DE1074742B

DE1074742B - Slow running asynchronous motor

Info

Publication number: DE1074742B
Application number: DENDAT1074742D
Authority: DE
Inventors: Jeumont Pierre Letrilliart (Frankreich)
Original assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Current assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Publication date: 1960-02-04

Description

Langsam laufender Asynchronmotor Für gewisse Anwendungen der Asynchronmotoren ist es erforderlich, sehr kleine Geschwindigkeiten erhalten zu können, die sowohl für positive als auch für negative Drehmomente z. B. etwa 1 % der synchronen Geschwindigkeit betragen.Slow running asynchronous motor For certain asynchronous motor applications it is necessary to be able to obtain very small speeds that both for positive and negative torques e.g. B. about 1% of the synchronous speed be.

Es ist bekannt, zu diesem Zweck den Ständer des Motors mit Gleichstrom zu speisen. Um die gefährlichen Drehmomentunterbrechungen zu vermeiden, die bei der Anwendung dieses Verfahrens auftreten können, wenn von einer Schaltung zu anderen übergegangen wird, ist ein Motor vorgeschlagen worden, der zwei getrennte Ständerwicklungen mit verschiedener Polzahl und zwei Läuferwicklungen trägt.It is known for this purpose the stator of the motor with direct current to dine. To avoid the dangerous torque interruptions that occur with Applying this procedure can occur when moving from one circuit to another is passed, a motor has been proposed which has two separate stator windings with different numbers of poles and two rotor windings.

Die Erfindung gestattet die Anpassung der Gleichstromspeisung an eine besondere Bauart der Asynchronmotoren gemäß dem Hauptpatent. Diese Motoren besitzen zwei Ständerwicklungen mit verschiedenen Polzahlen und einen Läufer mit zwei Gruppen von Wicklungen, der so ausgelegt ist, daß er sich an die verschiedenen Polzahlen anpaßt.The invention allows the adaptation of the direct current supply to a special design of asynchronous motors according to the main patent. These engines own two stator windings with different numbers of poles and a rotor with two groups of windings, which is designed in such a way that it adapts to the various numbers of poles adapts.

Insbesondere gestattet die Erfindung die Steuerung und Regelung derartiger Motoren derart, daß für beide Läuferrichtungen jeweils die besten Antriebs- und Bremscharakteristiken ausgewählt werden können, wobei die Geschwindigkeiten auch in der Nähe des Stillstandes für beliebige Werte des Drehmoments, sei dies negativ, positiv oder Null, fein eingestellt werden können.In particular, the invention allows the control and regulation of such Motors in such a way that the best drive and Braking characteristics can be selected, with speeds as well near standstill for any torque value, be this negative, positive or zero, can be fine-tuned.

Erfindungsgemäß ist ein langsam laufender Asynchronmotor nach Patent 931542 mit zwei Ständerwicklungen mit dem Polverhältnis 1 :2 und einer in Stern geschalteten Läuferwicklung, die pro Phase zwei in Reihe geschaltete Teilwicklungen aufweist, wobei die zugehörigen Widerstände in gleicher Weise geschaltet und gruppiert sind, so daß die Läuferwickhing sich selbsttätig an die Polzahländerung anpaßt, gekennzeichnet durch eine derart überlagerte, in an sich bekannter Weise zur Bremsung dienende Gleichstromerregung von mindestens einer Ständerwicklung, daß die resultierenden Kennlinien für den Motor- und den Bremsbetrieb durch Regelung von positiven und negativen Drehmomenten durch Steuerung der Läuferwiderstände, der Gleichstromerregung und der Ständerschaltung erhalten werden.According to the invention is a slow-running asynchronous motor according to the patent 931542 with two stator windings with a pole ratio of 1: 2 and one in star connected rotor winding, the two partial windings connected in series per phase having, the associated resistors switched and grouped in the same way so that the rotor winding automatically adapts to the change in the number of poles, characterized by such a superimposed, in a known manner for braking serving direct current excitation of at least one stator winding that the resulting Characteristic curves for motor and braking operation by controlling positive and negative torques by controlling the rotor resistances, the direct current excitation and the stator circuit can be obtained.

Nachstehend sind eine Ausführungsform der Erfindung und ihre Steuerung unter- Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.Below are an embodiment of the invention and its control explained by way of example with reference to the drawing.

In Fig. 1 sieht man die Schaltung des in Frage kommenden Motors nach dem Hauptpatent. Er besitzt zwei Ständerwicklungen S und S', welche im normalen Betrieb von einer Mehrphasenleitung L gespeist werden. Es sei angenommen, daß S der größeren synchronen Geschwindigkeit und S' einer kleineren synchronen Geschwindigkeit des Motors entspricht, wobei diese beiden Wicklungen durch vielpolige Schalter E bzw. F angeschlossen werden.In Fig. 1 you can see the circuit of the motor in question the main patent. It has two stator windings S and S ', which are normal Operation from a polyphase line L are fed. Assume that S. the larger synchronous speed and S 'a smaller synchronous speed of the motor, these two windings by multipolar switch E or F can be connected.

