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Stroinrichter-Repulsionsmaschine In der deutschen Patentschrift 1
257 956 ist eine Stromrichter-Repulsionemaschine mit einachsig kurzgeschlossener
Länferwicklung beschrieben, die an ein Einphasennetz angeschlossen wird. Mit Hilfe
von Thyristorstellern kann die mehrphasig auggefilhrte Ständerwicklung so an das
Einphasennetz geschaltet werden, daß die Ständerdurchflutungsachse gegenüber der
Ständerwicklung fortwährend eine andere Lage einnimmt, was einer Drehung der Durch
flutungsachse gleichkommt. Die Lurchflutungsachse der kurzgeschlossenen Läuferwicklung
sucht sich stets senkrecht zur Ständerdurchflutungsachse einzustellen, wobei in
dieser Endstellung der die Läuferwicklung durchsetzende i?luß Null ist. Durch richtiges
Weiterschalten der einzelnen Ständerwicklunsstränge kann ein bestimmter mittlerer
Winkel zwischen den Achsen der Ständer- und Läuferdurchflutung aufrecht erhalten
werden, wobei die Maschine ein diesem Winkel bei der betreffenden Drehzahl zugeordnetes
Drehmoment entwickelt. Bei der Repulsionsmaschine mit drei Phasenwicklung im Ständer
springt die Ständerdurchflutungsachse jeweils um 6O0el, wenn der Strom von einer
Phase auf die andere umgeschaltet wird.
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Die Patentschrift zeigt verschiedene Ausführungsformen einer derartigen
Stromrichter-Repulsionsmaschine. So wird in dm einfachen Fall einer dreiphasigen
Ständerwicklung deren Sternpunkt zur Verringerung der erforderlichen Thzristoranzahl
an die.eine Phase des Einphasennetzes und die Anfänge der drei wicklung stränge
über je zwei Thyristoren in Gegenparallelsohaltung an die andere Phase ange3chlossen.
Es gibt nun zwei Möglichkeiten der
Steuerung. BTæn kann z.B. beim
Überschalten von einem Wicklungsstrang auf den anderen vorübergehend zwei Wicklungestränge
parallel am Netz liegen haben, die einen Winkel-von 1200 einschließen-und von denen
jeder aller die speisende Spannung daher nur die halbe wirksame Windungszahl aufweist.
Bei gleicher ITc-tzspannung an jedem Strang müßte sich daher der Fluß- in der Maschine
verdoppeln und dementsprechend bei Vernachlässigung der Sättigung auch der vom Netz
aufgenommene Strom. Bei einem Drehsinn entsprechend der Phasenfolge U V w im Ständer
müßte auch die Steuerung diese Phasenfolge aufweisen. Um die Verdoppelung von Fluß
und Strom zu vermeiden, darf man aber stets nur einen Wicklungsstrang am Netz liegen
haben, der vor dem Zuschalten des nächsten Stranges gesperrt wird. ei diesem Verfahren
wird der gegenüber dem stromführeftden Strang in der Drehrichtung um 120° zurückliegende
Strang freigegeben, dessen Wicklungsachse mit der des bisher eingeschalteten Stranges
bei Wechselstromspeisung ebenfalls einen Winkel von 6'0° einschließt. Bei diesem
Verfahren gehört zur Phasenfolge U V W des Drehsinns die Phasenfolge U W V der Steuerung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Steuerung einer derartigen
Stromrichter-Repulsionsmaschine mit einer einachsig kurzgeschlossenen Läufeniicklung
und einer mehrphasigen Ständerwicklung, die durcll netzgeführte Stromrichter steuerbar
so gespeist wird, daß die Ständerdurchflutungsachse jeweils um den Winkel zwischen
den Phasenwicklungen kreisförmig weiterspringt, zu vereinfachen. Gemäß der Erfindung
ist'die Stränderwickung über die Stromrichter an ein Drehstromnetz angeschlossen,
indem die Anfänge der Ständerwicklungsstränge über je zwei Stromrichter (Thyristoren)
in Gegenparallelschaltung an die Phasen des Drehstromnetzes und die zu einem Sternpunkt
vereinigten Enden der Ständerwicklungsstränge über ein weiteres Stromrichterpaar
ebenfalls in Gegenparallelsohaltung an den Mittelpunktsleiter des Drehstromnetzes
geführt
sind. Dann liegen abwechselnd zwei lVicklungsstränge in Reihe an der verketteten
Spannung und ein Wicklungsstrang an der Sternspannung. Man erreicht dadurch den
Vorteil, daß unabhängig vom Schaltzustand an jedem Wicklungsstrang nur die Sternspannung
auftritt und daß außerdem die Achse der Ständerdurchflutung beim Übergang von einem
Schaltzustand zum anderen nur um 300el springt, was entbprechend kleinere Drehmomentänderungen
zur Folge hat. Der Gesamtaufwand bleibt dabei bis auf die zwei zusätzlichen Thyristoren
in der Sternpunktleitung der gleiche wie bei Einphasenspeieung mit drei Wicklungssträngen,
wobei jedoch die Achse der Ständerdurchflutung nur um 30 statt um 600 weiterspringt.
