DE455158C - Dynamoelektrische Maschine des Einzelmaschinen-Kaskadentyps - Google Patents

Dynamoelektrische Maschine des Einzelmaschinen-Kaskadentyps

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DE455158C
DE455158C DES63586D DES0063586D DE455158C DE 455158 C DE455158 C DE 455158C DE S63586 D DES63586 D DE S63586D DE S0063586 D DES0063586 D DE S0063586D DE 455158 C DE455158 C DE 455158C
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alternating current
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windings
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DES63586D
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • H02K99/10Generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Description

  • Dynamoelektrische Maschine des Einzelmaschinen-Kaskadentyps. Die Erfindung betrifft Ausführungen des Einzelmaschinen-Kaskadentyps und bezieht sich besonders auf die Gleichstromerregung und die Wechselstromwicklungen, welche gewöhnlich auf dem Ständer angebracht sind, wobei die Maschine als Stromerzeuger läuft. Bekanntlich besitzen derartige Maschinen. wenn sie als Stromerzeuger laufen, wertvolle Eigenschaften zur Selbstparallelschaltung, so daß sie angelassen bis zur vollen Geschwindigkeit laufen und dann über die Anschlußschienen parallel geschaltet werden können, ohne daß eine besondere Vorrichtung zur Parallelschaltung erforderlich ist.
  • Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, in den Ständerwicklungen solcher Maschinen unter möglichst günstigen Bedingungen Dämpfungsströme zu erzeugen, die hauptsächlich dazu dienen, die Maschine in Synchronismus zu bringen und in Synchronismus zu erhalten.
  • Gemäß der Erfindung wird die Wechselstromwicklung mit zwei Sternwicklungen ausgebildet, die parallel geschaltet sind, indem die entsprechenden Endpunkte der zwei Sterne miteinander verbunden werden, und diese Wicklung wird in Reihe oder parallel mit der Gleichstromerregerwicklung zur Gleichstromerregerquelle geschaltet. Zur Vereinfachung der Herstellung und aus anderen Gründen werden die Wechselstromwicklung und die Gleichstromwicklung zweckmäßig aus gleichen Einheiten aufgebaut, und wenn dieser Grundsatz durchgeführt wird, so ist die Gleichstromwicklung so auszuführen, daß sie um eine Einheit oder mehr als eine Einheit die Zahl der Wechselstromwicklungen übersteigt, wobei jede Einheit aus einem Doppelstern besteht. Die sich ergebenden Einheiten werden in Reihe geschaltet durch Verbindungen von einem neutralen Punkte einer Einheit zu einem neutralen Punkte der nächstfolgenden Einheit, einer Verbindung von dem zweiten neutralen Punkte dieser Einheit zu einem neutralen Punkte einer dritten Einheit und so fort, während die Quelle für den Erregergleichstrom mit den übrigen neutralen Punkten der ersten und letzten Einheiten verbunden sind. Die Quelle des Erregergleichstromes kann auch zwischen die beiden neutralen Punkte aller parallel geschalteten Einheiten gelegt werden. In jedem Falle wird der erzeugte Wechselstrom von Klemmen abgenommen, die mit den Verbindungen zwischen den entsprechenden freien - Enden der beiden die Wechselstromwicklung bildenden Sterne verbunden sind.
  • Einige Ständerwicklungen für eine nach der Erfindung ausgeführte Maschine sind beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt: Abb. z zeigt das Schaltbild einer Ständerwicklung mit einer Einheit als Wechselstromwicklung und zwei Einheiten als Gleichstromwicklung, deren neutrale Punkte in Reihe geschaltet sind.
  • Abb.2 ist das Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer der Einheiten dex Gleichstromerregerwicklung.
  • Abb.3 ist die Abwicklung einer der in Abb. i dargestellten Wicklungseinheiten mit den Endverbindungen für eine Phase.
  • Abb. 4 ist ein entsprechendes Schaubild, in welchem die Spulen der Abb. 2 umgruppiert sind.
  • Abb. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der in Abb. i dargestellten Wicklung, wobei die Einheiten parallel zur Erregerquelle geschaltet sind.
  • Abb. 6 zeigt eine der Abb. i entsprechende Ausführung, bei welcher jedoch die Gleichstromwicklung als eine auf dem Ständer verteilte, jedoch nicht in alle Nuten verlegte Wicklung dargestellt ist.
