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Einrichtung zum Anlassen und Kompensieren von synchronen Wechselstrom maschinen.
Die gewöhnlich verwendeten Bahnumformer (Motorgeneratoren) werden von der Gleichstromseite her angelassen. Dies hat den Nachteil, dass ausser den im Betriebe befindlichen Maschineneinheiten einer Uniformerstation gewöhnlich ein Aggregat leer mitlaufen gelassen wird, um im Falle einer plötzlichen rapiden Steigerung des Gleichstromkonsums nicht die Anlaufwatt
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zu müssen.
Für industrielle Anlagen mannigfacher Arten böte der Synchronmotor dem Induktions- motor gegenüber Vorteile, welche der elektrotechnischen Industrie neue Absatzgebiete erschliessen würden, wenn sich nicht bis jetzt der technischen Anwendung des Synchronmotors die Unmöglichkeit ihn mit Wechselstrom anzulassen, entgegengestellt hätte.
Sogar bei Wechselstromerzeugern, Synchrongeneratoren, wäre es in manchen Fällen vorteilhaft, wenn sie eine Vorrichtung besässen, welche es gestatten würde, sie als Wechselstrommotoren anzulassen.
Umsomehr gewinnt eine derartige Vorrichtung an Bedeutung, wenn sie bei Gleichstrom-
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oder den neuerdings vielfach diskutierten Vorteil einer Kompoundierung der Wechselstrommaschine auf einfache Weise erreichen lässt, wie es bei der vorliegenden, mit dem Kennworte
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Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf jene Fälle, wo die genannten Vorteile, u. zw. Anlassen der Synchronmaschine mit Wechselstrom und Kompoundierung der Wechselstrommaschine mit Gleichstrom, beide wünschenswert erscheinen. sondern man wird die Aufhpifwicklung auch dann mit Vorteil einbauen, wenn man-wie z. B. bei
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(mit mehr oder weniger Berechtigung) verzichten zu können oder zu müssen glaubt.
Man hat bisher versucht, synchrone Motoren dadurch, dass man die Feldwicklung kurz
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statione) !, welche nicht eine grosse Akkumulatorenbatterie enthielten, ein eigener., Auwurfmotor" auf die Welle des Umformers aufgekeilt wurde.
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Anlauf der Maschine so geschaltet werden, dass dieselbe unter Benützung eines gewöhnlichen Anlassers für Induktionsmotoren als Asynchronmaschine von der Wechselstromseite her angelassen werden kann.
Der Zweck einer Einflussnahme auf das Ankerfeld, also einer Kompensation, Kompoundierung oder Kommutation wird dadurch erreicht, dass das Leitersystem der"Aufhelfwicklung" beim synchronen Laufe der Maschine mit Gleichstrom erregt wird genau so wie die Ankerwicklung eines ! Gleichstrommotors magnetisiert ist, wobei durch geeignete Wahl der Gleichstromschlusspunkte entweder Kompensation allein oder gleichzeitig auch Kompoundierung, bezw. Kommutation erzielt werden kann. Der hierzu erforderliche Gleichstrom ist entweder der Arbeitsstrom der Maschine (Konverter) selbst, oder ein Hilfsstrom, der durch eigene (eventuell für mehrere Aggregate gemeinschaftliche) Zusatzmaschinen erzeugt, konstant, von Hand regulierbar oder auch selbsttätig dem Arbeitsstrome proportional veränderlich sein kann.
Die Fig. 1 bis 6 der Zeichnung deuten die Anbringung und Schaltung der"Aufhelfwicklung" an, die Fig. 7 bis einschliesslich 11 zeigen einige der einfachsten Arten, die Querverbindungen der einzelnen Stäbe durchzuführen.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Konverter, dem durch Schleifringe 1, 2 bis 6 mehrphasiger Wechselstrom zugeführt wird, während der Gleichstrom von den Kollektorbürsten. B + und B- abgenommen und über Schalter 8, 8 an das Gleichstromnetz abgegeben wird. Die Polschuhe der Feldmagnete 9,9 enthalten die parallel zu den Ankerstäben ähnlich einer Dämpferwicklung verlegten Leiter 10 (Stäbe oder Drahtbündel) der Aufhelfwicklung. Die Klemmen derselben sind in allen Figuren mit a, b bis,/bezeichnet. Fig. 2 zeigt, wie die Aufhelfwicklung nicht nur bei Maschinen mit ausgeprägten Innen-oder Aussenpolen, sondern auch bei Zylinderrotoren oder bei Maschinen, deren Eisen am ganzen Umfange einen gleichbreiten Luftspalt freilässt, angebracht werden kann.
Die"Aufhelfwicklung"wird zwecks Anlassens der Maschine entweder selbst mit dem Wechselstrom erregt und der Anker wird über den üblichen mehrphasigen Anlasser der Induktionmotoren, geschlossen, oder man schaltet den Anlasser an die Aufhelfwicklung und die Wechselstromquelle (Sicherungen s, s) an den Anker. Im zweiten Falle weisen die Stromwenderbürsten eine Wechselspannung von dem der Schlüpftourenxahl entsprechenden Puls auf und können über den Gleichstrom-Hauptschalter 8, 8 der Maschine an die Sammelschienen des Gleichstromnetzes angeschaltet werden.