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Im folgenden sei die Erfindung an Hand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.
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Fig. t zeigt eine Stromrichter-Repulsionsmaschine mit den drei Strängen
1,2,3 einer Drehstromwicklung im Ständer, deren Läufer wicklung 4 einachsig (in
Durckmesser- oder in Sehnenschaltung) kurzgeschlossen ist. Die Anfänge der drei
Wicklungen sind über die paarweise gegenparallel geschalteten Thyristoren 5,6; 7,8;
9,10 an das Drehstromnetz R S T, die zu einem Sternpunkt vereinigten Enden der drei
Wicklungen über die beiden' ebenfalls gegenparallel geschalteten Thyristoren 11,
12 an den Mittelpunkt 14p des Drehstromnetzes angeschlossen. Die Stromrichter-Thyristoren
5 bis 12 können in der richtigen zeitlichen Reihenfolge durch eine nicht dargestellte
Vorrichtung mit oder ohne Kontakte gesteuert werden. die aus einem mit der Maschine
gekuppelten umlaufenden und einem feststehende, jedoch drehbar gelagerten Teil besteht.
Dadurch kann der Winkel zwischen den Wicklungsachsen der Ständer- und Läuferwicklung
(Achsenwinkel) wie-bei einem Repulsionsmotor der Bürstenwinkel stetig eingestellt
werden.
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Die Anordnung wirkt folgendermaßen: Der Läufer befindet sich in der
in Fio. 1 dargestellten Stellung mit einem Achsenwinkel α = 400 zwischen den
Wicklungsachsen der Läuferwicklung 4 und dem Wicklungsstrang 1; Wird nun dieser
Wicklungsstrang durch Zündung der Thyristoren 5 und 6 sowie 11 und 12 an die Spannung
R-Mp gelegt, so versucht sich der Läufer so einzustellen, daß dieter Winkel 900
beträgt. Im Läufer entsteht hierbei ein Drehmoment, das ihn im Gegenuhrzeigersin,
entsprechend dem eingezeichneten Pfeil dreht.
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Der Verlauf des bei eingeschaltetem Wicklungsstrang (Phase) 1 im Läufer
auftretenden Drehomentes über dem Achsenwinkel zwischen den Werten α= 0 (Kurzschlußstellung)
α i = 900 (Leerlaufstellung) ist in Fig. 2 dargestellt und mit Phase 1 gekennzeichnet
und zwar bei Stillstand (n = 0)9 bei halber Nenndrehzahl (n = 0,5 n,) und bei Nenndrehzahl
(n = nN)ç Bei den Minkeln α = 0 und α= 900 ist das Drehmoment jeweils
Null, wobei jedoch bei α = 0 (Kurzschlußstellung) ein unzulässig hoher Strom
auftritt. Die Kennlinien entsprechen dem bekannten Verlauf des Drehmomentes bei
Repulsionsmotoren über dem Bürstenwinkel, nur mit dem Unterschied, daß anstelle
des stellbaren und von der Läuferdrehung unabhängigen Bürstenwinkels der von der
Drehung abhängige Achsenwinkel α tritt.
