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Vorrichtung an kompoundierten, innenpoligen Synchronmaschinen
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Art,Nr. 193992 ist, vor allem desjenigen Haupttyps dieser Vorrichtung, bei dem die Induktanzen des
Erregers aus Anker- und Kompoundwicklungen be- stehen und diese und der Kommutator, der seine
Lamellen mit der Ankerwicklung verbunden hat, feststehend sind, während die Bürstenbrücke drehbar und mit der Maschinenwelle zusammengekup- pelt ist.
Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung er- reicht man, dass der Erreger für Synchronmaschinen einer gewissen, bestimmten Leistung und einer be- stimmten Polzahl (p == 4 oder höher, entsprechend einer Drehzahl von 1500 pro Minute oder weni- ger) kleiner bemessen werden kann als bei Syn- chronmaschinen mit herkömmlichem Erreger oder mit einem Erreger gemäss dem Stammpatent. Tat- sächlich erhält der Erreger durch die Erfindung eine konstante Grösse für eine gewisse Leistung der
Synchronmaschine unabhängig von der Drehzahl, und braucht nicht wie sonst eine grössere axiale
Länge und gegebenenfalls grösseren Durchmesser bei niedrigeren Drehzahlen (grösserer Polzahl) zu erhalten.
Nicht nur können Synchronmaschinen- aggregate für niedrige Drehzahlen hiedurch kleiner bemessen werden, besonders in axialer Richtung, sondern man gewinnt auch den herstellungsmässigen
Vorteil, dass die Anzahl der zur Bedienung von allen vorkommenden Typen von Synchrongenera-
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den kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Erreger zweipolig ausgebildet ist. unabhängig von der Anzahl der Pole p auf dem. Läufer der Synchronmaschine, dass der Kommutator eine Anzahl von Lamellen besitzt, die gleich p/2 mal die Anzahl der Ankerwicklungsspulen auf dem Erreger ist und in p/2 Gruppen unterteilt ist, wobei jede Lamelle in jeder Gruppe mic einer entsprechenden Lamelle in jeder der übrigen Gruppen und mit Endpunkten der Ankerwicklungsspulen verbunden ist, wodurch über die mit der Drehzahl der Synchronmaschine umlau- fende Bürstenbrücke eine Gleichspannung entnom- men werden kann, die von einem Feld herrührt, das mit p/2 mal so grosser Drehzahl wie die Synchronmaschine umläuft.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben, in der Fig. 1 und 2 schematisch die Hauptzüge eines Erregers für einen vierpoligen bzw. sechspoligen Svnchrongenerator in Endansicht zeigen.
Sowohl in Fig. 1 wie in Fig. 2 bezeichnen die Bezugsziffern 1 und 2 zwei konzentrische Ständerkernteile mit Nuten 3 bzw. 4 zur Aufnahme der Ankerwicklung bzw. Kompoundwicklung des Er-
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nicht dargestellt, jedoch sind die Verbindungen der Ankerwicklung mit den Lamellen des festen Kom-
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genommen worden, dass 24 Nuten 3 für die Ankerwicklung vorgesehen sind und dass der Kommutator 7 48 Lamellen besitzt. Die Lamellen des Kommutators 7 sind in zwei Gruppen unterteilt, welche je die Hälfte des Kommutatorumfanges umfassen, indem zwei und zwei einander diametral gegenüberstehende Lamellen miteinander verbunden sind, was durch Verbindungsleitungen 9 dargestellt ist. Durch die Verbindungen 8 und 9 sind somit sämtliche Ankerwicklungsspulen gleichartig an die Lamellen beider Gruppen angeschlossen.
Die auf der Welle der Maschinengruppe vorgesehene und somit mit der gleichen Drehzahl wie die Synchronmaschine umlaufende Bürstenbrücke ist schematisch veranschaulicht durch vier im gleichen Winkelabstand voneinander stehende Bürsten 10, die, wie durch Verbindungsleitungen 11 gezeigt ist, wechselweise miteinander und durch
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des Stammpatentes mit 3 bezeichnet ist). Zu beachten ist, dass die Bürsten, obgleich es von ihnen vier gibt, nur als zwei wirken, da jedes Paar von miteinander verbundenen Bürsten stets zwei diametral gegenüberstehende Lamellen berührt, die durch die Leitungen 9 verbunden sind.
