DE212245C

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Publication number: DE212245C
Application number: DENDAT212245D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 212245 KLASSE 21 d. GRUPPE

ALLGEMEINE ELEKTRICITÄTS-GESELLSCHAFT

in BERLIN.

Zusatz zum Patente 153730 vom 16. November 1901. Patentiert im Deutschen Reiche voni 7. April 1908 ab.

Längste Dauer: 15. November 1916.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 6. April 1907 anerkannt.

die Priorität

Im Patent 153730 sind Einphasenkollektormaschinen beschrieben, welche auf dem Ständer und Läufer je eine gleichachsige, von

. außen gespeiste Arbeitswicklung besitzen und durch den Läufer in der dazu senkrechten Achse erregt werden (s. Anspruch 3), Durch die Einstellung der beiden Arbeitsspannungen und der Erregerspannung kann eine beliebige Geschwindigkeit hervorgerufen werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterbildung dieses Verfahrens, welche eine Verbesserung der Kommutierung, namentlich bei den übersynchronen Geschwindigkeiten, bezweckt,

Zur Erklärung der in Betracht kommenden Vorgänge sei zunächst von einem Motor ausgegangen, dessen Arbeitsbürsten a, die gleichachsig mit der Ständerwicklung s angeordnet sind* kurzgeschlossen sind. Bei diesem Motor verhält sich das Feld Φ in der Arbeitsachse zu dem Feld F in der Erregerächse wie die Geschwindigkeit ν zur Synchrongeschwindigkeit w (beide Geschwindigkeiten etwa auf eine zweipolige Maschine bezogen gedacht), und die beiden Felder sind um 90⁰ in der Phase verschoben. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Felder sinusförmig verteilt und die Widerstände zu vernachlässigen sind. Ist also das eine Feld gleich F sin w t, so ist das andere

gleich — F cos w t.

Unter den Arbeitsbürsten α wird in jeder kurzgeschlossenen Läuferwindung durch das Feld F eine elektromotorische Kraft

a_s = w F cos w i

(abgesehen von einem konstanten Faktor) statisch, d. h. durch Transformation und durch das Feld Φ, eine elektromotorische Kraft

. υ

a_r — v-^i cos w t w

dynamisch, d. h. durch Rotation induziert, so daß die resultierende elektromotorische Kraft

a == I w — — \ F cos w t

W₁

— 11 -——Λ ν» F cos w i

wird, also proportional der Differenz aus der Einheit und dem Quadrat des Verhältnisses

der Geschwindigkeit zur Synchrongeschwindigkeit. Ist dieses Verhältnis z. B. gleich j/ä, so wird a — w F cos w t.

Unter den Erregerbürsten wird in jeder Läuferwindung durch das Feld Φ eine elektromotorische Kraft e_s = w — F sin w t statisch

und durch das Feld F eine elektromotorische Kraft e_r = ν F sin w t dynamisch induziert.

ίο Die Differenz e dieser zwei Spannungen ist bei allen Geschwindigkeiten null.

Es ist nun ersichtlich, daß die die Funkenbildung an den Arbeitsbürsten verursachende elektromotorische Kraft α vermindert werden kann, wenn man die Stärke des Feldes Φ in der Arbeitsachse ändert. Zwar würde dann das Gleichgewicht der beiden unter den Erregerbürsten statisch und dynamisch induzierten Spannungen nicht mehr vollkommen sein,

trotzdem kann aber in dieser Änderung ein wesentlicher Gewinn liegen, wie man sofort sehen wird. Nimmt man z. B. an, daß das Feld Φ für die Geschwindigkeit ν gegen den bisher betrachteten Fall im Verhältnis ν: w geändert, also auf den Wert F cos w t gebracht wird, so ändern sich auch die von ihm induzierten Spannungen a_r und e_s in gleichem Maße, und es wird jetzt

a = (w —· v) F cos w t,
also z. B. für

Ό = W j/2, Λ = 0,4142 W F COS W t.

Gleichzeitig wird die Spannung

e == (v — w) F sin w t = 0,4142 w F sin w t.