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Schaltet man demnach die Phase 1 bei einem Achsenwinkel α =
40° ein, so würde sich der Läufer bei abnehmendem Drehmoment drehen, bis bei = 900
das Drehmoment Null wird. Vorher wird jedoch auf die beiden Phasen 1-2 umgeschaltet,
deren Drehmomentkennlinie um 300 gegenüber der der Phase 1 nacheilt. Zum Achsenwinkel
α = 700 der Phase 1 gerlart jetzt ein Achsenwinkel α = 400 der phasen
1-2, so daß der Läufer wieder mit genügend großem Drehmoment weiterlaufen kann.
Beim Zuschalten der Phase 2 durch die beiden Thyristoren 7 und 8 müssen die Thyristoren
11 und 12 gesperrt werden, damit der Sternpunkt der Ständerwicklung nicht das Potential
des Mittelpunktes Mp, sondern das in der Mitte zwischen den Potentialen der
Phasen
R und S liegende Potential'annimmt. Adernfalls bliebe die Richtung der aus den beiden
Wicklungssträngen 1 und 2 gebildeten Durchflutungsachse nicht konstant, sondern
würde entsprechend der.
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Phasenfolge der Netzspannungszeiger eine Winkeländerung von + 300,
d.h. im Ganzen von 600 aufweisen. Dadurch würde sich die Lage der Drehmomentkennlinie
der Phasen 1-2 um + 30o gegenüber den Kennlinien der Phasen 1 und 2 im Takte der
Netzfrequenz ständig ändern, was ungünstig für die irehmomentbildung des Läufers
wäre.
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Wenn das Drehmoment auf der Kennlinie der Phasen 1-2 bis zum Winkel
α = 700 abgesunken ist, wird die Phase 1 gesperrt und gleichzeitig werden
die lhyristoren 11, 12 freigegeben, so daß jetzt nur noch die Phase 2 Strom führt,
und die dazu gehörende Kennlinie gilt. Diese ist gegenüber der Kennlinie der Phasen
1-2 um weitere 300 am Läuferumfang zurückgestellt, so daß wieder ein Ssfangsachsenwinkel
von 400 vorhanden ist. Man erhält demnach den stärker gezeichneten sägezahnartigen
Verlauf des Drehmomentes, der für den dargestellten Fall einem Viertel (900) des
Umfangs bei der zweipoligen Maschine entspricht.
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Will man ein größeres mittleres Moment erreichen, so muß die Stromzufuhr
für die einzelnen Phasen bei einem kleineren Achsenwinkel z.B. bei 250 freigegeben
werden, die dann über 300 bis zum Achsenwinkel 55 dauert Auf diese Weise kann man
die Maschine mit jeden beliebigen Drehmoment zwischen Null und dem Höchstwert anfahren.
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Der Höchstwert liegt dabei entsprechend dem Reihenschlußverhalten
der Maschine beim Mehrfachen des Nennmomentes. Hinzu kommt, daß die Maschine wie
ein Repulsionsmotor mit konstanter Spannung betrieben werden kann.
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Natürlich kann man die der Maschine zugeführte Spannung durch Teilaussteuerung
der Thyristoren 5-10, die auch als Drehstromsteller
wirken, bis
auf Null verringern. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß die Steuerung der Thyristoren
durch den Läufer einem bestimmten günstigen Bereich des Achsenwinkels z.B. von 30°
bis 60° fest zugeordnet werden kann. Die Drehzahlsteuerung wird dann lediglich durch
die überlagerte Spannungssteuerung' entweder als Amplitudensteuerung, z.B. über
einen Stufenumspanner, Der als Anschnittsteuerung der vorhandenen Thyristoren bewirkt.
Am der Maschine selbst ist kein Steuereingriff erforderlich.
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Stellt man den Achsenwinkel aus der Kurzschlußstellung ((t = 00)
entgegen zur Drehrichtung ein, so arbeitet die Maschine bei gleichbleibender Drehrichtung
generatorisch auf das Netz zurück. Man kann dabei wieder mit stetig veränderlichem
Achsenwinkel bei konstanter Spannung'oder mit fest eingestelltem mittlerem Achsenwinkel
und stellbarer Spannung arbeiten0 Der generatorische Bereich in der einen Drehrichtung
entspricht dann dem motorischen Bereich in der anderen und- umgekehrt.