  • In allen Abbildungen ist angenommen, daß die Wicklungen für Grundpolzahlen 8 und 4 eingerichtet sind, doch daß jede der Wicklungen, d. h. sowohl die Wechselstromwicklung als auch die Gleichstromwicklung, für irgendeine beliebige Polzahl ausgeführt werden kann.
  • In Abb. i sind drei Einheiten A, B, C beispielsweise dargestellt. Die Einheit A bildet die Wechselstromwicklung, und die Einheiten B und C bilden die Gleichstromwicklung. Die Einheiten sind gleichartig, und jede enthält zwei Sternwicklungen a, b, c, die durch Verbindungen i, 2, 3 parallel geschaltet sind, von denen jede die äußeren Enden der Zweige a, b, c der beiden Sterne verbindet. In der Zeichnung, in welcher Dreiphasenströme angenommen sind, wird folgende bewährte Darstellungsweise verwendet: Volle Striche stellen eine Phase a dar, die den Höchstwert des Stromes im gewählten Augenblick führt, während die in Strichpunktlinien dargestellte Phase b und die einfach gestrichelte Phase c Ströme des halben Höchstwertes führen, so daß an einem Sternpunkt im linksseitigen Teile der Wechselstromwicklung in Abb. i die Ströme der Phasen b und c sich vereinigen und zusammen durch die Phase a fließen. jede Einheit der Wicklung ist im allgemeinen von der gleichen Art, wie sie in der Patentschrift 322 439 beschrieben ist. Die Einheit A, welche die Wechselstromwicklung bildet, hat drei Klemmen 4, 5, 6, die an die Leitungen zwischen den entsprechenden Enden der verschiedenen Phasen angeschlossen sind, und von diesen Klemmen werden die erzeugten Dreiphasenströme abgenommen. Die Gleichstromeinheiten B und C sind genau gleich der Einheit A und werden vorzugsweise in die gleichen Ständernuten gewickelt. Wenn die entsprechenden Leiter jederEinheitnebeneinander angeordnet sind, so wird kein wechselnder Potentialunterschied zwischen den Leitern einer Nut vorhanden sein, so daß die Leiter zu einer einzigen Spule vereinigt werden können. Die Wicklungen sind mittels eines Leiters zwischen einem neutralen Punkt 7 der Einheit A und einem neutralen Punkt 8 der Einheit B miteinander verbunden und ferner durch einen Leiter zwischen dem neutralen Punkt 9 der Einheit B und dem neutralen Punkt i o der Einheit C, während die verbleibenden neutralen Punktei i der Einheit A und 12 der Einheit C mit der Erregerquelle verbunden sind, die in der Zeichnung als ein Hauptstrom-Gleichstrom-Erzeuger 13 dargestellt ist.
  • In Abb. 2 ist eine. etwas abgeänderte Einheit der Gleichstromwicklungen dargestellt, die so angeordnet ist, daß die notwendige Isolierung für diese Einheit durch Herabsetzen der Maximalspannung verringert wird, welche durch die Drehung des Hauptfeldes zwischen Punkten der Einheit C induziert wird. Es sei angenommen, daß in jedem Zweige der Einheit C der Abb. i vier Spulen liegen, so daß eine Kaskadenwicklung mit der Grundpolzahl 8 bzw. 4 gebildet wird. Diese Spulen sind in den Zweigen b, b1 mit I, rI, III, IV bzw. mit V, VI, VII, VIII bezeichnet. In der Äbb. i wird die zwischen jedem der neutralen Punkte io, i2 und den äußeren Punkten 14, 15 des Sternes auftretende Spannung viermal so groß sein wie diejenige zwischen den Enden jeder Spule I, II, III, IV, V; VI, VII, VIII. Wenn in irgendeinem Augenblick die in dem Zweige b induzierte elektromotorische Kraft auswärts gerichtet ist, so wird sie in dem Zweige b1 im gleichen Augenblick ebenfalls auswärts gerichtet sein, so daß zwischen den neutralen Punkten io, 12 kein Potentialunterschied besteht. In Abb.2 indessen sind die Spulen in den Zweigen b und bi so umgruppiert, daß auf die Spule IV des Zweiges b die Spule VIII des Zweiges b1 folgt; infolgedessen sind die elektromotorischen Kräfte in den Spulen IV und VIII in Abb.2 entgegengesetzt gerichtet, ebenso in den Spulenpaaren III-VII, II-VI und I-V der Abb. 2. Hieraus ergibt sich, daß die Maximalspannung zwischen je zwei Punkten in der Wicklung gleich der Spannung sein wird, welche in jeder einzelnen Spule induziert wird. jede Einheit B und C der Gleichstromwicklung kann in dieser Weise umgruppiert werden.
