DE757163C

DE757163C - Circuit for braking three-phase motors

Info

Publication number: DE757163C
Application number: DEN43901D
Authority: DE
Inventors: Hermann Nehlsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-03-24
Filing date: 1940-03-24
Publication date: 1953-05-26

Description

Schaltung zum Abbremsen von Drehstrommotoren Gegenstand der Erfindung ist eine Schältun-, die in einem Drehstrom-Asynchron-Motor durch Gleichströmerregung ein Bremsmoment erzeugen soll, das beim Lauf entweder allein oder neben dem motörischen Drehmoment wirksam ist, wobei im letzteren Falle der das Bremsmoment erzeugende Gleichstrom und der das Motormoment hervorbringende Wechselstrom in bekannter Weise gleichzeitig in der ganzen Ständerwicklung oder in einem Teil derselben fließen, und wobei der Gleichstrom dur.ch-Gleichrichter erzeugt wird, die zwischen das speisende Netz und die Ständerwicklung des. Motors geschaltet sind. Durch regelbare Widerstände bzw. ßeaktanzen kann dabei die Größe der Bremsströme und der Motorströme in gewissen Grenzen unabhängigvoneinanderwährend des. Laufes beeinflußt werden, so daß sowohl bei Belastung als auch bei Leerlauf des. Motors bestimmte Umlaufsgeschwindigkeiten eingestellt werden können. Besondere Transformatoren für die Gleichrichterelemente können dabei entbehrt werden.Circuit for braking three-phase motors The subject of the invention is a circuit made in a three-phase asynchronous motor by direct current excitation to generate a braking torque that is either alone or in addition to the motorized Torque is effective, with the braking torque generating in the latter case Direct current and the alternating current producing the motor torque in a known manner flow simultaneously in the whole stator winding or in part of it, and wherein the direct current dur.ch rectifier is generated between the feeding Mains and the stator winding of the motor are connected. With adjustable resistors or ßeaktanzen can be the size of the braking currents and the motor currents to a certain extent Limits are influenced independently of one another during the run, so that both when the engine is under load and when it is idling, certain rotational speeds can be adjusted. Special transformers for the rectifier elements can be dispensed with.

Es sind zwar Schaltungen bekannt, bei denen der bremsende Gleichstrom durch Gleichrichter erzeugt wird. Die Gleichrichter Müssen bei diesen Schaltungen jedoch von besonderen Transformatoren gespeist werden, und es müssen dabei Schaltvorrichtungen vorgesehen werden, die es ausschließen, daß die Gleichrichter mit den Wicklungen des Drehstrommotors verbunden sind, solange an diesen noch Wechselspannungen herrschen, weil die Gleichrichter für diese anderenfalls einen Isurzschluß darstellen würden. Des weiteren gibt es Schaltungen, bei denen zum gleichzeitigen Drehzahlregeln und Bremsen von Drehstrommotoren Gleichstromquellen an deren Ständerwicklungen angeschlossen werden. Dies;. bekannten Schaltungen haben aber alle den Nachteil, daß sich der ganze Gleichstrom oder doch erhebliche Bruchteile desselben über das speisende Drehstromnetz schließen, was dort kaum als ein Vorzug empfunden werden dürfte. Die Schaltung nach der Erfindung vermeidet auch diesen Nachteil.Circuits are known in which the braking direct current generated by rectifiers. The rectifiers must be used in these circuits However, they are fed by special transformers, and switching devices must be used intended that rule out that the rectifier with the windings of the three-phase motor are connected as long as there are still AC voltages, because the rectifier would otherwise represent a short circuit for them. Furthermore there is Circuits for simultaneous speed regulation and braking of three-phase motors DC sources are connected to their stator windings. This;. known However, circuits all have the disadvantage that the entire direct current or at least considerable fractions of the same over the feeding three-phase network close what should hardly be perceived as an advantage there. The circuit according to the invention also avoids this disadvantage.

