Kompensierte Ein- oder Mehrphasen-Doppel-Kommutatormaschine zur Speisung eines Stromkreises veränderlichen Widerstandes. Um einen Ein- oder Mehrphasenstromkreis veränderlichen, Ohmschen oder induktiven Widerstandes Z mit einem Strom J zu spei sen, der unabhängig von den Veränderungen des Widerstandes einem zweiten, durch äussere Ursachen gegebenen Strom i an nähernd proportional ist, also ungefähr = k . i (c = konstant) ist, kann man den Stromkreis an die Ankerklemmen einer ge- nischt erregten kompensierten Kommutator maschine anschliessen, die zwei Erregerwick lungen hat. Der Strom i kann dabei kon stante oder auch wechselnde Frequenz haben, stets aber sind die Frequenzen beider Ströme in den Erregerwicklungen gleich.
Die eine Erregerwicklung der Kommutatormasehine ist von ihrem Ankerstrom J durchflossen und so geschaltet, dass die vom Feld des Stromes J durch Rotation im Anker indu zierte Spannung gegen den Strom J um einen Winkel phasenverschoben ist, der zwi schen 90 und 270 und vorzugsweise 180 beträgt. Die gleiche Schaltvorschrift soll auch im folgenden für jede Reihenschluss- Erregerwicklung bestehen.
Die Windungs zahl der Reihenschlusswicklung ist so gross zu wählen, dass beim grössten betriebsmässig verlangten Strom Jm = k ³ im ihre Durch flutung AWhm ein Vielfaches der Durchflu tung AWm ist, die erforderlich ist, um beim össten betriebsmässig auftretenden Wert Zm des veränderlichen Widerstandes im Anker kreis eine Spannung gleich dem Spannungs abfall des Stromes Jm im gesamten Anker kreis zu induzieren. Die Drehzahl der Kom mutatormaschine kann konstant oder verän derlich sein, nur darf sie nicht so tief sinken, dass die Durchflutung AWm die Grössen ordnung von AWhm erreicht. Die Win dungszahl der zweiten Erregerwicklung der Maschine, die vom Strom i, dem ,primären Er regerstrom" durchflossen ist, ist so zu bemes sen, .dass beim.
Strom
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ihre Durch- flutung awm gleich der geometrischen Summe aus den Durchflutungen AWhm und AWm ist. Wir bezeichnen im folgenden stets die Durchflutung der Reihenschlusswicklung als Reihenschlussdurchflutung, die Durchflutung des primären Erregerstromes als primäre Durchflutung und die zur Induzierung der resultierenden wirklich bestehenden Anker spannung erforderliche Durchflutung als re sultierende Durchflutung. Da AWm klein gegen AWhm ist, ist angenähert awm ¯ - AWhm. Ist der veränderliche Widerstand kleiner als Zm, so ist bei gleichem Strom die jetzt resul tierende Durchflutung AW kleiner als AWm, und ebenfalls vernachlässigbar, es gilt also allgemein J ¯ k ³ i.
Das für beide Erregerwicklungen der Kommutatormaschine erforderliche Kupfer gewicht entspricht der arithmetischen Summe AWhm + awm; bei einer Maschine üblicher Bauart würde es dagegen nur der resultieren den Durchflutung AWm entsprechen, also nur einen Bruchteil des bei der betrachteten Erregermaschine erforderlichen Kupfer gewichtes betragen. Gewicht und Raum bedarf der Erregerwicklungen der Maschine sind also ausserordentlich gross gegenüber denen einer Maschine normaler Bauart und gleicher Leistung, wodurch manchmal die Maschine wesentlich vergrössert und verteuert wird. Da ferner die primäre Durchflutung des Stromes i ebenfalls ein Mehrfaches der resultierenden Durchflutung ist, ist auch die der primären Erregerwicklung zuzuführende Erregerleistung ein Mehrfaches des für Ma schinen normaler Bauart üblichen Wertes.
