-Pole. Während der Übergangsperiode sind die beiden Schütze A1, A2, A3 und B1, B2, B3, wie dargestellt, geöffnet, und der Statur S arbeitet im Augenblick gleichzeitig mit beiden Polzahlen.
  • Der Rotor R trägt zwei Wicklungen R1, R2, R3 und R1', R2', R3', die derart angeordnet sind, daß die verringerte Drehzahl der Reihenschaltung der Wicklungen R1, R1'; R2, R2'; R3, R3' entspricht und bei voller Drehzahl dieselben Wicklungen in Parallelschaltung arbeiten.
  • Zur Ausführung dieser Polzahländerung sind, wie in der Zeichnung dargestellt, drei mit den oberen Klemmen verbundene Schleifringe a vorgesehen, drei mit den mittleren Punkten jeder Phase verbundene Ringe b und der mit dem Sternpunkt des Rotors R verbundene Schleifring c.
  • Die Bürsten, die mit diesen Schleifringen arbeiten, sind entsprechend mit den Widerständen r1, r2, r3 und r1', r2', r3' verbunden, die auf die gleiche Art wie die Wicklungen angeordnet sind. Die dreipoligen Schütze M und N sind derart angeschlossen, daß sie die Ringe a bzw. die Ringe b, wie dargestellt, unter sich verbinden, während die unteren Enden der Wicklungen und Rotorwiderstände in c einen ständigen neutralen Punkt bilden.
  • Während des Laufs mit verringerter Drehzahl ist das Schütz B1, B2, B3 geschlossen, in jeder Rotorphase fließt der Strom in der Pfeilrichtung der Abb. 2 in Reihe durch seine beiden Wicklungen, z. B. durch R3 und R3', und seine beiden Widerstände r3' und r3. Die Verbindungen durch die Ringe b führen also keinen Strom; die Polzahl am Statur S und am Rotor R ist gleich 4 p. Ist die dieser Polzahl entsprechende normale Drehzahl erreicht, so kann das Schütz M geschlossen und dadurch der Rotor kurzgeschlossen und die Widerstände ausgeschaltet werden. Selbstverständlich kann die Ausschaltung der Widerstände, wenn gewünscht, auch nach und nach geschehen, d. h. in mehreren Stufen.
  • Um auf volle Drehzahl zu kommen, wird zunächst das Schütz B1, B2, B3 geöffnet und dann das Schütz A1, A2, A3 geschlossen; die unteren Statorwicklungen S1', S2', S3' erzeugen dann 2 p-Pole und ein schneller drehendes Feld. Die Rotorströme fließen dann in Richtung der Pfeile der Abb. 3, indem sie die zwei Wicklungen jeder Phase parallel durchfließen. Um die Widerstände auszuschalten, wird das Schütz N geschlossen. Dies kann auch, wenn gewünscht, in mehreren Stufen erfolgen.
  • Man sieht, daß die Steuerung, die in einer oder in mehreren Stufen geschieht, ohne Stromunterbrechung vor sich geht, d. h. ohne plötzliche Stromänderungen und ohne starke Änderungen des Drehmoments, wobei die Vorrichtung im vorliegenden Beispiel nur vier Schütze A, B, M, N hat.
  • Um eine ausgedehntere Geschwindigkeitsskala zu, erhalten und zur Erleichterung des Anlaufens kann der oben beschriebene Motor (oder eine seiner Ausführungsformen) zusammen mit einem Kollektormotor verwendet werden. In einer solchen Gruppe kann die Regulierung bei geringen Drehzahlen mit dem Kollektormotor und bei hohen Drehzahlen mit dem Asynchronmotor bewerkstelligt werden, wobei das Anlaufen und der Übergang von einem Motor auf den anderen allmählich und ohne Unterbrechung ebenfalls mittels Reihenschaltung der Staturen der beiden Maschinen geschieht.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Gruppe ist in der Abb. q. dargestellt, in der der Asynchronmotor mit seinem Statur S, seinem Rotor R und seinen Schleifringen a, b, c zu sehen ist, die mit Widerständen, z. B. nach Fig. i, verbunden sein können.
  • Der Ko.llektormotor besteht aus dem Statur s, dem Rotor r und dem Transformator T, dessen Primärspulen t1 mit s in Reihe geschaltet und dessen Sekundärspulen t2 mit den Kollektorbürsten verbunden sein können.
  • Beim Anlaufen der Gruppe steht der dreiphasige Zwciwegschalter P in seiner Zwischenstellung, und die Wicklungen S, t1 und s werden in Reihe vom Netz L gespeist. Dies begrenzt den aufgenommenen Strom und verringert die Spannung am Kollektor. Das Anlaufdrehmoment kann also von beiden Motoren zusammen geliefert werden.
  • Um den Kollektormotor allein laufen zu lassen, wird der Schalter P nach links umgelegt, wobei er den Asynchronmotor S-R kurzschließt.
