DE1165731B - Anordnung zum Reversieren von Drehstrommotoren - Google Patents

Description

• Anordnung zum Reversieren von Drehstrommotoren Bei elektromotorischen Antrieben mit Asynchronmotoren besteht oft die Aufgabe, die Drehrichtung der Motoren schnell hintereinander umzukehren. Viele bekannte Anordnungen zur Umkehrung der Drehrichtung bestehen darin, daß die Drehfeldrichtung der Spannungen an den Motorklemmen jeweils von Schützen umgekehrt wird. Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß bei häufiger Drehrichtungsumkehr oder auch beim häufigen Ein- und Ausschalten der Motoren (»Tippen«) die Lebensdauer der verwendeten Schützkontaktstücke infolge Lichtbogenbildung in unangenehmer Weise begrenzt ist.
• Wohl ist es bekannt, als Schalthilfe für Schalteinrichtungen ein Trockenventil, insbesondere ein Selenventil, zu verwenden, das der Unterbrechungsstelle unmittelbar parallel geschaltet wird. Infolge des hohen Spannungsabfalles des Selenventils im Vergleich zur Schmelzspannung üblicher Kontaktmaterialien, die z. B. für Silber unter 0,3 Volt liegt, gelingt es aber auf diese Weise nicht, die Feinwanderung auf ein für empfindliche Kontaktanordnungen genügend kleines Maß zu vermindern.
• Weiterhin ist eine Anordnung zur Erzeugung von Impulsen bekannt, die snychron zu den Nulldurchgängen eines Hochspannungswechselstromes liegen. Derartige Anordnungen werden insbesondere zur Auslösung von Synchronschaltern benötigt, die die Abschaltung eines Stromkreises mit möglichst kleiner Schaltarbeit erreichen. Die Schaltgeräte sollen dabei gerade in einem Stromnulldurchgang ihre Löschdistanz erreicht haben, so daß der Schaltlichtbogen bereits in diesem Stromnulldurchgang ohne Rückzündung erlischt.
• Es ist schon vorgeschlagen, worden, mit Hilfe von Starkstromdioden, wie Germanium- oder Siliziumdioden, die parallel zu mechanischen Schaltstrecken gelegt sind, bei Wechsel- oder bei Drehstrom die Ausbildung von Schaltentladungen zu verhindern oder zumindest zu verringern. Diese Wirkung der Dioden beruht darauf, daß an den Schaltstrecken immer dann kein Lichtbogen auftritt, wenn sie in derjenigen Stromhalbwelle geöffnet werden, während welcher die parallelliegende Diode stromdurchlässig ist.
• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Reversieren von Drehstrommotoren mit Hilfe von Schaltstrecken, welche die Drehfeldrichtung umkehren, bei der in Reihe mit den Schaltstrecken Hilfsschaltstrecken angeordnet und die zusammengehörigen Phasen zwischen den Schaltstrecke und den Hilfsschaltstrecken miteinander fest verbunden sind. Erfindungsgemäß ist jeder Hilfsschaltstrecke eine Stark-Stromdiode parallel geschaltet, und der Ausschaltzeitpunkt jeder Hilfsschaltstrecke wird derart synchron zu ihrem Wechselstrom gesteuert, daß sie sich jeweils in derjenigen Stromhalbwelle öffnet, in der die parallelliegende Starkstromdiode durchlässig ist.
• In F i g. 1 der Zeichnung ist ein Beispiel für die Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. R, S, T ist ein Drehstromleitersystem, von dem ein Asynchronmotor M gespeist werden soll. Leiter T ist mit dem Asynchronmotor M fest verbunden, die Leiter R und S des Drehstromnetzes werden in der gezeichneten Weise über insgesamt acht Schaltstrecken mit den beiden übrigen Klemmen des Asynchronmotors verbunden, und zwar ergibt sich an den Klemmen des Asynchronmotors beim Schließen der Schalter S1 und S,' ein rechtsläufiges Drehfeld, beim Schließen der Schalter S2 und S2' ein linksläufiges; entsprechend ändert sich die Drehrichtung des Motors. Das Leitungsstück 1 ist über die Leitung 3 fest mit dem Leitungsstück 2 verbunden, das Leitungsstück 4 über die Leitung 6 fest mit dem Leitungsstück 5. Parallel zu den beiden Schaltstrecken des Schalters S 1 liegen Starkstromdioden 7 und B. Bei der gezeichneten Anordnung liegen diese Dioden gleichzeitig parallel zu den Schaltstrecken des Schalters S,'. Durch in F i g. 1 nicht gezeichnete Verriegelungsschalter wird dafür gesorgt, daß, wenn einer der beiden Schalter S1 oder S1' oder diese beiden Schalter geschlossen sind, die Schalter S2 und SZ auf jeden Fall offen sind. Das gleiche gilt auch umgekehrt. Dadurch werden Kurzschlüsse verhindert.
