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Verfahren zum Prüfen von leerlaufenden Asynchronmaschinen, vorzugsweise
mit Kurzschlußläufer unter vollen Lastverlusten Es ist bekannt, die Verluste elektrischer
Maschinen aus dem Leerlauf- und dem Kurzschlußversuch zu ermitteln. Bei Gleichstrom-
und bei Synchronmaschinen bereitet dies keine Schwierig-Ketten, weil man wurden
Kurzschlußversuch stets den Anker kurzschließen und den anderen Teil mit Gleichstrom
erregen kann. Auch bei Asynchrorimaschinen mit Schleifringläufer kann man so vorgehen,
indem man den Läufer oder den Ständer mit Gleichstrom speist und den anderen Teil
kurzschließt. Bei urzschlußläufern kann dagegen nur der Ständer mit Gleichstrom
gespeist werden. Doch haben alle diese Verfahren bei Asynchronmaschinen
den
Nachteil, daß von den mit Gleichstrom gespeisten Wicklungssträngen nur in einem
Strang der volle Strom, in den beiden anderen dagegen nur der halbe auftritt, Ein
weiterer Nachteil liest darin, daß mit der zu prüfenden Maschine stets ein Antriebsmotor
gekuppelt werden muß, der den Hauptteil der Verluste deckt. Andererseits besteht
der Wunsch, den Wirkungs-Orad auch bei allen Asynehronmaschinen im Prüffeld unter
Vollas-t nachzuweisen und eine Erwärmungsprobe für diesen Betriebszustand zu fahren.
Mangels befriedigender anderer Möglichkeiten war man bisher besonders bei Kurzschlußläufern
gezwungen, sie mit einer geeigneten Belastungsmaschine zu kuppeln d auf diese Weise
unter Vollast zu prüfen. Bei großen Leistungen ist der dafür erforderliche Aufwand
beträchtlich und- nicht immer reichen die vorhandenen Prüffeldeinrichtungen aus,
um eine solche Vollastprobe durchzuführen.
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Die vorliegende Erfindung zeigt ein Verfahren, mit dem eine mit vollem
Feld leerlaufende Asychronmaschi unter vollastähnlichen Verhältnissen geprüft werden
kann. Gemäß der Erfiiidung wird der Ständerwicklung außer dem Leerlaufstrom mit
Netzfrequenz noch ein niederfrequenter Strom von etwa 0,5 bis 3 Hz Uberlagert. Im
Läufer der geprüften Asynchronmaschine entsteht dadurch eine Gegendurchflutung,
die die Durchflutung des niederfre-quenten Stromes im der Ständerwicklung aufhebt.
Die Frequenz dieser Läuferdurchflutung gegenüber dem Läufer entspricht hierbei der
Drehfrequenz des Läufers vermehrt oder vermindert, um die Prequenz der zusätzlichen
Ständerdurchflutung. Diese hat demnach etwa den Wert
der Netzfrequenz.
Die Ströme sind aber i;x allen Ständerwicklungsträngen gleich, sie entsprechen der
Beziehung
den e den Erregerstrom von Netzfrequenz und 1b den Laststrom von Schlupffrequenz
bedeuten.
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Es ist zweckmäßig, den niederfrequenten Strom durch eine Drehstromkommutatormaschine
zu erzeugen. Er wird zweckmäßigerweise über den aufgelösten Sternpunkt der Ständerwicklung
der Asynchronmaschine zugeführt und schließt sich über das Netz oder über parallel
geschaltete Verbraucher. Im letzteren Pall en der niederfrequente Strom nicht über
das Netz fließen soll, empfiehlt es sich, Sperrkreise, Sperrkondensatoren, oder
ähnlich wirkende Mittel vorzusehen.
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Im folgenden sei die Erfindung an Hand der in den Figuren 1 und 2
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Der Prüfling 1, z.B. elli Drehstrom-Induktionsmotor mit Kurzschlußläufer
wird vom Drehstromnetz mit den Phasen RST gespeist.
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Der Sternpunkt der Ständerwicklung ist aufgelöst und dafür eine läufererregte,
kompensierte Dreistrom-ICommutatormasehine 2 (z.B.
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ein kompensierter Frequenzwandler) eingeschaltet. Dieser wird von
dem Motor 3, z.B. einen Kurzschlußläufermotor, angetrieben und über stellbare Umspanner
4 mit Netzfrequenz erregt.