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So gehört in Fig. 2-der dargestellte Verlauf der Drehmomentkennlinien
zum Linkslauf der Maschine als Motor im Sinn einer Zunahme des Achsenwinkels von
links nach rechts. Wenn eine Phase, z.B. 1, eingeschaltet ist, nimmt das Drehmoment
mit zunehmendem Achsenwinkel ab, um beim Überschalten auf die Phasen 1-2 wieder
den ursprünglichen Wert anzunehmen usw. Unter Beibehaltung der gleichen Achsenwinkelsteuerung
entsprechen die Kennlinien von Fig. 2 einem generatorischen Betrieb bei Rechtslauf0
I)azu gehören abnçhmende Achsenwinkel. Die Phase 2 wird z.B. bei bL = 700 zugeschaltet
und entsprechend der Kennlinie der Phase 2 entwickelt die Maschine ein zunehmendes
Bremsmoment bis zu 0L = 400, wo dann auf die Phasen 1-2 beim zugehörigen Achsenwinkel
bs, - 700 umgeschaltet wird. bas Bremsmoment nimmt dann bis zu α = 400 wieder
zu. Das Drehmoment zeigt daher bei Motor- wie bei Generatorbetrieb den richtigen
Verlauf.
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Um für einen jeweils fest eingestellten mittleren
Achsenwinkel bei Änderung der Drehrichtung eine mechanische Änderung des Achsenwinkels
für die Steuezng an der Maschine selbst zu vermeiden, kann man an der Maschine eine
zweite Gruppe von Steuerspulen vorsehen, die um einen entsprechenden Winkel, z.B.
um den dopDelten Achsenwinkel gegen die erste Gruppe versetzt ist.
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Die Maschine arbeitet grundsätzlich mit einachsiger Durchflutung im
Ständer, die der Reihe nach in allen Ständerphae;en auftritt.
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Die Phasenfolge des Drehstromnetzes, an das die Maschine angeschlossen
ist, spielt daher für deren Wirkungsweise keine Rolle.
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Der Anschluß an das Drehstromnetz bietet aber den Vorteil, daß das
Überschalten von einer Phase auf die andere möglich ist, ohne daß der Strom in der
einen Phase vorher Null geworden ist, wie es bei knschluß der dreiphasigen Wicklung
an ein Einphasennetz zw-eckmäßig ist. Vielmehr kann zur eingeschalteten Phase die
nächste zugeschaltet werden und beide Phasen können über den gleichen Achsenwinkelbereich
betrieben werden wie eine Phase allein, und danach wird die erste Phase abgeschaltet
und die zweite allein betrieben bis dann in der gleichen Weise die dritte zugeschaltet
wird.