Damit auch bei wechselnder Frequenz, also wechselndem Widerstand der primären Er regerwicklung, der primäre Erregerstrom von den Vorgängen in der Maschine unabhängig und beispielsweise der speisenden Spannung proportional wird, kann man bekanntlich vor die Erregerwicklung einen grossen konstanten Ohmschen Widerstand schalten. Grösse und Verlust dieses Widerstandes wachsen nun mit der Erregerleistung der Kommutator maschine. Da der Verlust manchmal unzulässig gross werden kann, hat man vorgeschlagen, den primären Erregerstrom nicht über eine Erregerwicklung der Kommutatormaschine, sondern über die eine Erregerwicklung einer nach gleichen Richtlinien gebauten Hilfs maschine zu leiten, deren Ankerkreis die pri märe Erregerwicklung der Hauptmaschine speist.
Da die Erregerleistung der Hilfs maschine viel kleiner als ihre Ankerleistung ist, die gleich der Erregerleistung der Haupt maschine ist, werden dadurch die Verluste, im vorgeschalteten konstanten Widerstand sehr verkleinert. Die ausserordentlich hohe Belastung der Hauptmaschine mit Erreger kupfer aber bleibt bestehen.
Erfindungsgemäss soll nun dieser Nach teil dadurch vermieden werden, dass die An kerkreise der beiden Kommutatormaschinen den veränderlichen Belastungswiderstand in Reihe speisen, und dass die erste Maschine durch ihren Ankerstrom und den primären Erregerstrom i erregt wird, während die Er regerwicklung der zweiten Maschine in Ne benschluss an den Belastungswiderstand an geschlossen ist.
Die Schaltung zeigt Abb. 1, die sich auf ein Mehrphasensystem bezieht, in der aber der Einfachheit halber nur eine Phase gezeichnet ist. 1 ist der veränderliche Widerstand, dessen Veränderlichkeit bei kon stanter Selbstinduktion beispielsweise durch einen Wechsel der Frequenz bedingt sein kann. 2 und sind die beiden Kommutator maschinen, deren Ankerkreise den Wider stand 1 in Reihe speisen. d ist die das An kerfeld aufhebende Kompensationswicklung and 5 die Reihenschluss-Erregerwicklung der Maschine 2; 6 ist die vom primären Erreger strom durchflossene Erregerwicklung der gleichen Maschine. 7 ist die Kompensations wicklung und 8 die Erregerwicklung der Maschine 3, die an einen Punkt des Be lastungswiderstandes 1, nämlich an die mit der Maschine 2 verbundenen Klemmen, an geschlossen ist.
Die punktiert gezeichnete Verbindung wird später erläutert. 9 ist die Antriebsmaschine .der beiden Kommutator- ma.schinen, die von einem beliebigen Netz 10 gespeist wird, Die Drehzahl darf wieder in beliebigen Grenzen schwanken, solange nur dis im folgenden angegebenen Bedingungen eingehalten werden.
Wenn die Maschine 2 über die Wicklung 6 durch den primären Erregerstrom erregt wird, fliesst in ihrem Ankerkreis ein Strom, der sich teils über den Ankerkreis 1-7 der Maschine 3 und teils über deren Erregerkreis 8 schliesst. Die Summe der Spannungen in dem geschlossenen Stromkreis 8-1-7 muss Null sein. Der im Erregerkreis 8 fliessende Strom ist also durch die Bedingung fest gelegt, dass die von ihm im Anker der Ma- schipe induzierte Spannung gleich dem ge samten Spannungsabfall im Kreis 7-1-8 it. Die Maschine ist nun so zu bemessen, dass bei jedem betriebsmässig auftretenden Spannungsabfall im Widerstand 1 der Er regerstrom der Wicklung 8, dessen Anker spannung die Summe der Spannungen im Kreis 7-1-8 zu Null werden lässt, klein gegenüber dem Strom des Widerstandes 1 ist.
Zur Vermeidung der Selbsterregung muss fer ner auch Wicklung 8 solchen Wickelsinn be sitzen, dass der in letzterer fliessende Strom im Anker der Maschine 3 eine Spannung induziert, die zwischen 90 und 270 und vor zugsweise 180 gegen den Strom der Wick lung 8 phasenverschoben ist. Wird nun fer ner die Maschine 3 so entworfen, dass bei jedem betriebsmässig auftretenden Zustand ihre Erregerspannung, also die Klemmen spannung der Wicklung 8, klein gegenüber der Ankerspannung der Maschine ist, so ist die Ankerspannung der Maschine 3 an nähernd gleich dem Spannungsabfall im Wi derstand 1. Die Klemmenspannung der Ma schine 2 ist bei Schaltung nach Abb. 1 gleich der Erregerspannung der Wicklung 8, also viel kleiner als der Spannungsabfall im Widerstand 1.