Die Läuferwicklung besteht in bekannter Weise aus zwei Gruppen von Wicklungen. Die Gruppe R ist durch die Schleifringe und Bürsten a mit einer Gruppe von regelbaren Widerständen y verbunden, während die Gruppe R' durch die Schleifringe und Bürsten b mit -einer Gruppe von regelbaren Widerständen verbunden ist.The rotor winding consists in a known manner of two groups of Windings. The group R is through the slip rings and brushes a with a group connected by adjustable resistors y, while the group R 'through the slip rings and brush b is connected to a group of adjustable resistors.

Die beiden Gruppen, die einen einzigen Läuferwiderstand bilden, werden durch Schalter c, M und N gesteuert. Bei Untersuchung der Arbeitsweise eines derartigen Motors nach dem Hauptpatent stellt man fest, daß z. B., bei alleiniger Erregung der Wicklung S' unter Erzeugung einer großen Polzahl und einer kleineren synchronen Geschwindigkeit die beiden Teile R und R' der Läuferwicklung in Reihe arbeiten, wobei der Schalter M am Ende des Anlaßvorgangs geschlossen wird. Wenn die Wicklung S allein im Betrieb ist, wobei eine kleine Polzahl und eine größere synchrone Geschwindigkeit hergestellt wird, arbeiten die beiden Teile R und R' parallel, wobei der Schalter N am Ende des Anlaßvorgangs geschlossen wird. In den beiden Fällen erfolgt das Anlassen durch die allmähliche Kurzschließung der Gruppen y und r' mittels der bei c dargestellten Schalter.The two groups that form a single rotor resistance are controlled by switches c, M and N. When examining the operation of such a motor according to the main patent, it is found that, for. B., with the sole excitation of the winding S 'while generating a large number of poles and a lower synchronous speed, the two parts R and R' of the rotor winding work in series, the switch M is closed at the end of the starting process. When the winding S alone is in operation, with a small number of poles and a greater synchronous speed being established, the two parts R and R 'work in parallel, the switch N being closed at the end of the starting process. In both cases, starting takes place by gradually short-circuiting groups y and r ' by means of the switch shown at c.

Während des Übergangs von einer Geschwindigkeit zur anderen arbeiten die beiden Wicklungen S und S' in an sich bekannter Weise gleichzeitig, was ein Arbeiten des Motors ohne Unterbrechung seines Drehmoments gestattet.Work during the transition from one speed to another the two windings S and S 'simultaneously in a manner known per se, which allows the motor to work without interrupting its torque.

Um einen derartigen Motor bei Motorbetrieb und bei Bremsbetrieb mit äußerst kleinen Geschwindigkeiten laufen zu lassen, ordnet man ihm gemäß der Erfindung einen Schalter D zu, welcher gestattet, die eine seiner Ständerwicklungen mit einem Gleichstrom zu speisen, dessen Regelung mit der Änderung des Läuferwiderstands geeignet kombiniert wird. Es sei angenommen, daß, wie dargestellt, nur die Wicklung S' für die größere Geschwindigkeit in der angegebenen Weise durch Gleichstrom gespeist wird.In order to use such a motor during motor operation and during braking operation to run extremely low speeds, one assigns him according to the invention a switch D to which allows one of its stator windings with a To feed direct current, whose regulation is suitable with the change of the rotor resistance is combined. It is assumed that, as shown, only the winding S 'for the higher speed fed by direct current in the specified manner will.

Fig. 2 erläutert an Hand von Kennlinien die erfindungsgemäß kombinierte Geschwindigkeitsregelung. Die Kurven 1 und 2 stellen für einen gewissen Wert der Widerstände r und r' die positiven Antriebsmomente in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit n dar. Die Kurve 1 entspricht der Wicklung S' mit z. B. vier Polen und der synchronen Geschwindigkeit ns; die Kurve 2 entspricht der Wicklung S mit z. B. zwei Polen und der synchronen Geschwindigkeit 2ns. Mit +Cn und -Cn sind die normalen Werte des positiven oder negativen Drehmoments des Motors bezeichnet.2 explains the speed control combined according to the invention with the aid of characteristic curves. Curves 1 and 2 represent the positive drive torques for a certain value of the resistances r and r ' as a function of the speed n. The curve 1 corresponds to the winding S' with z. B. four poles and the synchronous speed ns; the curve 2 corresponds to the winding S with z. B. two poles and the synchronous speed 2ns. + Cn and -Cn denote the normal values of positive or negative torque of the motor.