An Hand der Abbildung soll die Schaltung erläutert werden. 1, 2 und 3 sind die drei Ständer-,vicklungen eines normalen Drehstrom-Asynchron-Motors, der von den drei Netzphasen 4, 5 und 6 gespeist wird. Zwischen :Netz und Motorklemmen sind einerseits die regelbaren Widerstände 7, 8 und 9 und parallel zu diesen die regelbaren Widerstände io, i i und 12 geschaltet. In Reihe mit den letzteren liegen die Ventilzellen 13, 14 und 15, die hier z. B. derart angeschlossen sind, daß die Zellen 13 und 15 Strom nur in der Richtung zum Motor durchlassen und die Zelle 14 nur vom Motor zum Netz hin.The circuit is to be explained using the illustration. 1, 2 and 3 are the three stator windings of a normal three-phase asynchronous motor, the is fed by the three mains phases 4, 5 and 6. Between: mains and motor terminals are on the one hand the adjustable resistors 7, 8 and 9 and parallel to these the adjustable resistors io, i i and 12 connected. Lie in line with the latter the valve cells 13, 14 and 15, here z. B. are connected in such a way that the Cells 13 and 15 only allow current to pass in the direction of the motor and cell 14 only from the motor to the mains.

Werden die Widerstände 7 bis 9 kurzgeschlossen und hiermit auch die Zellen 13 bis 15 und mit ihnen die in Reihe geschalteten Widerstände io bis 12, so arbeitet der Drehstrommotor in der üblichen Art nur mit motorischem Drehmoment.If the resistors 7 to 9 are short-circuited and thus also the Cells 13 to 15 and with them the series-connected resistors io to 12, the three-phase motor works in the usual way only with motorized torque.

Zwischen die Phase 4 und die Phase 5 sind die Ventilzellen 16 und 17 derart geschaltet, daß sie Strom nur von der Phase 4 zur Phase 5 fließen lassen, und zwischen die Phase 6 und die Phase 5 sind die Ventilzellen 18 und ig ebenfalls wieder in der Art geschaltet, daß Strom nur von der Phase 6 zur Phase 5 hin durchkommt. Dabei verbindet jede der genannten vier Zellen jeweils einen Punkt einer Phase vor den Zellen 13 bis 15 mit einem Punkt einer anderen Phase hinter den letzteren Zellen. Wie aus.der Abbildung hervorgeht, stellen die zwei Verbindungen zwischen je zwei Phasen über die Zellen 16 bis ig keinen hurzschluß für eine Spannungsrichtung zwischen den Phasen dar, weil jede dieser Zellen mit einer der drei Zellen 13 bis 15 so in Reihe zwischen den Phasenleitungen liegt, daß jeder der vier Nebenschlüsse für Ströme zwischen den Phasen in beiden Richtungen sperrend wirkt.Between phase 4 and phase 5 are the valve cells 16 and 17 switched in such a way that they only allow current to flow from phase 4 to phase 5, and between phase 6 and phase 5 the valve cells 18 and ig are also switched again in such a way that current only comes through from phase 6 to phase 5. Each of the four named cells connects one point of a phase before cells 13 to 15 with a point of another phase behind the latter cells. As can be seen from the figure, the two connections between each two Phases across the cells 16 to ig no short circuit for a voltage direction between the phases because each of these cells with one of the three cells 13 to 15 so in Series between the phase lines is that each of the four shunts for currents has a blocking effect in both directions between the phases.