Würde dieser Widerstand nur von der Maschine 2 gespeist, so wäre da gegen ihre Klemmenspannung gleich dem Spannungsabfall im Widerstand. Durch die vorgeschlagene Schaltung wird also die im Anker der Maschine 2 zu induzierende Span- rung und damit ihre resultierende Durchflu- tung und ihre Erregerleistung ausserordent lich verkleinert. Die Windungszahl der Rei henschluss-Erregerwicklung 5 ist wieder so zu bemessen, dass ihre Durchflutung stets ein Mehrfaches der resultierenden Durchflutung ist. Die Durchflutung der Wicklung 5 ist dabei angenähert entgegengesetzt gleich der Durchflutung der Wicklung 6. Es ist also auch der Strom der Wicklung 5 und damit auch der des Widerstandes 1 angenähert pro portional dem primären Erregerstrom der Wicklung 6.
Die erforderliche Durchflutung der Wicklungen 5 und 6 ist infolge der Ver kleinerung der resultierenden Durchflutung der Maschine viel kleiner als bei einer Er regermaschine der bisher bekannten Schal tung. Die Maschine 2 ist also auch viel we niger mit Erregerkupfer belastet. Das glei che gilt für die Maschine 3, deren gesamte. erregende Durchflutung ihrer Ankerspan nung entspricht.
In der Schaltung nach Abb. 1 stören zwei Nebeneinflüsse die verlangte Proportio nalität zwischen dem Strom der Wicklung 6 und dem des Widerstandes 1. Beide Stö rungseinflüsse können durch geeignete Be messung zwar klein gehalten, aber nicht ganz beseitigt werden. Der Strom des Wi derstandes 1 unterscheidet sich nämlich von dem der Wicklung 5 um den Strom der Er regerwicklung 8 und ferner unterscheidet sich die Durchflutung der Wicklung 5 von der der Wicklung 6 um die resultierende Durchflutung der Maschine z. Beide Stö rungseinflüsse können durch zusätzliche Massnahmen annähernd beseitigt werden.
Wenn nämlich die Maschinengruppe mit konstanter Drehzahl läuft und wenn die Ma schine 3 unterhalb der Sättigungsgrenze ar beitet, ist der Strom der Wicklung 8 der im Anker der Maschine 3 induzierten Spannung, also angenähert auch der an ihren Anker klemmen bestehenden Spannung proportional. Der durch den Strom der Erregerwicklung 8 bedingte Störungseinfluss kann .deshalb be seitigt werden, wenn nach Abb. 2 eine wei tere Erregerwicklung 11. der Maschine 2 mit einem der Ankerspannung der \Maschine 3 proportionalen Strom gespeist wird. Die Proportionalität zwischen Spannung und Strom kann durch Zwischenschaltung eines konstanten Widerstandes 12 entsprechender Grösse erreicht wenden.
Im übrigen gelten für Abb. 2 die gleichen Bezeichnungen wie für Abb. 1. In beiden Abbildungen ist die Durch- flütung der Wicklung 6 durch die gleiche äu ssere Ursache festgelegt und also, in beiden Abbildungen gleich. Dasselbe gilt für die re sultierende Durchflutung der Maschine, wel che durch die zu induzierende Ankerspannung festgelegt ist. Deren geringe Änderungen infolge der geringen Änderung des Anker stromes, welche der Schaltungsunterschied zwischen den Abb. 1 und 2 bedingt, können wir vernachlässigen. Die Durchflutung der Wicklung 5 unterscheidet sieh also in Abb. 2 von der nach Abb. 1 um den Durchflutungs betrag der Wicklung 11.
Es unterscheidet sich also bei Abb. 2 der Strom der Wicklung 5 vom gleichen Strom der Abb. 1 um einen der Ankerspannung der Maschine 3 propor tionalen Betrag, und dieser Betrag ist bei entsprechender Bemessung gleich dem Strom der Wicklung -8. Um den gleichen, Be trag ändert sich auch der Strom des Widerstandes 1 in Abb. 2 gegenüber dem in Abb. 1. Da nun bei Schaltung nach Abb. 1 der Strom des Widerstandes 1 sich um diesen Betrag von dem verlangten Wert entfernte, wird der Fehler, den in Abb. 1 der Strom der Wicklung 8 verursacht, durch die Erregerwicklung 11 der Abb. 2 ausgeglichen. Der durch die resultierende Durchflutung der Maschine 2 bedingte Fehler kann da durch vermieden werden, dass eine Erreger wicklung 13 der Maschine über einen gro ssen konstanten Widerstand 14 mit einem der Ankerspannung der Maschine propor tionalen Strom erregt wird.