Die Kurve 3 gibt das Bremsmoment an, welches mit den obigen Widerständen bei einer gewissen Erregung einer der beiden Ständerwicklungen, z. B. der Wicklung S, mit Gleichstrom erhalten wird, d. h. wenn die Maschine teilweise als Wechselstromerzeuger arbeitet. In diesem Fall ist das resultierende positive Moment gleich der Differenz der Ordinaten der Kurven 2 und 3; man erhält somit die Kurve 4, welche zeigt, daß die Maschine als Motor mit sehr kleiner Geschwindigkeit läuft. Man sieht dabei, daß die Maschine eine genau bestimmte Leerlaufgeschwindigkeit besitzt, was für gewisse Anwendungen sehr wichtig ist, insbesondere bei Hebezeugen, wo eine große Stabilität erforderlich sein kann. Die Regelung erfolgt durch die Einwirkung auf die Widerstände und auf die Gleichstromerregung, wodurch eine weitgehende Grob- und Feinregelung erzielt wird.The curve 3 indicates the braking torque, which with the above resistances with a certain excitation of one of the two stator windings, z. B. the winding S, is obtained with direct current, i.e. H. when the machine is partially used as an alternator is working. In this case the resulting positive moment is equal to the difference the ordinates of curves 2 and 3; curve 4 is thus obtained, which shows that the machine runs as a motor at a very low speed. You can see that the machine has a precisely determined idle speed, what for certain Applications is very important, especially in hoists, where there is great stability may be required. The regulation takes place through the action on the resistors and to the DC excitation, which allows for a large degree of coarse and fine control is achieved.

Wenn der so gespeiste Motor mit negativer Geschwindigkeit und einem negativen Moment arbeiten soll, z. B. beim Herablassen einer Last, wird das Bremsmoment, welches z. B. durch die mit Gleichstrom erregte Wicklung S erzeugt wird, durch die Kennlinie 5 dargestellt, und das resultierende Drehmoment entspricht der Differenz der Ordinaten der Kurven 5 und 2. Diese Differenz wird durch die Kurve 6 dargestellt. Der Verlauf von 6 hängt ebenfalls von dem Wert der Widerstände, von der Gleichstromerregung und von der Wahl der Ständerwicklung ab. Hieraus ergibt sich, daß z. B. die Kennlinie für das Herablassen einer Last in gewünschter Weise durch die kombinierten Regelungen in weiten Grenzen genau und mit großer Stabilität eingestellt werden kann.If the motor fed in this way at negative speed and a negative moment should work, z. B. when lowering a load, the braking torque, which z. B. generated by the excited with direct current winding S, by the Characteristic curve 5 shown, and the resulting torque corresponds to the difference the ordinates of curves 5 and 2. This difference is represented by curve 6. The curve of 6 also depends on the value of the resistors, on the DC excitation and on the choice of stator winding. It follows that, for. B. the characteristic for lowering a load in the desired manner through the combined controls can be set precisely and with great stability within wide limits.

Es ist noch zu bemerken, daß der Energieverbrauch bei der oben beschriebenen gemischten Speisung für kleine Geschwindigkeit geringer ist als bei den üblichen Gegenstromschaltungen. Ferner besitzen, wie bereits oben ausgeführt, die neuen Schaltungen genau bestimmte Geschwindigkeiten bei dem Drehmoment Null, d. h. während des Leerlaufs.It should also be noted that the energy consumption in the above-described mixed feed for low speed is lower than usual Countercurrent circuits. Furthermore, as already stated above, the new circuits have precisely determined speeds at zero torque, d. H. while idling.

In dem zwischen der sehr kleinen Geschwindigkeit und der kleineren synchronen Geschwindigkeit liegenden Bremsbereich kann die Regelung dadurch erfolgen, daß die Maschine als Wechselstromerzeuger auf Widerstände arbeitet, wobei es genügt, durch Offnung des Schalters E die Wechselstromspeisung auszuschalten.In the one between the very low speed and the lower synchronous speed braking range, the control can be done by that the machine works as an alternating current generator on resistors, whereby it is sufficient, switch off the alternating current supply by opening switch E.

Claims

PATENT CLAIM: Slow running asynchronous motor according to patent 931 542 with two stator windings with a pole ratio of 1: 2 and one connected in star Rotor winding that has two series-connected windings per phase, with the associated resistors are connected and grouped in the same way, see above that the rotor winding automatically adapts to the change in the number of poles, marked by one superimposed in this way and used for braking in a manner known per se DC excitation of a stator winding that the resulting characteristics for the motor and the braking operation by regulating positive and negative torques by means of a control of the rotor resistances, the direct current excitation and the stator circuit can be obtained. Considered publications: German Patent Specifications No. 299 477, 727 335.