DE117799C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

In vielen Betrieben mit mehrphasigen Wechselstrommotoren werden von den Motoren grofse Anzugskräfte verlangt. Triebmaschinen, welche für hohes Anzugsmoment gebaut sind, erfordern einen bedeutenden Magnetisiruhgsstrom und belasten daher das Netz sowohl bei normalem Gange wie besonders bei Leerlauf unnöthig stark mit wattlosen Strömen. Um diesen Uebelstand zu beseitigen, ohne das Anlaufsmoment und die Ueberlastungsfähigkeit der Triebmaschine herabzusetzen, wäre es vortheilhaft, den Magnetisirungsstrom in jedem Augenblick dem geforderten Drehmoment anzupassen. Nun ist das Anzugsmoment eines Inductionsmotors ebenso wie seine Leistung proportional dem Quadrat der zugeführten Spannung und der Magnetisirungsstrom ist direct proportional der Spannung.

Gemäfs vorliegender Erfindung werden unnöthig hohe wattlose Ströme dadurch vermieden, dass die dem Motor zugeführte Spannung selbstthätig der Belastung entsprechend geändert wird.

Fig. ι ist die schematische Darstellung einer Anordnung, durch welche dieses Ziel für einen Drehstrommotor erreicht wird. Die drei Phasen des Betriebsstromes werden durch die Leitungen abc in drei einspulige Transformatoren d ef geleitet, welche in Sternschaltung liegen. Je ein Theil der Windungen der drei Spulen ist an drei auf einem Kreisumfang angeordnete Sätze von Stromschlufsstücken angeschlossen, über welche der Hebel g streicht, von dessen drei Schleifstücken die Zuleitungen h i k zu den Klemmen des Motors gehen. Der Hebel g ist um den Punkt 0 drehbar und steht unter dem Einflüsse einer Feder / und einer Magnetisirungsspule m, welche auf die an einem der Hebelarme befestigte eiserne Nase η wirkt. Die Magnetisirungsspule m wird von einer oder mehreren Phasen des Drehstroms durchflossen. Die Anordnung ist so getroffen, dafs die Magnetisirungsspule m den Hebel g auf Stromschlufsstücke mit höherer Spannung zu stellen sucht, während die Feder / dem entgegen wirkt. Wenn der Motor vom Netz abgeschaltet ist, so ist die Spule m stromlos und der Hebel steht auf den Stromschlufsstücken niedrigster Spannung. Damit der beim Anlassen des Motors stets auftretende starke Stromstofs den Hebel g nicht plötzlich auf höchste Spannung einstellt, ist an dem Hebel in passender Weise ein Kolben u befestigt, der sich in dem Cylinder ν bewegt. Der Cylinder ν hat zwei Oeffnungen, eine kleine Oeffnung w am Boden und eine grofse Oeffnung χ in der Wandung. Geht der Hebel auf Stromschlufsstücke' höherer Spannung, so wird der Kolben aus dem Cylinder herausgezogen.

Wenn die Spule m stromlos ist, befindet sich der Kolben u zwischen Oeffnung χ und Cylinderboden; bei Leerlauf des Motors, also bei schwach erregter Spule m, steht der Kolben bereits auf der anderen Seite der Oeffnung x.

Wird nun der Motor ohne Last angelassen, so ist der kurz andauernde Stromstofs wegen des starken Widerstandes des Kolbens nicht im Stande, die Stellung des Hebels zu verändern. Wenn der Motor in Gang kommt, sinkt die Stromstärke in den Zuleitungen, die

stetig wirkende Anziehung der Spule m auf η zieht aber den Kolben aus dem Cylinder bis über die Oeffnung χ heraus. Alsdann vermag der Kolben der weiteren Bewegung des Hebels keinen Widerstand mehr entgegenzusetzen, und wenn der Motor belastet wird, so stellt sich der Hebel entsprechend der Stromstärke in den Zuleitungen auf bestimmte Stromschlufsstücke ein. Bei richtiger Abmessung aller Verhältnisse kann man erreichen, dafs in jedem Augenblick der Magnetisirungsstrom einen möglichst kleinen Werth besitzt.

Wird der Motor unter solcher Last angelassen , dafs er bei der niedrigen Anfangsspannung nicht angeht, so entnimmt er dem Netz dauernd einen starken Strom, der die Spule m erregt. Der Kolben u wird erst allmälig, dann schneller aus dem Cylinder herausgezogen, und damit steigt die Klemmenspannung des Motors, bis derselbe anläuft. Je mehr er sich dem Synchronismus nähert, desto weniger Strom wird dem Netz entnommen, die Feder / wird die Anziehung von m auf η überwinden, wodurch die Klemmenspannung und damit der Magnetisirungsstrom verkleinert wird.

Die Anordnung kann in mannigfacher Weise geändert werden. So kann die Spule m ebensowohl in einer der Leitungen α b c h i k wie im Nebenschlufs zu einer derselben liegen; auch können statt der einspuligen Transformatoren gewöhnliche Transformatoren mit Primär- und Secundärwickelung benutzt werden.

