Anordnung an Drehstrommotoren mit über äußere Widerstände sich schließendem
mehrphasigem Sekundärstromkreis Maschinensätze, die durch Drehstrommotoren angetrieben.
werden, haben beute eine solche Größe erreicht, daß sie bei üblicher Bemessung mechanische
Dreheigenschwingungszahlen aufweisen in der Größenordnung von etwa zo Hz. Wenn nun,
der Drehstrommotor im Sekundärstromkreis unsymmetrische Phasenströme aufweist, so
pulsiert das Drehmoment des Motors, und es, können die Maschinensätze zu gefährlichen
Drehmomentschwingungen angeregt werden, sobald aus irgendeinem Grunde eine solche
Unsymmetrie im Betrieb auftritt. Da sich die Schwingungen nur im umlaufenden: Teil
ausbilden, können die Maschinen dadurch zerstört werden., ohne daß man die Schwingungen:
vorher bemerkt. Die Untersuchungen haben, gezeigt, da.ß bei Asynchronmotoren, deren
Schlupf mit Hilfe von Flüssigkeitswiderständen im Sekundärkreis geregelt wird,,
die Widerstände der einzelnen Sekundärphasen, durch Korrosion der Flüssigkeitselektroden.,
durch örtliche Änderungen des Leitwertes des Elektrolyten oder durch Verschlammen
der Gefäße des Flüssigkeitswiderstandes untereinander verschieden, werden. Dann
erzeugt der damit geregelte Motor ein periodisch schwankendes Drehmoment, das aus
Teilwellen, aufgebaut ist, die mit verschiedenem Vielfachen der Schlupffrequenz
pulsieren.Arrangement on three-phase motors with closing via external resistors
polyphase secondary circuit machine sets driven by three-phase motors.
prey have reached such a size that they are mechanical with normal dimensions
Torsional frequencies have in the order of magnitude of about zo Hz. If now,
the three-phase motor has asymmetrical phase currents in the secondary circuit, see above
the torque of the motor pulsates, and it, can dangerous machine sets
Torque oscillations are excited as soon as for some reason such
Imbalance occurs during operation. Since the vibrations are only in the revolving: part
train, the machines can be destroyed without affecting the vibrations:
noticed beforehand. The investigations have shown that with asynchronous motors, their
Slip is controlled with the help of fluid resistances in the secondary circuit,
the resistances of the individual secondary phases due to corrosion of the liquid electrodes.,
due to local changes in the conductivity of the electrolyte or due to siltation
of the vessels of the fluid resistance are different from one another. then
the controlled motor generates a periodically fluctuating torque, the
Partial waves, which are constructed with different multiples of the slip frequency
pulsation.
Durchläuft z. B. ein Motor für 5o Hz und 75o Umdrehungen pro Minute
Synchrondrehzahl
die Betriebsdrehzahl von 675 Umdrehungen pro Minute,
dann schwankt das Drehmoment mit dem Vielfachen der Sekundärfrequenz f2 = 5 Hz des
Läuferstromes.. Hat der Maschinensatz die mechanische Eigenfrequenz f m = io Hz,
so gerät die Teilwelle 2 f2 = io Hz hiermit in Resonanz, und sie kann den Läufer
zu so, hoher Drehschwingungsbeanspruchung bringen, daß die Welle nach einer gewissen
Anzahl von Drehzahlspielen bricht.Runs through z. B. a motor for 5o Hz and 75o revolutions per minute
Synchronous speed
the operating speed of 675 revolutions per minute,
then the torque fluctuates with a multiple of the secondary frequency f2 = 5 Hz of the
Rotor current .. If the machine set has the mechanical natural frequency f m = io Hz,
so the partial wave 2 f2 = io Hz gets into resonance with it, and it can the runner
to so, high torsional vibration stress that the shaft after a certain
Number of speed cycles breaks.
Gemäß der Erfindung wird eine derartige Gefährdung von Drehstrommotoren,
deren mehrphasige Sekundärwicklung über äußere Widerstände geschlossen ist, dadurch,
vermieden,, d.aß in den Sekundärstromkreis Anzeige- oder Schutzeinrichtungen eingeschaltet
sind, die bei einer un: symmetrischen Verteilung der Selsunäärströme auf die einzelnen
Phasen ausgelöst werden. Dadurch kann die Anlage vor den geschilderten Brüchen geschützt
und dadurch große Kapitalverluste und Betriebsunterbrechungen vermieden werden:.