Wird durch entsprechende Bemessung des Widerstandes 14 und der Windungszahl der Wicklung 13 deren Durchflutung für einen Betriebspunkt gleich der resultierenden Durchflutung der Maschine 2 eingestellt, so gilt dies, solang- Maschine 2 mit konstanter Drehzahl und unterhalb der Sättigungsgrenze arbeitet, für alle Werte des primären Erregerstromes und des veränderlichen Widerstandes 1. Wenn aber die Durchflutung der Wicklung 13 gleich der resultierenden Durchflutung der Maschine 2 ist, ist die geometrische Summe der Durchflutungen der Wicklungen 5, 6 und 11 gleich Null und der störende Einfluss der resultierenden Durchflutung der Ma schine ist beseitigt. Oft genügt es, nur einen der genannten Störungseinflüsse auszuschei den.
Die Ströme der Wicklungen 11 und 13 können vernachlässigbar klein gehalten wer den. Der Strom der Erregerwicklung 8 der Maschine 3 kann schliesslich noch dadurch verkleinert werden, dass eine weitere Erreger wicklung der Maschine 3 mit einem der An kerspannung der Maschine proportionalen Strom gespeist wird.
Bei Schaltung nach Abb. 1 ist, wie er wähnt, die Ankerspannung der Maschine 3 annähernd gleich dem Spannungsabfall im Widerstand 1, die Klemmspannung der Ma schine 2 ist gleich der Erregerspannung der Maschine 3, also ausserordentlich klein. Es kann nun vorteilhaft sein, die Spannungs belastung der Maschine 3 zu verkleinern und die der Maschine 2 zu vergrössern, beispiels weise weil sonst die Spannung der Maschine 3 unzulässig gross würde. Eine beliebige Aufteilung des Spannungsabfalles im Wi derstand 1 auf beide Maschinen kann da durch erreicht werden, dass die Erregerwick lung 8 nicht an die mit den Ankerklemmen der Maschine 2 verbundenen Klemmen des Widerstandes, sondern an irgend einen Punkt des Widerstandes angeschlossen ist.
Wird zum Beispiel die Erregerwicklung 8, wie in Abb. 1 punktiert angedeutet, in der Mitte des Widerstandes 1 angeschlossen, so wird die Ankerspannung der Maschine 3 gleich dem halben Spannungsabfall des Widerstan des 1, die andere Hälfte des Spannungs abfalles wird durch die Maschine 2 gedeckt.
Ebenso wie die bisher bekannte Einzel kommutatormaschine, eignet sich auch die neu vorgeschlagene Doppelkommutator- maschine besonders als Doppelerreger maschine 71xr Speisung der Erre-erwickllxng von Kommutatorhintermaschinen, die an die Schleifringe von Asynchronmaschinen ange schlossen sind. Der primäre Erregerstrom der Doppelerregermaschine ist dadurch festge legt, dass ihre primäre Erregerwicklung von der Schleifringspannung des Hauptmotors oder auch eines asynchronen Hilfsmotors oder von der Kommutatorspannung eines Frequenzwandlers über Ohmsche oder induk tive Widerstände gespeist wird.
Die primäre Erregerwicklung kann auch in Reihen- oder Parallelschaltung von zwei oder mehr der genannten Spannungsquellen gespeist oder auch schliesslich in einzelne Wicklungen un terteilt sein, die von einzelnen der genannten Spannungen gespeist werden.