Unterbricht man die Verbindung über die Widerstände 7 bis g, so kann der Strom aus dem Netz zu den drei Motorwicklungen immer nur in der gleichen Richtung fließen. Betrachtet man beispielsweise einen Zeitpunkt, in dem die Phase 5 positives Potential hat und die Phasen q. und 6 negatives: Der Strom fließt dann von der Pbase 5 über die Zelle 14 und den Widerstand i i zur Wicklung 2 und von hier aus einerseits durch die Wicklung i und den Widerstand io und die Zelle 13 zur Netzphase -., andererseits von der Wicklung 2 zur Wicklung 3 und über den Widerstand 12 und die Zelle 15 zur Netzphase 6. Betrachtet man weiterhin einen um i8o Zeitgrade späteren Zeitpunkt, wobei an der Netzphase 5 negatives und an den N etzpllasen .f und 6 positives Potential herrscht, so fließt der Strom von der Netzphase .4 über die Zelle 16 und den Widerstand i i zur Wicklung 2 und weiter zur Wicklung i und von hier über den Widerstand io und die Zelle 17 zur Netzphase 5. Andererseits fließt ein gleich großer Strom von der Netzphase 6 durch die Zelle 18 und den Widerstand i i zur Wicklung 2 und weiter zur Wicklung 3 und von dieser über den Widerstand 12 und die Zelle ig zur Netzphase 5. Die Wicklungen i bis 3 werden dabei also in der gleichen Richtung -durchströmt wie in dem vorher betrachteten, i8o Zeitgrade zurückliegenden Zeitpunkt. Ein Stromfluß in der umgekehrten Richtung wird dabei durch die Sperrwirkung der Zellen 13 bis 15 verhindert.If the connection is interrupted via the resistors 7 to g, so can the current from the mains to the three motor windings only ever in the same direction flow. For example, consider a point in time when phase 5 is positive Has potential and the phases q. and 6 negative: The current then flows from the Pbase 5 via the cell 14 and the resistor i i to the winding 2 and from here on the one hand through the winding i and the resistor io and the cell 13 to the mains phase -., on the other hand from winding 2 to winding 3 and via resistor 12 and cell 15 to Grid phase 6. If one continues to consider a point in time that is i8o degrees later, where the network phase 5 is negative and the network phase .f and 6 positive potential prevails, the current flows from the mains phase .4 via the cell 16 and the resistor i i to winding 2 and further to winding i and from here via resistor io and the cell 17 to the mains phase 5. On the other hand, an equally large current flows from the network phase 6 through the cell 18 and the resistor i i to winding 2 and further to the winding 3 and from this via the resistor 12 and the cell ig to the mains phase 5. The windings i to 3 are flowed through in the same direction as in the time previously considered, 18o degrees of time ago. A flow of electricity in the opposite direction is thereby due to the locking effect of the cells 13 to 15 prevented.

Verfolgt man die Stromverteilung in der beschriebenen Art durch 36o Zeitgrade und zeichnet diese in die drei Ständerwicklungen ein, so ergibt sich, daß sich dauernd ein Gleichfeld ausbildet, dessen Achse sich im Ablauf von 36o Zeitgraden je zweimal 3o elektrische Raumgrade nach beiden Motordrehricht.ungen aus der Hauptachse verschiebt. Während fünf Zwölftel der Zeit wird das Feld dabei von Strömen erzeugt, die in allen drei Wicklungen zugleich fließen, so daß die Beanspruchung der Wicklungen wesentlich kleiner ist als bei Speisung von nur zwei Wicklungen durch Gleichstrom in der üb- lichen Art.If one follows the current distribution in the described way through 36o degrees of time and draws this into the three stator windings, then it results that a constant field is constantly formed, the axis of which is characterized in the course of 36o degrees of time twice 3o electrical degrees of space after both motor directions the main axis moves. During five twelfth of the time, the field is generated by currents that flow in all three windings at the same time, so that the stress on the windings is significantly less than when only two windings are supplied by direct current in the usual way.

Das im wesentlichen stehende Gleichfeld bildet sich genau in der gleichen Weise aus, wenn der Motor .anstatt in Stern, wie gezeichnet, in Dreieck geschaltet ist.The essentially standing constant field is formed in exactly the same Way if the motor is connected in triangle instead of star, as shown is.