Mittels Phasenlampen 12 oder Voltmeter und dergl. wird das Parallelschalten hier an der Gleichstromseite vollkommen analog dem üblichen Vorgange an der Wechselstromseite durchgeführt, sobald die Tourenzahl, je nach der Grösse der Maschine, dem Synchronisas entweder vollkommen gleich geworden ist, oder ihm hinreichend nahe gekommen ist, um einen Kurzschluss beim Einschalten zu vermeiden.
Es kann auch sowohl in die Aufhelfwicklung als in den Anker der Maschine gleichzeitig der Mehrphasenstrom geschickt werden, um so eine Tourenzahl der Maschine zu erreichen, welche grösser ist als der normale synchrone Lauf. Der Wechselstromschalter ist in diesem Falle (siehe Ftg. 4) ein Doppelschalter 13a, welcher bei abwärts gelegtem Hebel den Sternpunkt des Rotors bezw.
Anlassers bildet, so dass die Maschine als normaler Induktionsmotor bis auf 95 bis 980/0 der Synchrontourenzahl gebracht werden kann ; hierauf ist der Widerstand nochmals einzuschalten und gleichzeitig der Hauptschalter 13a umzulegen, wodurch sich die Maschine bis auf 100% der Synchrontourenzahl (und mehr) beschleunigen, oder besser"überhasten"lässt. Es ist minder vorteilhaft, wenn auch nicht unmöglich, die Maschine gleich anfangs mit zwei Anlassern überhastet anlaufen zu lassen, da sie bei dieser Schaltung asynchron auf das Netz arbeitet.
Um die Anlaufzeit auf das Äusserste zu verkürzen, oder um die genaue Einregulierung in die SynchronTourenzahl auf anderem Wege zu ermöglichen, kann für den Anlauf eine Polumschaltung und zwar eine solche auf geringere Polzahl vergenommen werden, um die Rotationsgeschwindigkeit des Drehfeldes zu vervielfachen. In der nur einphasig gezeichneten Schaltung nach Fig. 5 ist z. B. der Wechselstromschatter für einige Pole ein Kommutator j ! J, um für den Anlauf in diesen bestimmten Po ! en der Aufhelfwicklung die Stromrichtung umkehren zu können.
Bei Einphasenmaschineu wird als Hilfsphase mit Vorteil die Gleichstrom-Feldwicklung der Pole benützt und zwar nicht nur wie bekannt, durch Anlegen an die gegebene Wechselspannung, sondern auch durch Schliessen mit oder ohne Zusatzwiderstand, welch letztere neue Schaltung bei gleichzeitiger Erregung der,, Aufhelfwicklung" mit Wechselstrom (als Hauptphase) natürlich wohl zu unterscheiden ist von den eingangs erwähnten Kurzschliessen der Pole. Bei der durch Fig. 6 dargestellten Schaltung kann durch Schliessen der Schalter 14 nach oben die GleichstromFeldwicklung 15 mit ihren Klemmen ni, n an das Wechselstromnetz gelegt oder auch dmch
Umlegen der Schalter 14 nach unten kurz oder über Widerstand geschlossen werden.
Fig. 7 zeigt den Aufriss und Fig. 8 die Abwicklung eines Leitersystems, welches ein möglichst einfach gewähltes Beispiel einer Aufhelfwicklung darstellt. Die Punkte a, b, c sind Anschluss- klemmen für die Drehstromspannung, die Punkte + und- jene für den Kompensationagleichstrom.
Natürlich können statt der gezeichneten einfachen Stäbe auch Spulen beliebiger Windungszahl
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in die Nuten eingelegt sein. Es ist obneweiteres klar, dass jedes beliebige Schema einer Hefner- Alteneck'achen Trommelanker-Bewicklung der Konstruktion einer Aufhelfwicklung zugrunde
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum betriebsmässigen Anlassen mehrphasiger synchroner Wccbselstrommaschinen, bei welcher in dem die induzierenden Wicklungen tragenden Teile der Maschine noch eine besondere Hifswicklung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Hilfswicklung (Aufhelfwicklung) beim Anlassen über Anlasswiderstände geschlossen oder aber mit oder ohne Anlasswiderstände mit Wechselstrom gespeist wird.
2. Einrichtung zum betriebsmässigen Anlassen ein-und mehrphasiger synchroner Wechselstrommaschinen, von der Wchselstromseite her und zur Beeinflussung des Ankerfeldes beim synchronen Laufe der Maschinen zwecks Kompensation, Kompoundierung oder Kommutation, bei welcher in dem die induzierenden Wicklungen enthaltenden Teile der Maschine noch eine
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strom gespeist wird.