Die Klemmenspannung jeder Erreger wicklung der Kommutator-Hintermaschine verläuft (vergl. D. R. P. Nr. 241188), in Ab hängigkeit von der Schlüpfung aufgetragen, nach einer Kurve, welche von der der Schleifringspannung des Hauptmotors zwar verschieden ist, aber doch so gelegt werden kann, dass der Maximalwert der Abweichung beider Spannungen im ganzen Regelbereich viel kleiner als die maximale Erregerspan nung der Hintermaschine ist. Erfindungs gemäss soll deshalb die Spannung, welche die Doppelerregermaschine zur Speisung der Er regerwicklung liefern muss, dadurch verklei nert werden, dass in Reihe zum Ankerkreis der Doppelerregermaschine die, gegebenen falls zweckmässig transformierte, Schleif ringspannung des Hauptmotors geschaltet wird, so dass diese einen Teil der Erreger spannung der Hintermaschine deckt.
Die Schaltung zeigt Abb. 3, in der der primäre Erregerstrom der Doppelerregermaschine von der Kommutatorseite eines Frequenzwandlers über einen konstanten Widerstand zugeführt wird; der primäre Erregerkreis kann aber auch in einer der andern oben angegebenen Schaltungen erregt werden. 1 ist das pri- näre Netz, 2 die Asynchronmaschine, 3 deren Kommutatorhintermaschine mit der das Ankerfeld aufhebenden Kompensations wicklung 4 und der Reihenschlusserreger wicklung 5.
Diese letzte Erregerwicklun kann bei manchen Ausführungen auch weg fallen. 6 ist die von der Doppelerreger maschine 7-8 gespeiste Erregerwicklung. 9 ist die Kompensationswicklung der Ma schine 7 und 10 ihre Reihenschlusserreger wicklung, 11 die vom primären Erregerstrom gespeiste Erregerwicklung. 12 ist die Kom pensationswicklung der Erregermaschine 8 und 13 ihre Erregerwicklung. Die Wicklung 11 ist über einen konstanten grossen Wider stand 16 an die Kommutatorseite eines Fre- quenzwandlers 17 angeschlossen, der primär über einen Transformator 18 von der Netz spannung gespeist wird. Der Strom dieses Eireises ist also konstant, auch wenn sich der Widerstand der Wicklung 11 bei einem Wechsel der Schlupffrequenz des Haupt motors ändert.
Der Strom kann aber zum Beispiel durch Übersetzungsänderung des Transformators 18, nach Grösse und Phasen lage auf jeden Wert eingestellt werden. Die sem Strom ist, wie früher erläutert, der Strom der Wicklung 6 annähernd proportio nal, auch wenn deren induktiver Widerstand bei wechselnder Schlüpfung des Hauptmotors stark schwankt. Durch Regelung des pri mären Erregerstromes der Maschine 2 kön nen also der Strom der Wicklung 6 und da mit die Schlüpfung und die Phasenkompen sation des Hauptmotors beliebig geregelt werden. Mit der Schlüpfung ändert sich die Klemmenspannung der Wicklung 6.
Wenn diese Spannung bei grosser Schlüpfung sehr gross wird, muss auch, solange der noch zu erläuternde Transformator 14 fehlt, die Dop pelerregermaschine sehr reichlich bemessen werden, damit die früher erläuterten, für ihre Wirkungsweise unerlässlichen Bedingun gen eingehalten werden können. Eine we sentliche Verkleinerung der Doppelerreger maschine ist aber möglich, wenn in ihren Ankerkreis über den Transformator 14 die Schleifringspannung des Hauptmotors einge schaltet wird.
Auch wenn der Transforma tor 14 konstantes Übersetzungsverhältnis hat, können seine Schaltung und sein Überset- zunasverhältnis so gewählt werden, dass bei einer bestimmten Seliliipfu.ng des Haupt- motors die Sekundärspannung des Transfor mators gleich und entgegengerichtet der Er regerspannung der Wicklung 6 ist, so dass bei dieser Schlüpfung die Ankerspannung der Maschine 8, die zur Aufrechterhaltung des Stromes der Wicklung 6 erforderlich ist, annähernd zu Null wird.
Beträgt die Schlüp- fung, bei der dies der Fall ist, etwa fünf Sechstel der maximalen Schlüpfung des Hauptmotors, so ist bekanntlich im ganzen Regelbereich zwischen maximaler Schlüpfung und Schlüpfung 0 die Differenz zwischen der Erregerspannung der Wicklung 6 und der Sekundärspannung des Transformators 14 viel kleiner als die grösste in diesem Be reich auftretende Erregerspannung der Wicklung 6. Es ist also auch in diesem Be reich die maximale Spannung der Erreger maschine 8, die zur Aufrechterhaltung des durch den primären Erregerstrom der Ma schine 7 vorgeschriebenen Stromes der Wick lung 6 notwendig ist, viel kleiner, als wenn der Transformator 14 nicht vorhanden wäre.
