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Einrichtung zur Regelung von Wechselstrom-Kollektormaschinen mit Nebenschluss-oder
Fremderregung.
Bei Wechselstrom-Kollektormaschinen mit Nebenschluss- oder Fremderregung genügt noch nicht, Ankerspannung und Erregerfeld ganz oder nahezu phasengleich zu machen, um der Maschine einen gleichen Charater, wie den einer Gleichstrommaschine mit derselben Schaltung,
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fremderregten Kollektormaschine und den übermässig grossen Lcerlaufstrom zu vermeiden.
Denselben Zweck kann man auch erreichen, durch Änderung der Phasenverschiebung zwischen Ankcrspannung und Feld, je nach der Belastung der Maschine, wie das Diagramm Fig. 1 zeigt, In diesem Diagramme bedeutet k die Klemmenspannung einer fremderregten Maschine, f das Feld, das um einen gewissen Winkel x von der Klemmenspannung abweicht, e die Gegenspannung des Ankers, die immer in Phase mit f ist. Die Resultierende aus der Klemmenspannung k und der Gegenspannung e ist gleichzeitig die Resultierende aus dem Ohm'schen Spannungs- abfalle wi im Anker und dem induktiven wli. Bei einer bestimmten Belastung ist dann der Ankerstrom i in Phase mit dem Felde. ;'.
Diese Übereinstimmung der Phase von Ankerstrom und Feld bleibt aber bestehen für jede Belastung, wenn der Phasenwinkel zwischen Klemmenspannung und Feld angemessen verändert wird. wie beispielsweise punktiert für die halbe Belastung der Maschine angedeutet ist. wobei e1 die bei der dann herrschenden Geschwindigkeit auftretende
Gegenspannung bedeutet. Man kann auf diese Weise unter günstigen Umständen die Änderung der Geschwindigkeit der Maschine mit der Belastung in zulässigen Grenzen halten. Im allgemeinen
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ist die Änderung der Geschwindigkeit mit der Belastung bedeutend.
Nach vorliegender Erfindung soll durch besondere Bemessung der Phasenverschiebung zwischen Klemmenspannung und Feld, bei sonst geeigneter Ausführung des Motors, die Geschwindigkeitsänderung der Maschine bei wechselnder Belastung beliebig verringert, sogar nach Bedarf mit der Belastung gesteigert werden kar-i, ohne notwendig die Erreger-Amplitude ändern zu müssen.
Wie nämlich das Diagramm Fig. : 3 zeigt, bei dem dieselben Bezeichnungen wie in Fig. l
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wenn man zwischen dem Ankerstrome i und der Gegenspannunge, entgegen dem sonst Angestrebten, eine gewisse Phasenverschiebung : :. eintreten lässt. Der Beweis dafür ist unmittelbar aus dem Diagramme zu entnehmen, da nach der Bedingung das Dreieck zwischen k und e gleichschenkelig
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(Durch die punktierte Ergänzung gilt das Diagramm gleichzeitig für einen Motor wie für einen Generator). Ersichtlich wird jeder Belastung ein anderer Phaaenwinkel a : entsprechen, wenn der Bedingung der Gleichheit von Klemmenspannung und Gegenspannung entsprochen werden soll. Dazu können die nachfolgenden beschriebenen Mittel Anwendung finden.
Fig. 3 zeigt schematisch eine derartige Einrichtung.
Ein als Motorgenerator dienender Synchronmotor oder Asynchronmotor a wird aus dem Netze gespeist und liefert von Anschlusspunkten p des Stators aus den Erregerstrom für die Kol1ektormaschine. Durch Verschieben der Anschlusspunkte lässt sich die Phase des Erregerstromes beliebig einstellen.
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'können. In diesem Falle wird man zweckmässig die induzierende Wicklung ruhend ausführen ; z. B. nach Art eines Gleichstromankers mit Kommutator, auf dem Bürsten als Zuführungskontakte verstellbar angeordnet sind, wodurch bei wenigen Kontakten eine allmähliche Verstellung der Wicklungsachse ermöglicht wird.
Die Änderung der Phase des Erregerstromes kann weiters durch eine Einrichtung nach Fig. 4 erzielt werden. Darin bedeuten i ! die Leitungen von einem Wechselstromgenerator an die der Anker a eines Motors angeschlossen ist ; dagegen eine Hilfsleitung, die von einer entsprechenden Hilfswicklung des Generators o gespeist wird. dal3 sie mit den Hauptleitungen ein Mehrphasensystem bildet. Der an die drei Leitungen angeschlossene verstellbare Transformator t hat eine mehrphasige Primärwicklung und eine einphasige (bei Mehrphasenmaschinen eine entsprechend mehrphasige) Sekundärwicklung. Von dieser letzteren wird die Erregerwicklung f des Motors gespeist.
Durch Verstellen des Transformators kann ersichtlich jede beliebige Phase des Feldes eingestellt werden, was von Hand oder selbsttätig durch ein vom Ankerstrome abhängiges Relais erfolgen kann. An Stelle der besonderen Hilfsleitungen oder mehrerer Hilfsleitungen können natürlich auch die entsprechenden Leitungen in vollständigen Mehrphasennetzen dienen.
Durch eine auf dem drehbaren Transformator etwa angeordnete zweite Wicklung, mit deren Hilfe das Bürstenfeuer unterdrückt werden soll, die deshalb gegen die erste um annähernd 900 verschoben ist, wird die hier im Frage kommende Wirkung nicht verändert.
Die erforderliche Phasenverschiebung zwischen Ankerspannung und Erregerspannung lässt sich bei fester Erregerspannung auch durch einen vor den Anker geschalteten Motor-Generator erreichen, wenn dieser aus synchronen Maschinen besteht. Beim synchronen Generator verschiebt sich bekanntlich die Klemmenspannung gegen das Polrad mit der Belastung, aber nicht in einem für Kollektormotoren günstigen Sinne. Beim synchronen Motor tritt diese Verschiebung im entgegengesetzten Sinne ein und lässt sich durch Vorschalten von Drosselspulen noch vergrössern.
Die vorstehehd genannten Mittel zur Ausübung der Erfindung können nach Bedarf durch andere ersetzt werden.