-
Vorrichtung zum selbsttätigen Anlassen von Synchronmaschinen, die
mit verminderter Netzspannung hochgefahren werden Um Synchronmaschinen in Betrieb
zu setzen und zum Zusammenarbeiten mit einem unter Spannung befindlichen Netz zu
bringen; geht man oft so vor, daß man die Maschine zunächst an verminderte Netzspannung
legt und sie durch eine Kä fiZwicklung oder einen Anwurfmotor auf Tourenzahl bringt,
worauf man nun die Maschine erregt und ihr die volle Netzspannung zuführt. Zur selbsttätigen
Umschaltung sowohl des Ankers der Synchronmaschine als, auch ihres Rotors hat man
verschiedene Relaiszusammenstellungen vorgeschlagen. Bei einer bekannten Schaltung
verwendete man g. B. für den ersten Schaltvorgang, die Anschaltung der Erregung,
ein Spannungsrelais an den Klemmen der mitanlaufenden Erregermaschine, für den zweiten
Vorgang, die Umschaltung auf volle Netzspannung, ein Stromrelais für den Erregerkreis
oder ein Zeitrelais. Die bisher bekannten Schaltungen haben im Betrieb noch nicht
allen Anforderungen entsprochen, @da das richtige Arbeiten der Schaltung ausschließlich
durch :das Ansprechen mehrerer Relais mit verschiedenen Ansprechstufen bedingt war.
-
Die Erfindung betrifft eine besonders zuverlässige Vorrichtung zum
selbsttätigen Anlassen von Synchronmaschinen, die mit verringerter Netzspannumg
'hochgefahren werden, wobei ihre Erregerwicklung geg,e'benenfalls über einen Widerstand
kurzgeschlossen. ist, und :die Erregerwicklung mit der mechanisch gekuppelten Erregennaschiile
abhängig von der Erregermaschinenspannung und vom Strom in ;der kurzgeschlossenen
Erregerwicklung verbunden wird. Außerdem wird die Synchronmaschine auf die volle
Netzspannung in Abhängigkeit von der Spannung der Erregermaschine selbsttätig angeschlossen.
Erfindungsgemäß wird die Umschaltung der Synchronmaschine auf die volle Netzspannung
in Abhängigkeit von der Spannung der Erregermaschine über ein -Spannungsrelais vorgenommen,
nachdem diese Spamnung unter Vermittlung eines Zeitrelais durch die zum Anschluß
der Erregerwicklung dienende Einrichtung erhöht worden war.
-
In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltung nach der
Erfindumg dargestellt.
-
Der Synchronmotor I o ist mit einer Erregermaschine I I gekuppelt;
die Synchronmaschine wird aus dem Wechselstromnetz I2
gespeist. Während des
Anlaufs wird den Synchronmotor I o eine verringerte Spannung
zugeführt..
Nachdem er bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit beschleunigt worden ist, kann
er ohne Schaden an die volle Netzspannung gelegt werden.
-
Während des Anlaufs liegt die Erregerwicklung 13 .der Maschine
i o in Reihe mit dem Widerstand 14, der Betätigungseule 15 des Feldrelais i 6 und
dem Kontakt i 7. In diesem geschlossenen Stromkreis fließt ein Strom infolge der
in der Erregerwicklung 13 durch das Ankerfeld der Synchronmaschine induzierten Spannung.
Ist der Läufer der Synchronmaschine auf annähernd synchrone Tourenzahl gebracht,
so sinkt die Größe des in dem beschriebenen Stromkreis fließenden Stromes, so daß
die Hubkraft der Spule 15 nachläßt und eine Aufwärtsbewegung des Kontaktträgers
des Feldrelais 16 gestattet.
-
Beim Anlauf liegt der Synchron.notor über die Schalter 19 und 2o und
den Autotransformator i 8 am Netz.
