DE1165731B

DE1165731B - Arrangement for reversing three-phase motors

Info

Publication number: DE1165731B
Application number: DEL35695A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Floris Koppelmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-03-22
Filing date: 1960-03-22
Publication date: 1964-03-19
Also published as: CH384685A

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.Arrangement for reversing three-phase motors Drives with asynchronous motors often have the task of changing the direction of rotation of the motors to reverse in quick succession. Many known arrangements for reversing the The direction of rotation is that the direction of rotation of the voltages at the motor terminals is reversed by Sagittarius. These arrangements have the disadvantage that at frequent reversal of the direction of rotation or when the motors are switched on and off frequently (»Tap«) the service life of the contactor contact pieces used as a result of arcing is uncomfortably limited.

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.It is well known to use a dry valve as a switching aid for switching devices, in particular a selenium valve to be used, which is the point of interruption immediately is connected in parallel. Due to the high voltage drop of the selenium valve in the Comparison to the melt tension of conventional contact materials, which z. B. for silver is below 0.3 volts, it does not succeed in this way, the fine migration on to reduce a sufficiently small amount for sensitive contact arrangements.

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.Furthermore, an arrangement for generating pulses is known which are synchronous to the zero crossings of a high-voltage alternating current. Such Arrangements are required in particular for triggering synchronous switches that achieve the shutdown of a circuit with the least possible switching work. The switching devices are supposed to have their extinguishing distance in a current zero crossing have reached, so that the switching arc is already in this current zero crossing goes out without reignition.

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.It has already been proposed, with the help of high-voltage diodes, such as germanium or silicon diodes, which are parallel to mechanical switching paths are placed, with alternating or three-phase current the formation of switching discharges to prevent or at least reduce it. This effect of the diodes is based on that no arcing occurs at the switching paths when it is in the one Current half-wave are opened, during which the parallel diode is current-permeable is.

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.The invention relates to an arrangement for reversing three-phase motors with the help of switching paths, which reverse the direction of the rotating field, in the case of the in series arranged with the switching sections auxiliary switching sections and the associated Phases between the switching path and the auxiliary switching paths are firmly connected to one another are. According to the invention, a power diode is parallel to each auxiliary switching path switched, and the switch-off time of each auxiliary switching path is so synchronous controlled to their alternating current that they are each in that current half-wave opens, in which the parallel high-voltage diode is permeable.

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.In Fig. 1 of the drawing is an example of the configuration of the Invention shown. R, S, T is a three-phase conductor system, one of which is an asynchronous motor M is to be fed. Head T is firmly connected to the asynchronous motor M, the Head R and S of the three-phase network are in the manner shown over a total of eight switching paths connected to the other two terminals of the asynchronous motor, namely results at the terminals of the asynchronous motor when closing the switch S1 and S, 'a clockwise rotating field, when the switches S2 and S2' are closed counterclockwise; the direction of rotation of the motor changes accordingly. The line piece 1 is firmly connected to the line piece 2 via the line 3, the line piece 4 via the line 6 firmly to the line section 5. Parallel to the two switching paths of the switch S 1 are high-voltage diodes 7 and B. In the arrangement shown these diodes are at the same time parallel to the switching paths of the switch S, '. Through in F i g. 1 interlocking switch, not shown, ensures that, when one of the two switches S1 or S1 'or these two switches are closed switches S2 and SZ are definitely open. The same also applies vice versa. This prevents short circuits.

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.As can be seen, the arrangement according to the invention comes with only two Diodes 7 and 8 off, which is especially true for larger powers, where each of the diodes 7 and 8 consists of individual diodes connected in parallel or in series, of importance is. If the switching paths S1, S1 ', S2 and S2' are not synchronous are switched to the alternating current, then through the heavy current diodes no complete Avoid arcing, but only every second switching operation the switches work arc-free; in addition, however, is due to the action of the diodes the extinguishing capacity of the switching paths is significantly increased, as they each have a deionization time of the order of magnitude of a half-wave. As a result, can be proportionate simple contactors can be used, for example contactors without arcing chambers. if switch the contactors synchronously, arc-free switching can be achieved. In addition you can, for example, the switching paths Si 'and S2 about a half-wave earlier switch off than the switching paths S1 and S., and the switch-off time of the switching paths Place Si 'and S ..' in the time span in which the currents of both phases are both for the diodes are permeable. In a similar way, you can also switch on without an arc.

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.F i g. 2 shows another exemplary embodiment of the invention in which mechanical switching paths are actuated synchronously with the alternating voltage, specifically with the aid of two cam stepping mechanisms which are driven briefly by rapidly starting synchronous motors 9 and 10 with each switching process. 11 and 12 are capacitors of an auxiliary phase, 13 and 14 operating switches, 15 and 16 locking switches, which prevent the contacts of both stepping mechanisms from being closed at the same time. 17 and 18 are intermediate gears. 19, 20, 21 and 22 or 19 ', 20', 21 'and 22' are double cams on the synchronously rotating shafts, which the overlying contacts 23, 24, 25 and 26 or 23 ', 24', 25 'and 26 'switch on and off synchronously with the alternating current at such times that, in cooperation with the diodes 7 and 8, no arc discharges occur at the switching paths. To do this, it is necessary to offset the switching times of the four switching paths in a certain way, namely both the switch-on times and the switch-off times, which can be done with the help of setting the double cams on the synchronously rotating shafts.

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.The arrangement of the F i g. 2 is suitable for extremely fast switching sequences, for example ten switching operations per second, as required when using asynchronous motors should be controlled in their speed according to the principle of the two-position controller.

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.Instead of the two-pole interruption shown in the drawing of the three-phase supply lines, the interruption can also be three-pole, it can instead of two diodes, three diodes, namely one in each of the three phases, are used will.

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.As one can see from FIG. 1 recognizes, one of the switching paths Si 'could be or S ,, ', since these switching paths are parallel to each other and each Establish a connection between the conductors R and S and the line sections 3 and 6. from however, this possibility was shown in FIGS. 1 and 2 are not used for the sake of clarity made.

Claims

Claim: Arrangement for reversing three-phase motors with With the help of switching paths, which reverse the direction of the rotating field, in the case of the in series arranged with the switching sections auxiliary switching sections and the associated Phases between the switching sections and the auxiliary switching sections are fixed to one another are connected, characterized in that each auxiliary switching path has a high-voltage diode is connected in parallel and that the switch-off time of each auxiliary switching path is controlled so synchronously to their alternating current that they are each in that Current half-wave opens, in which the parallel high-voltage diode is permeable. Documents considered: German Patent No. 352 959; German Special publications No. 1001372, 1069 280.