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Ferner erhält man bei Anschluß an ein Drehstromnetz einen kleineren
Winkel (30° bei einer Dreiphasenwicklung im Ständer) um den die Ständerdurchflutungsachse
jeweils weiterspringt und damit kleinere Drehmoment sprünge beim Übergang von der
einen Drehmomentkennlinie auf die andere. Beim Anschluß der gleichen Wicklung an
ein Einphasennetz beträgt dieser Winkel 600, oder- man muß einen größeren Aufwand
treiben und mehr Wicklungsstränge und mehr Thyristoren vorsehen. Nun besteht aber
die Möglichkeit für diese Maschinen das bekannte Görges-Phänomen (ETZ 1896, 5. 517/518,
Arnold, Wechselstromtechnik V. 1, S. 190) zu benutzen, das darin besteht, daß eine
im Läufer einachsig kurzgeschlossene Induktionsmaschine, deren Ständerwicklung an
ein Mehr- oder Einphasennetz angeschlossen
ist, eine stabile Beharrungsdrehzahl
bei etwa halber synchroner Drehzahl aufweist, ohne daß dabei im Läufer unerwünschte
Schlupfverluste auftreten. Gibt man daher bei einer Maschine gemäß Fig. 1 bei Annäherung
an die halbe synchrone Drehzahl alle Thyristoren frei, so läuft die Maschine bei
dieser Drehzahl mit Nebenschlußverhalten weiter. Aus'diesem Grund ist es zweckmäßig,
die Phasenfolge des Drehstromnetzes dem Drehsinn der Maschine zuzuordnen, auch wenn
dies für den unteren Drehzahlbereich nicht erforderlich ist. Man erhält auf diese
Weise mit dem geringsten Aufwand eine Maschine, die beim Anfahren und im unteren
j)rehzahlbereieh Reihenschlußverhalten mit großen Drehmomenten und im oberen Drehzahlbereich
Nebenschlußverhalten ohne die Gefahr des Durchgehens aufweist. Es besteht auch die
Möglichkeit, daß man die Maschine über die halbe synchrone Drehzahl hinaus als Repulsionsmaschine
betreibt und eine Höchstdrehzahl in der Nähe der Synchrondrehzahl erhält0 Eine Maschine
gemäß vorliegenderErfindung ist vielseiti verwendbar. Sie kann z.B. als Kranmotor
in Hebezeuganlagen, auch auf Schiffen mit Drehstrombordnetz, verwendet werden. Sie
fährt mit großem Drehmoment an, in ganzen Drehzahlbereich dann äede Drehzahl lediglich
durch Steuerung der Spannung stetig eingestellt werden. Die Last kann unter Strom
gehalten erden. Verringert man dann die Spannung, so wird die'Last generatorisch
abgesenkt Durch Erhöhung der Spannung kann man dann eie Geschwindigkeit der sinkenden
Last bis auf Null verringern.
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Zum Ab senken des leeren Hakens mit Kraft wird die Achsenwinkelsteuerung
in den motorischen Bereich der Abwärtsrichtung verlegt.
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Der generatorische Betrieb solcher Maschinen am Netz ist im Gegensatz
zu anderen Maschinen mit Reihenschlußverhalten und mit Kommutator deswegen ohne
Schwierigkeiten möglich, weil die Maschine nicht im Stande ist, ihren eigenen b'rregerstrom
zu erzeugen. Dieser muß vielmehr vom Netz geliefert werden. Wenn die Netzspannung
zu Null wird, bricht das Feld in der Maschine zusammen.
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Man kann Maschinen nach vorliegender Erfindung
auch für i'ahrzeuge mit brennkraftelektrischem Antrieb verwenden. Fig. 3 zeigt ein
Ausführungsbeispiel mit zwei solchen Stromrichter-Repulsionsmaschinen 13,14 zum
Antrieb eines Fahrzeuges, z.B. eines Schienenfahrzeuges. Die zugehörigen Thyristoren
sind mit 15 und 16 bezeichnet. Die beiden Maschinen 13,14 werden von der Mehrphasensynchronmaschine
17 gespeist, die von der Brennkraftmaschine 18 (z.B. Dieselmotor oder Gasturbine)
angetrieben wird.
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B-eide Stromrichter-Repulsionsmaschinen arbeiten mit einem den Thyristoren
jeweils fest zugeordneten mittleren Achsenwinkel für beide Drehrichtungen bzw. für
Motor- und Generatorbetrieb bei der gleichen Drehrichtung. Die Geschwindigkeit des
Fahrzeuges wird lediglich durch die Erregung der mit konstanter Drehzahl umlaufenden
Synchronmaschine 17- gesteuert. Der Vorgang vollzieht sich damit auf die gleiche
einfache Weise wie bei einem Gleichstrom-Leonard-Antrieb, nur mit dem Unterschied,
daß die Fahrmotoren weder Stromwender, noch Schleifringe, noch Bürsten aufweisen.
Mit Rücksicht au= die zeitlich wechselnde unterschiedliche Belastung in den Wicklungsträngen
der Drehstrommaschinen, was eine unsymmetrische Belastung dieser Maschinen bedeutet,
erhält diese zweckmäßig eine Dämpferwicklung.
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Fig. 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Anwendung von Stromrichter-Repulsionsmaschinen,
und zwar als Wellengenerator auf einem Schiff.