-
Die Arbeitstromkreise der Relais werden aus dem Transformator 2 i
gespeist, der an einer Phase des Netzes i 2 @ liegt. Um die Hilfsleiter an Spannung
zu legen, die die Relais speisen, muß zunächst das Niederspannungsrelais 22 in seine
Arb.eitstellung gebracht werden. Dies geschieht durch Schließen des Hauptschalters
23 und durch Drücken eines Anlaßdruckknopfes 24. Es entsteht dann ein Stromkreis
vom Transformator zi über den Hauptschalter 23, die Spule des Niederspannungsrelais
22, den Anlaßdruckkopf 24, Kontaktglied 25 des Relais 26, Leiter 27, Kontaktglied
28 des Relais 29, Leiter 3o, Kontaktglied 31 des Feldrelais 16, Leiter 32 zurück
zum Transformator 2i. Das Niederspannungsrelais 22 arbeitet nun und schließt dabei
über seine Kontakte 33 seinen Haltestromkreis. Es bleibt daher in der Arb.eitstellung,
unabhängig von der Stellung des Anlaßdruckknopfes und der Verriege-Iungskontakte
25, 28 und- 31.
-
Ein zweiter Stromkreis wird beint Arbeiten des Relais 22 geschlossen,
und zwar vom Transformator 2i über .den Hauptschalter 23, Leiter 34, Kontaktglied
35 des Relais 22, Leiter 36, Leiter 37, die Arbeitseule 52 des Schalters 19, Leiter
38 und 39 und zurück zum Transformator 21. Die Arbeitseule 52 erhält Strom und schließt
den Schalter i9.
-
Zugleich wird aber auch der Anlaßschalter 20 geschlossen; dessen Relais
erhält seinen Strom über Leiter 36, Leiter 4o, Leiter 41, Kontaktglied 42 des Betriebschalters
q.3., Leiter 44, Kontaktglied 45 des Relais 26, Leiter 46 und über @ Leiter 32 zurück
zu dem spannungführenden Leiter 39. Der Synchronmotor io liegt nunmehr über den
Autotransformator 18 mit verringerter Spannung am Netz. Wird nun der Synchronmotor
von Null bis zur synchronen Drehzahl beschleunigt, so steigt zugleich die in dem
Erregergenerator erzeugte Spannung von Null bis zu einem Höchstwert. Der remanente
Magnetismus der Erregermaschine i i reicht aus, um einen Erregerstrom in ihre Feldwicklung
48 zu schicken, bis schließlich die von der Erregermaschine i r erzeugte Spannung
genügend hoch ist, um das nach der Erfindung vorgesehene Feldrelais 16 in
Tätigkeit zu setzen.
-
Ein Stromkreis zur Steuerung .der Spule 57, die das Feldrelais 16
beeinflußt, entsteht vom Erregergenerator i i über Leiter 58, die Arbeitseule 57
Jes Relais 16, Leiter 59, Leiter 6o, Kontaktglied 61 des Detriebschalters 43 und
über Leiter 62 zu dem anderen Pol der Erregermaschine i i.Das Feldrelais i 6 kann
nun seine Kontakte nicht eher schließen, bis ,die Stärke und Frequenz des in der
über den Widerstand 16 ,geschlossenen Erregerwicklung 13 des Sync4ranmotors i o
fließenden Stromes, der durch die andere Arbeit-Spule 15 des Feldrelais 16 fließt,
so gering geworden ist, daß die Kraft der Spule 57 die Zugkraft der Spule 15 überwiegt.
Dies tritt dann ein, wenn der Synchronmotor mit annähernd 950/0 seiner Synchrontourenzahl
umläuft. Übt die vom Strom .durchflossene Spule 57 eine Zugkraft auf den Hebel des
Schalters aus, welche die von der Spule 15 ausgAibte überwiegt, dann wird das Feldrelais
16 in seine obere Lage bewegt. In diesem Augenblick wird die Erreger«@icklung 13
von dem Widerstand 14 getrennt.
-
Befindet sich nun der Kontaktträger des Feldrelais in der oberen Lage,
dann wird der Erregerwicklung 13 des Hauptmotors io über :die Kontakte 63 und 64
Spannung zugeführt.