An, sich ist es bereits bekannt, bei Drehs.trorn-Reihenschluß-Kollektormotoren den
bei Gefährdung des Motors (Stehenbleiben unter Last oder Durchgehen) auftretenden
Spannungsanstieg im sekundären Teil zum Abschalten des Motors zu benutzen. Ferner
ist es bekannt, zum selbsttätigen Außerbetriebsetzen von Wechselstromwicklungen'beim
Eintritt einer Störung in der Wicklung mit der Wechselstromwicklung eine Hilfswicklung
induktiv zu verketten und diese Hilfswicklung derart zu schalten, daß sie beim Auftreten
betriebsmäßiger Urisymmetrien an der Wechselgtromwicklung zum Abschalten dieser
Wicklung benutzt werden kann. Dia Erfindung bezieht sich demgegenüber ausschließlich
auf -das, besondere Problem des Schutzes eines Drehstrommotors. mit über äußere
Widerstände sich schließendem Sekundärstromkreis gegen die unsymmetrische Verteilung
seiner Sekundärströme auf die einzelnen: Phasen.According to the invention, such a risk of three-phase motors,
whose polyphase secondary winding is closed via external resistors, as a result,
avoided, i.e. switched on display or protection devices in the secondary circuit
are those with an un: symmetrical distribution of the Selsunäärcurrents on the individual
Phases are triggered. In this way, the system can be protected from the fractures described
and thereby avoiding large capital losses and business interruptions.
In and of itself, it is already known in the case of Drehs.trorn series-connection collector motors
when the engine is at risk (stalling under load or runaway)
Use the voltage rise in the secondary part to switch off the motor. Further
it is known to automatically put AC windings out of operation
Occurrence of a fault in the winding with the alternating current winding an auxiliary winding
to chain inductively and to switch this auxiliary winding in such a way that they occur when
normal operating symmetries on the alternating current winding to switch it off
Winding can be used. In contrast, the invention relates exclusively
- the special problem of protecting a three-phase motor. with about outer
Resistances of the closing secondary circuit against the asymmetrical distribution
its secondary currents to the individual: phases.
Die Schutzeinrichtung der Erfindung kann. in an sich bekannter Weise
ausgebildet sein, beispielsweise gemäß der Schaltung, wie sie im Heft 74 der »Elektrotechnischen
Zeitschrift« vom i. Januar 1953
auf S. i beschrieben ist. Dabei können von
dem Mehrphasensystem des Sekundärstromkreises .des Dreh strommotors bei einer unsymmetrischen
Verteilung der Sekundärströme auf die einzelnen Phasen diese Sekundärströme in ein
mitläufiges und in ein gegenläufiges symmetrisches Stromsystem aufgeteilt werden,
wobei das gegenläufige System die Urisymmetrie zum Ausdruck bringt. Andererseits
ist aber dem gegenläufigen Stromsystem eine Span. nung proportional, die (bei Drehstrom)
sich aus der vektoriellen Summe zweier Spannungen zusammensetzt, von denen die eine
dem Strom in der einen Drehstromphase, die zweite dem Strom in einer zweiten Phase
proportional ist. Außerdem. sind diese Spannungen gegenüber den zugehörigen Strömen
einmal um 30°, einmal um 9o° verschoben. Wenn, man. daher diesen Sekundärströmen
proportionale (z.B. von Stromwandlern gelieferte) Spannungen für die eine Phase
auf eine Kapazität (oder Induktivität) und, für die andere Phase auf eine Reihenschaltung
einer Induktivität und einer Kapazität und eines ohmschen Widerstandes schaltet,
so kann man. bei geeigneter Bemessung der genannten. Impedanzen. an einem Teil dieser
letzteren Reihenschaltung eine Spannung abgreifen, die gegenüber dem Sekundärstrom
um 30° in der Phase verschoben ist, während die Spannung an der anderem: Phase,
die auf einen Kondensator geschaltet ist, um 9o° gegenüber dem zugehörigen Sekundärstrom
verschoben ist. Die Reihenschaltung dieser beiden abgegriffenen Spannungen ist dann
dem ge:-genläuügen Stromsystem, also der Urisymmetrie im Sekundärstromkreis des
Drehstrommotors proportionaJ und kann eine Anzeige- oder Schutzeinrichtung betätigen.The protection device of the invention can. be designed in a manner known per se, for example in accordance with the circuit as described in issue 74 of the "Elektrotechnische Zeitschrift" from i. January 1953 on p. I. With an asymmetrical distribution of the secondary currents to the individual phases, these secondary currents can be divided into a concurrent and opposing symmetrical current system by the multi-phase system of the secondary current circuit. On the other hand, however, the opposing current system is a chip. voltage proportional, which (with three-phase current) is composed of the vector sum of two voltages, one of which is proportional to the current in one three-phase phase, the second is proportional to the current in a second phase. Aside from that. these voltages are shifted once by 30 ° and once by 90 ° compared to the associated currents. If. Therefore, voltages proportional to these secondary currents (e.g. supplied by current transformers) are switched to a capacitance (or inductance) for one phase and to a series connection of an inductance and a capacitance and an ohmic resistance for the other phase. with suitable dimensioning of the named. Impedances. on one part of this latter series circuit, tap a voltage that is phase shifted by 30 ° with respect to the secondary current, while the voltage on the other: phase, which is connected to a capacitor, is shifted by 90 ° with respect to the associated secondary current. The series connection of these two tapped voltages is then proportional to the general current system, i.e. the primary asymmetry in the secondary circuit of the three-phase motor, and can operate a display or protective device.