Wird mit wechselnder Schlüpfung die Über setzung des Transformators 14 geändert, so kann die erforderliche Ankerspannung der Maschine 8 noch weiter verkleinert werden. Wenn aber die Schlüpfung ihr Vorzeichen wechselt, ist bei unveränderter Schaltung die Differenz aus Erregerspannung der Wick lung 6 und Sekundärspannung des Trans formators 14 grösser als die Spannung der Wicklung 6. Bei wechselndem Vorzeichen der Schlüpfung ist also die Einschaltung des Transformators 14 zwecklos; wenn nicht bei jedem Durchgang durch die synchrone Dreh zahl der Wickelsinn seiner primären oder seiner sekundären Wicklung umgekehrt wird, so dass seine Sekundärspannung sowohl über- wie untersynchron der Erregerspannung der Wicklung 6 entgegengerichtet ist.
In Abb. 3 ist zu diesem Zweck die Sekundärwicklung des Transformators 14 für das doppelte der erforderlichen Spannung bemessen, und es ist das eine Ende des äussern Stromkreises an die Mitte der Wicklung, das andere Ende je nach Stellung der Schalter 15a und 15b an das eine oder das andere Ende der Wick- lung angeschlossen. Die entsprechende Schal tung ist für die Umschaltung der Primär wicklung des Transformators 14 möglich. Durch den Schalter 15c kann der Transfor mator überbrückt werden, was in der Nähe der synchronen Drehzahl vorteilhaft sein kann. Die Schalter 15a und 15b werden da bei zweckmässig geöffnet. Statt den Trans formator sekundär zu überbrücken, kann auch seine Primärwicklung im Bereich des Synchronismus von den Schleifringen abge schaltet und kurzgeschlossen werden. 19 ist die Antriebsmaschine der Doppelerreger maschine.
Die Wendepole der Kommutatorhinter maschine werden bekanntlich oft von einem Strom erregt, welcher der resultierenden er regenden Durchflutung der Hauptpole der Hintermaschine proportional ist. Für ge gebene Phasenlage der Durchflutung der Hauptpole muss der Strom der Wendepole bei negativer Schlüpfung entgegengesetzte Richtung haben als bei positiver Schlüpfung. Setzt sich die Durchflutung der Hinter maschine, wie in Abb. 3, aus den Durchflu- tungen der Wicklungen 5 und 6 zusammen, muss auch der Strom der Wendepole entspre chende Komponenten führen.
Dem Strom der Wicklung 6 ist in Abb. 3 der Primärstrom des Transformators 14 proportional und die ser Strom hat, infolge der Umschaltung im Sekundärkreis des Transformators, vergli chen mit dem Strom der Wicklung 6, bei negativer Schlüpfung entgegengesetzte Rich tung als bei positiver Schlüpfung. Wird der Transformator 14 nicht sekundär, sondern primär umgeschaltet, so gilt das gleiche für den vordem Schalter fliessenden Primärstrom des Transformators. Der Primärstrom des Transformators 14 kann deshalb zur Erre gung der Wendepole der Hintermaschine dienen. Eine Umschaltung der Wendepol wicklung bei Durchgang durch Synchronis mus ist nicht erforderlich.
Schliesslich kann der Primärstrom des Transformators 14 um eine der Durchflutung der Erregerwicklung 5 der Hintermaschine proportionale Kornp^.-- nente vergrössert: werden, so @dass er der ge- samten erregenden Durchflutung der Kom mutatorhintermaschine 3 proportional ist. Dies ist der Fall, wenn der Transformator 14 mit einer dritten, vom Ankerstrom des Hauptmotors durchflossenen Wicklung aus gestattet wird.