• Wie man sieht, kommt die Anordnung nach der Erfindung mit nur zwei Dioden 7 und 8 aus, was besonders bei größeren Leistungen, bei denen jede der Dioden 7 und 8 aus parallel bzw. in Reihe geschalteten Einzeldioden besteht, von Bedeutung ist. Wenn die Schaltstrecken S1, S1', S2 und S2' nicht synchron zum Wechselstrom geschaltet werden, so tritt durch die Starkstromdioden keine vollständige Vermeidung von Lichtbögen auf, sondern nur etwa bei jedem zweiten Schaltvorgang arbeiten die Schalter lichbogenfrei; außerdem wird aber durch die Wirkung der Dioden die Löschfähigkeit der Schaltstrecken wesentlich erhöht, da sie jeweils eine Entionisierungszeit von der Größenordnung einer Halbwelle ermöglichen. Infolgedessen können verhältnismäßig einfache Schütze verwendet werden, beispielsweise Schütze ohne Löschkammern. Wenn die Schütze synchron schalten, kann man lichtbogenfreies Schalten erreichen. Dazu kann man beispielsweise die Schaltstrecken Si' und S2 etwa eine Halbwelle früher ausschalten als die Schaltstrecken S1 und S., und den Ausschaltzeitpunkt der Schaltstrecken Si' und S..' in die Zeitspanne legen, in der die Ströme beider Phasen beide für die Dioden durchlässig sind. In ähnlicher Weise kann man auch Iichtbogenfrei einschalten.
• F i g. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Erfindung, bei dem mechanische Schaltstrecken synchron zur Wechselspannung betätigt werden, und zwar mit Hilfe von zwei Nockenschrittschaltwerken, die durch schnell anlaufende Synchronmotoren 9 und 10 bei jedem Schaltvorgang kurzzeitig angetrieben werden. 11 und 12 sind Kondensatoren einer Hilfsphase,13 und 14 Betätigungsschalter, 15 und 16 Verriegelungsschalter, welche verhindern, daß die Kontakte beider Schrittschaltwerke gleichzeitig geschlossen werden können. 17 und 18 sind Vorgelege. 19, 20, 21 und 22 bzw. 19', 20', 21' und 22' sind Doppelnocken auf den synchron umlaufenden Wellen, welche die darüberliegenden Kontakte 23, 24, 25 und 26 bzw. 23', 24', 25' und 26' synchron zum Wechselstrom zu derartigen Zeitpunkten ein-und ausschalten, daß in Zusammenwirkung mit den Dioden 7 und 8 keine Lichtbogenentladungen an den Schaltstrecken auftreten. Dazu ist es erforderlich, die Schaltzeitpunkte der jeweils vier Schaltstrecken in bestimmter Weise gegeneinander zu versetzen, und zwar sowohl die Einschaltzeitpunkte als auch die Ausschaltzeitpunkte, was mit Hilfe einer Einstellung der Doppelnocken auf den synchron umlaufenden Wellen erfolgen kann.
• Die Anordnung der F i g. 2 eignet sich für extrem schnelle Schaltfolgen, beispielsweise zehn Schaltungen pro Sekunde, wie sie benötigt werden, wenn Asynchronmotoren in ihrer Drehzahl nach dem Prinzip des Zweipunktreglers geregelt werden sollen.
• Statt der in der Zeichnung dargestellten zweipoligen Unterbrechung der Drehstromzuleitungen kann die Unterbrechung auch dreipolig erfolgen, es können auch statt zwei Dioden drei Dioden, nämlich in jeder der drei Phasen eine, verwendet werden.
• Wie man aus F i g. 1 erkennt, könnte man eine der Schaltstrecken Si' bzw. S,,' einsparen, da diese Schaltstrecken parallel zueinander liegen und jeweils eine Verbindung der Leiter R und S mit den Leitungsstücken 3 und 6 herstellen. Von dieser Möglichkeit wurde aber in den F i g. 1 und 2 der Übersicht halber kein Gebrauch gemacht.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Anordnung zum Reversieren von Drehstrommotoren mit Hilfe von Schaltstrecken, welche die Drehfeldrichtung umkehren, bei der in Reihe mit den Schaltstrecken Hilfsschaltstrecken angeordnet und die zusammengehörigen Phasen zwischen den Schaltstrecken und den Hilfsschaltstrecken miteinander fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hilfsschaltstrecke eine Starkstromdiode parallel geschaltet ist und daß der Ausschaltzeitpunkt jeder Hilfsschaltstrecke derart synchron zu ihrem Wechselstrom gesteuert wird, daß sie sich jeweils in derjenigen Stromhalbwelle öffnet, in der die parallelliegende Starkstromdiode durchlässig ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 352 959; deutsche Auslegeschriften Nr. 1001372, 1069 280.