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Der Wellengenerator 19 ist der über seine zugehörigen Thyristoren
20 (nur für eine Phase dargestellt) auf das Drehstrombordnetz 21 geschaltet. Der
Wellengenerator 19 ist mit der Schiffsschraube 22 unmittelbar oder mittelbar über
Getriebe gekuppelt, desgleichen über eine lösbare Kupplung 23 (z.B. eine elektromagnetische.
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Schlupfkupplung) mit dem Antriebsmotor (Dieselmotor) 24. Auf das Drehstrombordnetz
arbeiten zwei Synchrongeneratoren 25,26, die über lösbare Kupplungen 27,28 von ihren
Brennkraftmaschinen (Dieselmotoren) 29,30 angetrieben werden.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Das Drehstrombordnetz wird
über die Generatoren 25,26 hochgefahren. Alsdann kann der bereits laufende Wellengenerator
19 bei irgend einer Drehzahl zugeschaltet werden. Die Achsenwinkelsteuerung muß
dabei auf Generatorbetrieb gestellt sein. Die Spannung am Wellengenerator wird dann
(bei konstanter Netzspannung) durch Anschnittsteuerung der Thyristoren 20 oder auf
andere Weise, zB. durch Vorderumspanner, Umschaltung von Wicklungszweigen oder durch
beide Maßnahmen zugleich auf solche Werte gesteuert, daß die bei der vorhandenen
Drehzahl mögliche Generatorleistung nicht überschritten wird. Die vom Wellengenerator
benötigte Blindleistung wird von den Bordnetzgeneratoren mitgeliefert.
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Wenn die vom Wellengenerator ins Bordnetz gelieferte Wirkleistng für
den Bedarf ausreicht, können die Antriebsmaschinen 29,30 abgekuppelt werden, so
daß die Bordnetzgeneratoren 25,26 nur noch als Blindleistungsmaschinen für den Blindleistungsbedarf
des Bordnetzes und des Wellengenerators arbeiten. Ihre Erregung bestimmt dabei die
Spannung des Bordnetzes, die Frequenz wird dagegen durch die vom tTellengenerator
gelieferte Wirkleistung vorgeschrieben, die durch die am Wellengenerator herrschende
Spannung gesteuert werden kann.
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Die Anordnung weist ein äußerst günstiges Kurzschlußverhalten auf.
Tritt im Bordnetz ein Kurzschluß auf, so wird dieser nur von den Bordnetzgeneratoren
gespeist, der Wellengenerator kann sich daran nicht beteiligen, da er ja selbst
Blindleistung benötigt. Die zugehörigen Thyristoren werden daher nicht durch Kurzschlußstrom
gefährdet, sie können vielmehr innerhalb einer Halb schwingung den Wellengenerator
vom Netz trennen, bis die Störung behoben und der Wellengenerator wieder zugeschaltet
werden kann.
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Die Anordnung ermöglicht aber auch einen
Betrieb der Schiff so schraube 22 in beiden Drehrichtungen mit ganz niedrigen Drehzahlen
bis zum Stillstand, die vom Antriebsmotor 24 als Dieselmotor nicht erreicht werden
können, so daß in solchen Fällen die lösbare Kupplung 23 als Regel-Schlupfkupplung
ausgeführt wurde. Das ist nun nicht mehr nötig, die Kupplung 23 kann ganz gelöst
und der Motor 24 stillgesetzt werden. Die bei -den kleinen Drehzahlen benötigte
kleine Belastung kann von den Bordnetzgeneratoren mitgeliefert werden, so daß sich
die Gesamt aufwendungen und der Betrieb vereinfachen. Statt des einen Wellengenerators
können auch mehrere vorhanden sein. Da jeder seine eigenen Thyristoren hat, sind
sie voneinander unabhängig.