Da, von der magnetisieren den Durchflutung abgesehen, die Durchflu tung der Primärwicklung des Transforma tors entgegengesetzt gleich der geometrichen Summe der Durchflutungen der Sekundär- und der Tertiärwicklung ist, ist auch der Primärstrom des Transformators der resul tierenden Durchflutung der Hintermaschine proportional, wenn sich die Windungszahlen der Sekundär- und Tertiärwicklung des Trans formators wie die Windungszahlen der Wicklungen 6 und 5 der Hintermaschine ver halten. Erfolgt die Umshaltung des Trans formators 14 auf der Sekundärseite, so muss, wenn das Vorzeichen der Schlüpfung wech selt, auch die Stromrichtung der Tertiär- Wicklung umgekehrt werden.
Da der Strom des Hauptmotors meist sehr hoch ist, wird die Änderung der Stromrichtung leichter aus führbar, wenn der Ankerstrom nicht unmit telbar über die Tertiärwicklung geleitet, son dern vorher durch einen weiteren Transfor mator auf kleineren Strom transformiert wird. Statt den Ankerstrom einer dritten Wicklung des Transformators 14 zuzufüh ren, kann er schliesslich in dessen Sekundär wicklung über den Strom der Wicklung 6 der Hintermaschine überlagert werden. Da mit ergibt sich die Schaltung der Abb. 4, in welcher der Einfachheit halber die Doppel erregermaschine weggelassen und nur der äussere Teil ihres Ankerkreises gezeichnet ist. Die Bezeichnungen sind die gleichen wie in Abb. 3. 22 ist der Transformator, der den Ankerstrom des Hauptmotors auf kleineren Wert transformiert.
Seine Sekundärwicklung ist offen geschaltet und mit einem Ende an den Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators 14, mit dem andern Ende an die gemeinsame Klemme der Schalter 15i und 15b angeschlossen. Die Grösse des Stro mes in der Wicklung 6 ist durch die Er regermaschinen festgelegt. Der Sekundär- strom des Transformators 22 schliesst sich also, je nach Lage der Schalter, über den Schalter 15a und 15b. Es überlagert sich also in der einen Hälfte der Sekundärwick lung des Transformators 14 über den Strom der Wicklung 6 ein Strom, der sich bei ent sprechender Bemessung des Transformators 22 zum strom der Wicklung 6 verhält wie die Durchflutung der Wicklung 5 zu der der Wicklung 6.
Der Primärstrom des Trans formators 14 ist also der resultierenden Durchflatung der Hintermaschine 3 propor tional; wenn das Vorzeichen der Schlüpfung wechselt, kehrt der Strom infolge der Be tätigung der Schalter 15a und 15b seine Richtung gegenüber der resultierenden Durchflutung der Maschine 3 um, er kann also ohne zusätzliche Umschaltungen über die Wicklung 20 die Wendepole der Hinter maschine erregen. Durch Öffnen des Schal ters 21 kann in der Nähe des Synchronis mus die Wendepolerregung unterbrochen und der Transformator 14 wirkungslos gemacht werden. Zweckmässig wird dabei gleichzeitig entweder seine primäre oder seine sekundäre Wicklung kurzgeschlossen.
Die Betätigung der Schalter 15 und 21 kann selbsttätig er folgen, zum Beispiel durch einen Asyn chronmotor, der an die Schleifringe des Hauptmotors angeschlossen wird, so dass sein Drehmoment mit dem Vorzeichen der Schlüp- fung des Hauptmotors seine Richtung ändert. Soll die Betätigung der Schalter erst ober halb einer bestimmten Schlüpfung erfolgen, so darf das Drehmoment des Motors erst bei dieser Schlüpfung den zur Betätigung des Schalters erforderlichen Wert erreichen. Da in Abt. 3 der primäre Erregerstrom der Wicklung 11 dem Strom der Wicklung 6 proportional ist, kann auch dieser primäre Erregerstrom mittelbar oder unmittelbar zur Erregung der Wendepole herangezogen wer den.
Zur Erreichung günstiger Kommutierung können die NVendepole der Hintermaschine auch mit einem Strom erregt werden, wel cher der Erregerspannung der Hinter maschine proportional ist. Die Erregerwick- lung der Wendepole kann zu diesem Zweck unter Zwischenschaltung von konstantem Widerstand an die Klemmen der Erreger wicklung 6 (Abb. 3) der Hintermaschine an geschlossen werden, so dass sie im Neben schluss zum Erregerkreis der Hintermaschine liegt. Da oft der Strom der Wendewicklung nicht vernachlässigbar klein ist, ist dabei dar auf zu achten, dass durch den Anschluss die ser Wicklung sich der Erregerstrom der Wicklung 6 nicht von dem durch die Dop pelerregermaschine vorgeschriebenen Wert entfernt.