Durch das stehende Feld wird im Motorläufer in bekannter Weise ein Bremsmoment erzeugt, durch welches dieser bis annähernd zum Stillstand abgebremst werden kann. Das Bremsmoment kann durch Veränderung des Gleichstromes mittels der Widerstände io bis 12 in weiten Grenzen beeinflußt werden.As a result of the stationary field, a in the motor rotor in a known manner Braking torque is generated by which it brakes almost to a standstill can be. The braking torque can be changed by changing the direct current by means of the Resistances io to 12 can be influenced within wide limits.

Nach der weiteren Erfindung wird die Schaltung nicht nur zur Abbremsung des Motors bis zum Stillstand verwandt, sondern sie wird auch dazu benutzt, dem Motor bei Leerlauf oder bei einem gegebenen Belastungsdrehmoment eine gewisse Drehzahl aufzuzwingen, indem in an sich bekannter Weise sowohl das motorische Moment als auch das Bremsmoment gleichzeitig zur Wirkung gebracht werden.According to the further invention, the circuit is not only used for braking of the engine to a standstill, but it is also used to the Engine at idle or at a given load torque one force a certain speed by in a known manner both the motor Torque and the braking torque can be brought into effect at the same time.

Ein motorisches Drehmomententsteht neben dem Bremsmoment dadurch, daß man die Widerstände 7 bis 9 wieder einschaltet. Es fließt dann neben dem Gleichstrom auch Wechselstrom durch die drei Wicklungen. des Motors, indem sich beide Ströme überlagern. Durch Veränderung der Widerstände 7 bis 9 kann der Wechselstrom und damit das motorische Drehmoment beeinflußt werden, während gleichzeitig durch die Widerstände io bis 12 der Gleichstrom und damit das Bremsmoment regelbar ist. Man hat es damit in der Hand, beide Momente gegeneinander abzugleichen und kann so in gewissen Grenzen eine gewünschte Motordrehzahl einstellen.In addition to the braking torque, a motor torque is created by that the resistors 7 to 9 are switched on again. It then flows alongside the direct current also alternating current through the three windings. of the motor by dividing both currents overlay. By changing the resistors 7 to 9, the alternating current and so that the motor torque can be influenced while at the same time by the Resistances io to 12 the direct current and thus the braking torque can be regulated. Man has it in hand to compare both moments and can be used in set a desired engine speed within certain limits.

An Stelle der Widerstände 7 bis 9 können auch regelbare Reaktanzen verwandt werden.Instead of the resistors 7 to 9, controllable reactances can also be used be used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit for braking three-phase motors through Excitation of the stator winding by means of direct current, characterized in that between Mains (4 to 6) and stator winding (i to 3) valve cells (13 to 15) connected in this way are that this in a phase (5) the current only from the mains to the motor winding, in. the other two phases (q. and 6) only flow from the motor windings to the mains let, and that the latter two phases with the former via valve cells (16 to ig) are connected in such a way that current only flows in the direction of the latter two Phases (4 and 6) can flow to the former phase (5), each of these four Shunt connects two points, one in front of and one behind the Valve cells (13 to 15) are located in the lines from the mains to the motor windings are switched.

2. Circuit according to claim i, characterized in that the braking current is controlled by resistors (io to 12) placed between the motor windings and the valve cells are switched, which are in the connections of the mains and motor windings lie.

3. Circuit for purely motor operation of the switched according to claim i or 2 Engine, thereby. characterized in that the between the network phases and. the motor windings switched valve cells (13 to 15) with the resistors in series therewith (iobis 12) are short-circuited. q-. Circuit for speed control of three-phase motors by simultaneously supplying the stator with three-phase and direct current, thereby characterized in that parallel to the according to claims i and: 2 in the supply lines valve cells (13 to 15) and resistors (1o to 12) controllable resistors (7 to g) or controllable reactances are connected.