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Gegen der etwas unsymmetrischen Belastung des Bordnetzes durch die
Stromrichter-Repulsionsmaschine erhalten die Bordnetzgeneratoren zweckmäßig eine
Dämpferwicklung. Kit dem glachen 'Vorteil können solche Wellengeneratoranlangen
mit frequenzhaltenden Stromrichter-Repulsionsmaschinen und spannungshaltenden Synchronmaschinen
auch für Flugzeuge verwendet werden, wobei sich die höhere Frequenz (400 Hz) auf
die Abmessungen und die im Repulsionsbetrieb erreichbare höchste Drehzahl günstig
auswirkt. Am Boden muß die Stromversorgung wie üblich aus einer anderen Energiequelle
gedeckt, d.h. die Blindleistungsmaschine als Generator aus dieser Quelle angetrieben
werden, bis der Wellengenerator die Wirkleistung liefert.
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Bei allen gebrachten Beispielen braucht. die Läuferwicklung nicht
nur aus einer einachsig kurzgeschlossenen Phasenwicklung zu bestellen. Man kann
sie auch als einachsige Käfigwicklung ausführen, die von den Läuferblechen isoliert
ist. So zeigt Fig. 5 ein Beispiel für eine zweipolige, einachsige Käfigwicklung
mit sechs Nuten in jeder Polteilung. Die Stäbe bedecken nur 2/3 einer Polteilung,
wodurch man ein trapezförmiges Läuferfeld statt eines
dreieckförmigen
erhält. In der Figur sind die Stäbe durch kreisrunde Querschnitte angedeutet und
werden von den Strömen in den durch Kreuze und Punkte gekennzeichneten Richtungen
durchflossen. Die Hälfte aller Stäbe d-er einen Polteilung sind mit der zugehörige
Hälfte der Stäbe der anderen Polteilung an den Stirnseiten durch je zwei Kurzschlußverbindungen,
z.B. in Form von Kreisringabschnitten zu einer einachsig wirkenden Käfigwicklung
zusammengeschlossen. Die Kurzschlußverbindunpen der gleichen Stirnseite sind voneinander
isoliert.
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Fig. 6 zeigt die'gleiche Anordnung für eine vierpolige Maschine.
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Eine weitere vorteilhafte Anwendung für Stro7nrichter-Repulsionsmaschinen
betet sich in Walzwerken zum intrieb von sEalzenstraßen, insbesondere von Umkehrwalzenstraßen.
Der Läufer der Repulsionsmaschine weist ein recht kleines Schwungmoment auf, einmal
weil kein Stromwender mit seinem großen Werkstoffgewicht benötigt wird und ferner
wenn die Läuferwicklung als einachsige Käfigwicklung, mit ihrem kleinen Werkstoffaufwand
ausgeführt wird.
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In Verbindung mit den großen hnfahr- und Bremsmomenten, die diese
Maschine entwickelt, lassen sich damit sehr kleine Umsteuerungszeiten erreichen,
wie sie mit Maschinen herkömmlicher Art nicht möglich sind. Um die Drehmoment sprünge
beim Weiterschalten des Achsenwinkels weiter zu verkleinern, kann man in der Maschine
mehr als drei Wicklungsstränge, z.B. 5, 7 oder irgend eine andere ungerade oder
gerade Anzahl von Wicklungssträngen oder Anzapfungen bei Ausführung der Wicklung
als geschlossene Wicklung anordnen und die Anschlüsse (und damit die Belastung)
etwa gleichmäßig auf das Netz verteilen. Schaltet man zwischen Netz und Repulsionsmaschine
einen Umformer, z.B. einen Synchron-Synchronumformer, so
kann der
Generator dieses Umformers für die gewünschte Phasenzahl ausgeführt und durch dessen
Erregung die Drehzahl des Antriebes bei festgelegtem fchsenwinkel gesteuert werden.
Gleichzeitig erreicht man damit eine symmetrische Belastung des Drehstromnetzes.
Eine Erhöhung der Phasenzshl des Netzes kann auch auf andere bekannte Weise, z.3.
mit Hilfe von Zusatzumspann-ern, erreicht werden. Die Drehzahl wird dann,wie bereits
oben erwähnt, durch Veränderung der Spannung bei festem Achsenwirrlwel oder durch
Veränderung des Achsenwinkels bei fester Spannung oder durch beides gesteuert.
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11 Ansprüche 6 Figuren