Es ist also die Spannung pro Windung an den Arbeitsbürsten erheblich vermindert, nämlich auf 41 Prozent des früheren Wertes.

Gleichzeitig hat die Spannung pro Windung unter den Erregerbürsteh denselben Wert angenommen. Es ergibt sich, daß die Kommutierung gleichzeitig unter beiden Bürstenarten wird zufriedenstellend sein können.

Die angegebene Änderung des Feldes Φ bedeutet eine Schwächung im übersynchronen Lauf, dagegen eine Verstärkung im untersynchronen Lauf.

Um nun das Feld in der Arbeitsachse zu ändern, schließt man die Arbeitsbürsten a, wie

, im Hauptpatent, an den Sekundärkreis eines Transformators t an, dessen Primärwicklung parallel zu den Ständerklemmen liegt (Fig. 1, 3 und 4), wodurch zu der zwischen den Bürsten α dynamisch induzierten Spannung noch von außen zugeführte Spannung in gleichem oder entgegengesetztem Sinne hinzutritt. Die Einführung dieser Spannung in den Läufer hat zunächst einen Einfluß auf den vom Motor aufgenommenen Strom und somit auf das Drehmoment, aber durch gleichzeitige Änderung der Klemmenspannung des Motors kann man wieder die gewünschte Geschwindigkeit einstellen. Man [kann also durch passende Wahl dieser beiden Spannungen nicht nur eine bestimmte Geschwindigkeit hervorrufen, sondern auch die Kommutierung verbessern.

Es ist klar, daß es unter Umständen vorteilhaft sein wird, bei niedriger Geschwindigkeit die Arbeitsbürsten kurzzuschließen und die dem Ständer entnommene Spannung erst bei hoher Geschwindigkeit an den Läufer anzulegen.

Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele. Gemäß Fig. 1 wird die Läufer- arbeitsspannung einem Transformator t entnommen, welcher primär parallel zu den Ständerklemmen liegt, gemäß Fig. 2 einer Hilfswicklung s¹ auf dem Ständer, welche gleichachsig mit der Hauptwicklung s angeordnet ist. Fig. 3 zeigt eine Maschine, bei welcher dem Läufer in beiden Achsen durch die nämlichen vier Bürsten α Strom zugeführt wird. Statt durch je eine Bürste ein- und abgeleitet zu werden, wird der Strom den Mitten zweier Transformatorsekundärwicklungen zugeführt. Die in den Transformatorwicklungen induzierten Ströme durchfließen den Läufer in der Arbeitsachse, während der in diese Wicklungen eingeleitete Strom sie so durchfließt, wie wenn sie gar nicht der Sitz elektromotorischer Kräfte wären. Dieser Strom durchfließt den Läufer in der Erregerachse und in Reihe mit dem Ständer. Beide Sekundärwicklungen gehören beispielsweise demselben dreispuligen Transformator t an, dessen Primärwicklung parallel zum Ständer liegt. Man könnte selbstverständlich auch zwei getrennte Transformatoren mit parallelen Primärwicklungen verwenden. Bei Fig. 4 ist der Verlauf der Arbeitsströme der nämliche, der Erregerstrom wird in den Läufer durch die Bürsten e eingeführt.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Regelung von Wechselstrommaschinen mit Gleichstromanker

. nach Patent 153730, Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspannungen derart gewählt werden, daß für die eingestellte über- oder untersynchron Geschwindigkeit gleichzeitig Funkenbildung an den Arbeitsbürsten verhindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer'Läuferwindung unter den Arbeitsbürsten induzierte elektromotorische Kraft der unter den Erregerbürsten induzierten gleich gemacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferarbeitsspannung einem Transformator ent-

nonimen wird, welcher parallel zu den
Ständerklemmen liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferarbeitsspannung einer Hilfswicklung des
Ständers entnommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbürsten bei niedriger Geschwindigkeit kurzgeschlossen und erst bei höherer Ge- sch windigkeit von außen gespeist werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

BERLIN. CEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.