  • Hat der Kollektormotor die gewünschte Drehzahl erreicht, so wird der Übergang zum Asynchronmotor durch Öffnen des Schalters P und Schließen des Schützes G, das s ausschaltet und einen neutralen Punkt zwischen t1 und s schafft, erreicht. Der Transformator T spielt also die Rolle einer Reihenreaktanz, die den Strom im Stator S beschränkt.
  • Ist die erste Drehzahlstufe des Motors S-R erreicht, so wird P nach rechts umgelegt, was in H den Sternpunkt des Stators S bildet. In gewissen Fällen kann es günstig sein, außer dem Schütz G (das die Primärwicklung s kurzschließt) auch ein Schütz F zu schließen (das die Sekundärwicklung r des Kollektormotors ebenfalls kurzschließt).
  • Die weitere Drehzahlsteigerung des Asynchronmotors kann gemäß Abb. 1 erreicht werden.
  • Abb. 4 zeigt ein Beispiel eines Kollektormotors mit Dreiphasenrotor ; aber selbstverständlich kann dieser Motor auch mit 4-, 6-, 9-, 12- usw. phasiger Sekundärwicklung ausgerüstet sein.
  • Abb. 5 stellt den Fall einer I2-Phasen-Transformatorsekundärwicklung dar, die z. B. aus einem sechsteiligen Stern X und zwei umgekehrten Dreiecken Y und Z besteht. Auf dem Teil a der Abb. 5 sind die folgenden Sekundärwicklungen zu sehen: Der Doppelstern X mit seinen Klemmen 1-7, 5-11 und 9-3, das erste Dreieck Y mit seinen Klemmen 2, 6, Io, das zweite Dreieck Z mit seinen Klemmen 8, 4, 12.
  • In dem Teil b der Abb. 5 sind die entsprechenden Verbindungen der zwölf Klemmen zu sehen. Die in Abb. 4 dargestellte Kurzschlußschaltung mittels des Dreipolschützes F kann also bei einem der Dreiecke 2-6-1o oder 8-4-12 ausgeführt werden.
  • In Abb. 6 ist eine abgeänderte Form der Abb. I dargestellt, die sich durch die folgende Anordnung unterscheidet: Einerseits bilden die Rotorwicklungen R1, R1'; R2, R2'; R3, R3' einen Sternpunkt N1, der nicht mehr mit dem getrennt liegenden Sternpunkt N2, der Rotorwiderstände r1, r1'; r2, r2'; r3, r3' verbunden ist; der Schleifring c der Abb. 1 fällt infolgedessen fort.
  • Andererseits ist jeder dieser Widerstände in mehrere Abschnitte unterteilt, z. B. in drei, und diese Abschnitte können mittels sechs Zweipolschützen C1, C2, C3; C1' C2' C3' stufenweise kurzgeschlossen werden. Selbstverständlich kann die Zahl der Abschnitte und der Schalter größer sein, um die Zahl der Anlaufstufen zu vergrößern.
  • Die Geräte A1, A2, A3 und B1, B2, B3 und die anderen Vorrichtungen zur Polumschaltung bleiben unverändert.
  • Mittels einer geeigneten Wahl des Magnetflusses und des Wicklungsschrittes im Rotor können die Rotorwiderstände derart gewählt werden, daß sie sowohl für Schaltung mit geringer Drehzahl wie auch für Schaltung mit voller Drehzahl verwendet werden können, und zwar sowohl für das Arbeiten mit konstantem Drehmoment wie auch für das Laufen bei konstanter Leistung.
  • In der Abb. 7 ist die Verteilung des Einphasenstroms des Rotors R in der Schaltung mit geringer Drehzahl gezeigt; Abb. 8 zeigt die Stromverteilung für die Schaltung mit volleer Drehzahl. Wie ersichtlich, schließen sich die Stromkreise zwischen den Phasen durch die beiden neutralen Punkte N1 und N2.
  • Zur Erläuterung der Arbeitsweise gemäß Abb. 6 sei als Beispiel das Anlaufen auf eine geringe Drehzahlstufe und das allmähliche Übergehen zur vollen Motordrehzahl beschrieben.
  • Zunächst wird das Schütz B1, B2, B3 geschlossen, was die Schaltung für geringe Drehzahl bewirkt. Die Rotorströme fließen nach Abb. 7 parallel durch die Reihenschaltung der Widerstände; dies ist die erste Anlaufstufe. Durch Schließen der- Schütze C C2' und C3' wird ein Teil der Widerstände kurzgeschlossen ; dies ist die zweite Stufe. Die dritte Stufe wird erreicht durch das Schließen der Schütze C1, C2, C3, die vierte durch das Schließen des Schützes M, wonach die Schütze C1, C2, C3; C1', C2', C3' geöffnet sind.