-
`- Während des Anlaufs der Hauptmaschine io ist die Erregerwicklung
:18 des Erregergenerators i i in Reihe mit dem festen Widerstand 66 und .einem veränderlichen
Widerstand 56 geschaltet. Der Erregergenerator ist daher verhältnismäßig schwach
erregt, bis der Widerstand 66 durch die Kontakte 67 des Relais 29 kurzgeschlossen
ist. Das Arbeiten dieses Relais 29 hängt ab von dem Verzögerungsrelais 68.
-
Das Verzögerungsrelais 68 erhält Strom in der Arbeitstellung des Feldrelais
16, und zwar fließt dieser Strom vom Leiter 62 über Kontaktglied 69 des Betriebschalters
43, Leiter 70, die Arbeitseule des Verzögerungsrelais 68, Leiter 71, Kontaktglied
72 und über Leiter 65 zu dem Spannung führenden Leiter 58 zurück. Das Verzögerungsrelais
68 ist mit einer Dämpfungseinrichtung 73 versehen, so daß .eine bestimmte Zeit vergehen
muß, bis das Relais seine Kontakte schließt. In dieser
Zeit wird
die Erregung 13 der Synchronmaschine io von der durch Einschaltung des Widerstandes
66 geschwächten Erregermaschine i i gespeist.
-
Hat das Verzögerungsrelais nach Ablauf der vorgegebenen" Zeit seine
Kontakte geschlossen, dann fließt Strom durch die Arheitspule des Relais 29. Das
Relais 29 schließt die Kontakte 67 und überbrückt den Erregerwiderstand 66, so daß
nun die Erregerspannung der Maschine i i steigt. Das Relais 29 stellt sich gleichzeitig
einen Haltestromkreis über die dem Verzögerungsrelais parallel geschalteten Kontakte
7 5 her.
-
Der Erregergenerator i i speist durch die Leiter 4.9 und 5o auch das
Relais 26. Da dieses Relais ständig an den Klemmen des Erregergenerators liegt,
so hängt seilte Auslösung nur von der Größe der Erregerspannung ab..
-
Beim Ansprechen des Relais 26 wird der Steuerstromkreis des Anlaßschalters
20, :der über die Kontakte 45 führte, unterbrochen.. Zugleich wird aber durch die
Kontakte 5 i ein Stromkreis für das Relais 43 des Betrieb,-schalters geschlossen.
Die Synchronmaschine i o erhält nunmehr die volle Netzspannung.
-
Das Relais 26 ist so eingestellt, daß es durch die höchste Spannung,
die vor überbrückung des Widerstandes 66 vom Erregergenerator i i erzeugt wird,
noch nicht geschlossen werden kann. Die Umschaltung von Anlauf auf Betrieb kann
daher erst dann erfolgen, wenn der Motor bei niedriger Spannung die synchrone Drehzahl
erreicht hat, da das Feldrelais 16 den Stromkreis des Verzögerungsrelais 68 erst
schließt, wenn der Synchronmotor i o annähernd 95% seiner synchronen Drehzahl erreicht
hat.
-
Beim Schließen des Betriebs,chalters 43 wird .der Stromkreis der Arb.eitspule
des Verzögerungsrelais 68, der über den Kontakt 69 führte, unterbrochen, so d'aß
das Verzögerungsrelais in die offene Stellung zurückfällt. Die Unterbrechung der
Kontakte 61 übt jedoch weder ,auf das Feldrelais 16 noch das Relais 29 einen Einfluß
aus, .da deren Haltestrom durch einen Widerstand 76 weiterfließt, der parallel zu
den Kontakten 61 liegt. Der Widerstand 76 dient dazu, eine Beschädigung der Relaisspulen
beim Ansteigen der Erregerspannung zu vermeiden, da :diese Relais so gebaut sein
müssen, daß sie bereits bei einer niedrigen Spannung arbeiten.
-
Durch die Verriegelung der Schalter 2o und 43 ist es unmöglich, den
Schalter 20 zu schließen, wenn der Schalter 43 bereits geschlossen ist, und umgekehrt
den Schalter 43 zu schließen, bevor der Schalter 2o geöffnet ist. Die Verriegelung
verhindert einen Kurzschluß am Autotransformator während des Betriebes des Motors
io.