Diese Gefahr wird vermieden, wenn die Wendewicklung an diejenigen Klemmen der Erregerwicklung 6 angeschlossen wird, welche mit dem Anker der Erregermaschine 8 (Abb. 3) verbunden sind, wenn die Er regerwicklung der Wendepole also an die Verbindungsleitungen der Wicklungen 6 und 12 angeschlossen wird. Der Strom der Wick lung 6 soll ja proportional dem primären Er regerstrom der Wicklung, 11 sein, der selbst dem Strom der Wicklung 10 wenigstens an genähert proportional ist. Da durch die Ab zweigung eines Stromes beliebiger Grösse zwischen der Wicklung 6 und der Wicklung 12 das Verhältnis der Ströme der Wicklun gen 6 und 10 nicht beeinflusst wird, kann also an der der genannten Stelle ein Strom beliebiger Grösse zur Speisung der Wende pole abgezweigt werden, ohne dass sich da durch der Strom der Wicklung 6 ändert.
Da die Klemmenspannung der Wicklung 13 sehr klein ist, ist in Abb. 3 bei geschlossenem Schalter 15c die Spannung an der Verbin dungsleitung 6 bis 12 annähernd gleich der Spannung der Wicklung 6. In einem an die Verbindungsleitung 6 bis 12 angeschlossenen Stromkreis konstanten Widerstandes fliesst also ein der Spannung der Erregerwicklung 6 proportionaler Strom.
Wird dagegen der Schalter 15c bei geschlossenem Schalter 15a oder 15b geöffnet, so unterscheiden sich die Spannung der Wicklung 6 und die Span nung an der Verbindungsleitung 6 bis 12 um die Sekundärspannung des Transforma tors 14, so dass auch der an die Verbin dungsleitung 6 bis 12 angeschlossene Wen- depolerregerkreis konstanten Widerstandes nicht einen der Erregerspannung der Hinter maschine proportionalen Strom führt, der Strom ist vielmehr der Differenz aus der Er regerspannung der Wicklung 6 und der Se kundärspannung des Transformators 14 pro portional.
Der Einfluss der Sekundärspan nung des Transformators 14 auf den Strom des Wendepolerregerkreises der Hinterma schine, der an die Verbindungsleitung 6 bis 12 angeschlossen ist, wird aber beseitigt, wenn der Transformator 14 nicht, wie ge zeichnet, zwischen die Wicklungen 6 und 10, sondern zwischen die Anschlusspunkte des Wendepolerregerkreises und die Wicklung 12 eingeschaltet wird. In diesem Fall ist die Spannung an den Klemmen des Wendepol erregerkreises angenähert gleich der Span nung der Erregerwicklung 6, unabhängig von der Grösse der Sekundärspannung des Transformators 14.
In einzelnen Fällen kann es vorteilhaft sein, den Ankerstrom des Hauptmotors über eine weitere Erregerwicklung der Erreger maschine 7 (Abb. 3) zu führen. Da die Durchflutung der Wicklung 11 durch äu ssere Ursachen gegeben und die resultierende Durchflutung der Maschine 7 stets klein ist, muss sich wenn durch eine weitere Erreger wicklung eine dem Ankerstrom des Haupt motors proportionale Durchflutungskompo nente in der Maschine erregt wird, die Durchflutung der Reihenschlusswicklung 10 um den gleichen Betrag ändern; der Strom der Wicklung 6 der Hintermaschine wird also vom Ankerstrom des Hauptmotors abhängig, wodurch auch ohne besondere Reihenschluss erregerwicklung der Hintermaschine deren Durchflutung vom Ankerstrom des Haupt motors abhängig wird.
Ein besonderer Vorteil der Schaltung nach Abb. 3 und 4 besteht noch darin, dass dabei die primäre Erregerleistung der Ma schine 7 oft ;ausserordentlich klein ist, so dass der primäre Erregerstrom durch unmit telbare Einschaltung von Schnellreglern ge steuert werden kann, auch wenn diese nur für geringere Steuerleistung bemessen sind. Beispielsweise kann dadurch die Leistung des Hauptmotors von der Schlüpfung unab hängig und konstant gehalten werden.