  • Nachdem auf diese Weise das Laufen ohne Widerstände bei geringer Drehzahl erreicht ist, wird das Schütz B1, B2, B3 geöffnet und A1, A2, A3 geschlossen, wobei die Polzahl nach den oben gegebenen Erläuterungen verringert wird. Die Rotorströme verteilen sich nach Abb. 8; sie durchfließen zunächst parallel die Gesamtheit der Widerstände, was die erste hohe Drehzahlstufe ergibt; das Schließen zunächst der Schütze C1', C2', C3' und dann der Schütze C1, C2, C3 liefert zwei weitere Stufen; schließlich. gibt das Schließen des Schalters N die letzte Stufe ohne Widerstände.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE; i. Drehzahlregelung von Asynchro.nmaschinen durch Polumschaltung im Verhältnis 1:2 ohne Drehmomentunterbrechung mittels zweier während der Umschaltperiode vorübergehend in Ruhe geschalteter Primärwicklungen verschiedener Polzahl, dadurch gekennzeichnet, daß die im Stern geschaltete Sekundärwicklung pro Phase zwei :dauernd in Reihe verbundene Teilwicklungen aufweist und die zugehörigen Widerstände in gleicher Weise geschaltet und gruppiert sind, wobei die End- und Mittelpunkte dieser beiden, durch die Sekundärwicklungen und Widerstände gebildeten Sterngruppen durch Ringe und Bürsten so verbunden sind, daß die Polumschaltung ausschließlich primärseitig erfolgt, während der Anlauf durch einen einzigen Anlasser gesteuert wird.
  2. 2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ß der Anlasser den beiden Drehzahlen der Maschine durch entsprechende Wahl der Wicklungsschritte und der magnetischen Flüsse angepaßt ist.
  3. 3. Regelung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Asynchronmaschine ein Kollektormotor zugeordnet ist, welcher eine durch einen Mehrphasentransformätor gespeiste Primärspule trägt, wobei die eine Wicklung dieses Transformators mit den Bürsten des Kollektormotors verbunden ist und die andere mit der Primärwicklung der Asynchronmaschine in Reihe liegt.
DEF3394A 1948-08-03 1950-09-27 Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen Expired DE931542C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR931542X 1948-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE931542C true DE931542C (de) 1955-08-11

Family

ID=9454204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEF3394A Expired DE931542C (de) 1948-08-03 1950-09-27 Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE931542C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3107654C2 (de) Teilwicklungsschaltung zum Anfahren eines Drehstrommotors
DE931542C (de) Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen
DE1095932B (de) Wechselstrommotor mit mehrpoliger Laufwicklung und Bremswicklung
DE280052C (de)
DE407846C (de) Verfahren zum Anlassen eines Drehstromasynchronmotors
DE1021945B (de) Verfahren zum Anlassen von Asynchron- oder asynchron anlaufenden Synchronmotoren
AT152497B (de) Verfahren und Schaltung zum Betrieb von aus einem Einphasennetz gespeisten elektrischen Lokomotiven.
DE323542C (de) Anordnung zur Kaskadenschaltung von polumschaltbaren Mehrphasenmotoren
DE636833C (de) Einphaseninduktionsmotor mit magnetischem Nebenschluss an den Statorpolen
DE2530259C3 (de) Drehzahlstellbare Anordnung mit einem Einphasen-Komutatormotor
DE589482C (de) Verfahren zum Anlassen von Induktionsmotoren, insbesondere Doppelmotoren
DE588304C (de) Einrichtung zum Anlassen von Kaskadenumformern und anderen in Kaskade geschalteten elektrischen Maschinen
DE421525C (de) Einrichtung zum Steuern mindestens eines Mehrphasenmotors mittels eines zur Umwandlung von Einphasenstrom in Mehrphasenstrom dienenden Phasenumformers
DE250727C (de)
DE830977C (de) Ein- und mehrphasige Frequenz- und Phasenwandlergruppe
DE829332C (de) Anordnung zur Regelung der mehrphasigen Ausgangsfrequenz von umlaufenden Umformergruppen, die von einem einphasigen Strom gespeist werden
DE263695C (de)
AT82741B (de) Synchronmaschine.
DE437343C (de) Kaskadengeschalteter Motor fuer synchronen Lauf
DE633052C (de) Schaltung zur Widerstandsbremsung von laeufergespeisten Mehrphasennebenschlussmotoren mit doppeltem Buerstensatz
DE386325C (de) Mehrphasenwechselstrommaschine mit polumschaltbarer Staenderwicklung und gleichstromgespeistem Laeufer
DE190888C (de)
DE590740C (de) Anordnung zum Anlassen und Regeln von laeufergespeisten Drehstrom-Nebenschluss-Kommutatormotoren
DE461748C (de) Verfahren zur Drehzahlregelung eines mit umschaltbarem Zwischentransformator ausgeruesteten Drehstrom-Reihenschluss-Kollektormotors
AT92002B (de) Einrichtung zum Anlassen von Induktionsmaschinen.