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Die Anordnung wirkt folgendermaßen: Solange die Drehstrom-Kommutatormaschine
2 unerregt ist, schließt sich der Leerlauf strom des Prüflings 1 über die Ständer-und
Läuferwicklung dieser Maschine. Da die Durchflutungen des Ständers und des Läufers
gleich und einander entgegengerichtet siiid, kami der Leerlaufstrom des Prüflings
kein Feld in der Maschine 2 erzeugen. Diese wirkt für den Leerlauf strom lediglich
als Sternpunkt. Wird die Maschine 2 nun über den Umspanner 4 mit Netzfrequenz, z
ß. 50 Hz, erregt und von ihrem Motor 3 z.B. mit einer Drehfrequenz von 49 Kz angetrieben,
so liefert sie an ihren Klemmen einen Strom von 1 Hz, der sich güter die Ständerwicklung
des Prüflings und das Netz schließt, denn das Netz stellt für diesen niederfrequenten
Strom nahezu einen Kurzschluß dar.
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Die schlupffrequente Durchflutung in der Ständerwicklung des Prüflings
1 hat eine nahezu gleich große Gegendurchflutung in der Läuferwicklung zur alge,
deren Frequenz der Drehfrequenz des Prüflings vermehrt oder vermindert um die Schlupffrequenz
der Maschine 2 entspricht. Sie liegt in der Nähe der Netzfrequenz.
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Ist der niederfrequente Strom für das Netz nicht zulässig, so können
Sperrkondensatoren 5 oder ähnlich wirkende Mittel vorgesehen werden, die die niederfrequenten
Ströme einem weiteren leerlaufenden Induktionsmotor 6 mit kurzgeschlossener Läuferwicklung
zuleiten.
Auch im Läufer dieser Maschine entsteht eine Gegendurchflutung etwa von der Drehfrequenz
dieser Maschine, die ebenfalls ungefähr der Netzfrequenz entspricht. Statt des einen
Motors 6 können auch mehrere verwendet werden.
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Man kann auch den Motor 6 durch eine gleiche Drehstromkommutatormaschisse
7 erregen, wie den Prüfling 1. Diese Maschine 7 wird mit dem Antriebsmotor 3 gekuppelt,
damit sie die gleiche Drehfrequenz hat wie die Maschine 2. Sie wird mit der gleichen
Frequenz, z.B. über den Umspanner 4 erregt wie diese, damit sie auch die gleiche
Schlupffrequenz liefert. Es muß lediglich die Kupplung 8 so eingestellt sein, daß
die Spannung der Maschine 7 der von der Drehstromkommutatormaschine 2 entgegengesetzt
ist.
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Dann shid aucn die Schlupfströme in der Ständerwicklung des Motors
6 denen im Prüfling 1 entgegengerichtet. Die Schlupfströme schließen sich jetzt
über den Motor 6 und nicht mehr über das Netz und die Sperrkondensatoren 5 können
entfallen.
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Man kann auch anstelle der läufererregten Drehstromkommutatormasehinerl
ständererregte der Bauart Siemens-Lydall oder Scherbius verwenden, die nicht miteinander
gekuppelt zu sein brauchen. Sie werden lediglich über zwei miteinander gekuppelte
unkompensierte Kommutatorfrequenzwandler so erregt, daß ihre Kommutatorströme um
1800 verschoben sind. Statt dessen kann auch ein Prequenzwandler mit zwei stellbaren
Bürstensatzen verwendet werden.
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In Fig. 1 sind die niederfrequenten Ströme in den Ständerwicklungen
des
Prüflings 1 und des parallel laufenden Motors 6 durch Pfeile für einen Zeitpunkt
eingetragen, wo der Strom in einer Phase den Hochstwert und in den beideii anderen
Phasen den halben Höchstwert hat. Man erkennt, daß sie im Motor 6 entgegengesetzt
verlaufen wie im Prüfling, das Netz bleibt von diesen Strömen verschont.
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In Fig. 2 ist- dargestellt, wie man den Prüfling 1 auch von einem
Prüffeldgenerator 9 speisen kann, der von seinem Motor 10 angetrieben wird. Der
Generator muß jedoch eine Dämpfervzicklung zur Aufnahme der Gegendurojiflutung für
die in der Ständerwicklung von den Schlupfatrömen gebildete Durchflutung haben.
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11 stellt einen zweiten Prüfling dar, der zu 1 parallel geschaltet
ist und von der gleichen Drehstromkommutatormaschine 2 erregt wird wie 1.
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Statt der Drehstromkommutatormaschine 2 können auch drei Gleichstromma
schinen verwendet werden, deren Erregerwicklungen in Drehstromschaltung von einem
Frequenzwandler mit Schlupffrequenz gespeist werden. Man kann auch die beiden Antriebsmotoren
3 und 10 zu einem vereinigte, so daß der Maschinensatz zum Prüfen von leerlaufenden
Asynchronmotoren aus dem Synchrongenerator 9 mit Dämpferwicklung, dem Atltriebsmotor
10 und der Drehstromkommutatormaschine 2 besteht.
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2 Figuren 7 Ansprüche