Der Erreger ist
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somit zweipolig und könnte mit nur zwei Bürsten arbeiten, obgleich es vorteilhaft ist, die wirksame Bürstenfläche durch Ausnutzung der Möglichkeit, vier Bürsten zu verwenden, zu erhöhen.
In der im Stammpatent beschriebenen Weise entsteht durch die Wirkung des Ankerstroms der Synchronmaschine bei seinem Durchlauf durch die Anker- und Kompoundwicklungen auf dem Erreger in diesem ein umlaufendes Feld. Die Drehzahl dieses Feldes ist von der Polzahl der Synchronmaschine
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wird bei einem Erreger von dem im Stammpatent beschriebenen Typ dixie Drehzahl des Feldes gleich der Drehzahl der Synchronmaschine, während bei Verwendung des oben beschriebenen Erregers im Zusammenhang mit einer vierpoligen Synchronmaschine die Drehzahl des Feldes zweimal so gross wird.
Das Ergebnis ist also, dass man zu einer vier-
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ger gebrauchen kann, und da ein solcher Erreger kleiner, vor allem kürzer, als ein vierpoliger Erreger für dieselbe Leistung bei einer gegebenen Flussdichte im Eisen ausgebildet werden kann, erreicht man den Zweck der Erfindung, nämlich dass man die Gesamtabmessungen des gesamten Maschinenaggregats insbesonder in der Länge reduzieren kann.
Der in Fig. 2 gezeigte Erreger, welcher für einen sechspoligen Synchrongenerator gedacht ist, unterscheidet sich von dem bereits beschriebenen dadurch, dass die Lamellen des Kommutators 7 in drei Gruppen geteilt sind, die je ein Drittel des Umfangs umfassen, wobei dementsprechend gelegene, d. h. um 1200 voneinander versetzte Lamellen in den drei Gruppen mit denselben Ankerwicklungsspulen und miteinander durch Leitungen 13 bzw.
14 verbunden sind. Da die Ankerwicklung auch auf diesem Erreger in 24 Nuten liegt, sind also 72 Lamellen auf dem Kommutator erforderlich. Der Erreger ist mit einer Bürstenbrücke versehen, die sechs Bürsten 15 umfasst, die wechselweise in zwei Gruppen von je drei Bürsten durch die Leitungen 11 zusammengeschaltet sind, wobei jede Gruppe mit den Leitungen 12 mit der Erregerwicklung der Synchronmaschine verbunden ist. Auch in diesem Falle ist der Erreger also zweipolig, indem die drei Bürsten jeder Gruppe, welche um 1200 voneinan- der versetzt sind, stets mit drei Lamellen in Be-
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also dieselbe Funktion wie eine einzige Bürste haben.
Während des Betriebs des aus dem sechspoligen Synchrongenerator und dem soeben beschriebenen Erreger bestehenden Aggregats entsteht im Erreger ein Feld, das mit dreimal so hoher Drehzahl umläuft wie die Maschinenwelle mit der Bürstenbrücke.
Das Verhältnis zwischen der Grösse dieses zweipoligen Erregers für einen sechspoligen Generator und der Grösse eines sechspoligen Erregers für denselben Generator ist im grossen und ganzen dasselbe wie das Verhältnis zwischen den Polzahlen, d. h.
1Í3. Ganz allgemein gilt, dass falls die Polzahl des Synchrongenerators p ist, wobei der Kommutator p/2 mal so viel Lamellen wie die Anzahl der Ankerwicklungsspulen auf dem Erreger haben muss und diese Lamellen in p/2 Gruppen geteilt sein sollen, wird die Grösse des Erregers 2/p mal die Grösse, welche der Erreger haben würde, falls er für p Pole bei einer gewissen gegebenen Generatorleistung ausgebildet sein würde.