Eine zu schnelle selbstthätige Schaltung wird auch durch die in Fig. 2 dargestellte Anordnung vermieden. Hier wird der Hebel g durch einen Hülfsmotor^ bewegt, der durch den Schalter q an die Leitungen abc angeschlossen wird. Es sind zwei Sätze von Stromschlufsstücken rs für q vorgesehen. Wenn der Hauptmotor ausgeschaltet ist, wird q durch die Feder / auf den Stromschlufsstücken r gehalten. Bei dieser Lage des Schalters ist die Umlaufsrichtung des Hülfsmotors eine solche, dafs der Hebel g auf die Stromschlufsstücke niedriger Spannung eingestellt wird. Liegt der Schalter an s, so ändert sich die Drehrichtung des Hülfsmotors p. Die Stellung des Schalters q wird beeinflufst durch die Magnetisirungsspule m, welche auf den an q befestigten Eisenkern η wirkt. Die Spule m liegt in einer oder mehreren der Leitungen ab c hi k oder im Nebenschlufs zu einer oder mehreren derselben.

Ferner ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche in der Figur nicht angegeben ist. Diese bewirkt in bekannter Weise, dafs der Hebel g in seinen äufsersten Stellungen die Leitungen t oder y unterbricht, und zwar wird t unterbrochen, wenn der Hebel g auf höchste Spannung eingestellt ist, y dagegen, wenn er auf dem Punkte niedrigster Spannung steht.

Die Spannkraft der Feder / ist gegen die Anziehungskraft, welche in auf η ausübt, so abgeglichen, dafs der Schalter q auf den Stromschlufsstücken r aufliegt, so lange der Strom in den Zuleitungen unter der normalen Betriebsstärke bleibt. Erreicht er die normale Stärke, so wird q von r abgezogen und stellt sich zwischen r und s ein. Bei übernormaler Stromstärke in den Zuleitungen legt sich q gegen die Contacte 5.

Die Anordnung wirkt in folgender Weise: Wenn der Hauptmotor ausgeschaltet ist, so steht der Hebel g stets auf dem Punkt niedrigster Spannung, die Leitungeny sind unterbrochen, der Schalter q liegt an r. Wird der Hauptmotor eingeschaltet, so wird m stark erregt und zieht den Schalter q an die Stromschlufsstücke s. Der Hülfsmotor ρ wird durch die Leitungen t gespeist und dreht den Hebel g so, dafs die Spannung in h i k wächst. So bald der Hebel g auf dem Stromschlufsstück höchster Spannung angelangt ist, unterbricht er selbstthätig die Leitungen t; der Hülfsmotor ρ bleibt stehen.

Wenn nun der Hauptmotor in Gang kommt, so geht die Stromstärke in den Zuleitungen herunter, und zwar sinkt sie bei normaler Last unter den normalen Werth, da die Klemmenspannung des Motors übernormal ist. Der Schalter g wird durch den Hülfsmotor zurückgedreht, bis die Stromstärke in den Zuleitungen den normalen Werth besitzt. Alsdann wird q von r abgehoben und der Hülfsmotor ausgeschaltet. Bei Belastungsänderungen ändert sich die Stromstärke in der Spule m und der Schalter q spielt zwischen den Stromschlufsstücken s und r und regelt vermittelst des Hülfsmotors ρ und des Hebels g die Klemmenspannung des Hauptmotors und damit den Magnetisirungsstrom.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zur Vermeidung unnöthig starker Magnetisirungsströme in Inductionsmotoren, dadurch gekennzeichnet, . dafs nach Mafsgabe der vom Schlipf des Motors abhängigen Stromstärke in den Zuleitungen ein Spannungsregler bewegt wird, derart, dafs bei grofser Stromstärke in den Zuleitungen die Klemmenspannung des Motors erhöht, bei geringer Stromstärke erniedrigt wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs ein von einer Feder und einer der Stärke des Magnetisirungsstroms entsprechend erregten Magnetisirungsspule beeinfiufster Schalter die Umlaufsrichtung eines Hülfsmotors bestimmt, welcher einen Schalthebel bewegt, der die secundäre

   Windungszahl der Transformatoren, über die der Inductionsmotor gespeist wird, in passender Weise verändert.
   Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs ein die Spannung regelnder Schalthebel unter dem Einflufs einer Magnetisirungsspule steht, deren Erregung der Betriebsstromstärke proportional ist, in Verbindung mit einer aus Kolben und Cylinder bestehenden Dämpfung, derart, dafs an dem Cylinder zwei Oeffnungen so angebracht sind, dafs bei stromloser Magnetisirungsspule der von dem Kolben abgeschlossene Raum nur durch eine, und zwar kleine Oeffnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht, dafs aber schon bei leerlaufendem Motor der Kolben durch die auf den Hebel wirkende Magnetisirungsspule über die zweite gröfsere Oeffnung herausgezogen wird, so dafs der Bewegung des Schalthebels durch kurz andauernde Stromstöfse beim Anlassen des Motors ein grofser Widerstand entgegengesetzt wird, dafs aber während des Ganges des Motors die Einstellung des Hebels nicht verlangsamt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.