  • Die Abb.3 und 4 zeigen Abwicklungen der in Abb. i und 2 angedeuteten Wick# 12 lungseinheit C. Die Endverbindungen sind jedoch nur für eine Phase dargestellt, d.h. für die Zweige b und b1 der Sterne. Soweit als möglich, sind in Abb. 3 und 4 dieselben Bezugszeichen wie in Abb. i und 2 benutzt worden, so daß die Abb.3 und 4 ohne eingehende Erläuterung verständlich sein dürften. Die freien Enden n- und rt2 sind die Verbindungen zu den neutralen Punkten io und 12 der Abb. i. Abb. 3 zeigt die Zweige. b und bi in der normalen, in Abb. i dargestellten Schaltung, während Abb.4 die Spulen dieser beiden Zweige gemäß Abb.2 umgruppiert zeigt. Die Punkte und Kreuze in den die Ständerleiter darstellenden Kreisen der Abb.3 und 4 geben die Richtung der induzierten Wechselstrom-EMK an, während die außerhalb der Kreise angebrachten Punkte und Kreuze die Stromrichtung des Erregergleichstromes angeben. Man kann danach verfolgen, wie die elektromotorischen Kräfte in jedem Zweige der in Abb. i angedeuteten Verbindung alle dieselbe Richtung haben, während sie in jedem Zweige der Abb.2 in aufeinanderfolgenden Spulen einander entgegengesetzt gerichtet sind.
  • In Abb. 5 ist eine der Abb. i ähnliche Wicklung dargestellt. Die aus einer Doppelsternwicklung A bestehende Einheit bildet die Wechselstromwicklung; zwei ähnliche Einheiten B und C bilden die Gleichstromwicklung. Die Gleichstromerregerquelle 13 ist hier zu den neutralen Punkten i1-7, 8-9, 1o-12 der Einheiten parallel geschaltet, während sie in Abb. i in Reihe geschaltet war.
  • In Abb.5 sind ferner drei Drosselspulen 16, 17 und 18 in den Leitungen angeordnet, von welchen der erzeugte Wechselstrom abgenommen wird. Die Drosselspulen werden in diese Leitungen in dem Augenblick eingeschaltet, wo die Maschine auf die Sammelschienen parallel geschaltet wird. Die Drosselspulen sind hingegen kurzgeschlossen, wenn die Maschine in Parallelschaltung läuft; zu diesem Zwecke sind einfache Schalter i9, 20 und 21 vorgesehen. Solche Drosselspulen können natürlich auch bei der in Abb. i dargestellten Wechselstromwicklung verwendet werden, ebenso können die Gleichstromeinheiten in Abb. 5 gemäß Abb. 2 umgruppiert werden.
  • In Abb.6 ist die Wechselstromwicklung a, b, c und ai, bi, cl von der gleichen Art wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen. Die Gleichstromerregerwicklung 22 ist hingegen eine auf dem Ständer verteilte, jedoch nicht in alle Nuten verlegte Wicklung ohne parallele Abzweigungen. Der Erregerstrom wird dadurch verringert, daß die Erregerwicklung 22 in Reihe mit den neutralen Punkten 11-7 der wechselstromführenden Wicklung geschaltet wird.
  • Die Läuferwicklungen werden vorzugsweise nach dem einfachen kurzgeschlossenen Kaskadentyp ausgebildet. In den Abb. i und Abb. 2o bis 24 des Patentes 437 343 sind derartige Wicklungen dargestellt.
  • In der Beschreibung sind die Wicklungen beispielsweise für eine Dreiphasenmaschine beschrieben. Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt und kann sinngemäß auch z. B. für Zweiphasenwicklungen verwendet werden.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wechselstromerzeuger nach Art der Kaskaden-Einzelmaschinen mit einer als Doppelsternwicklung ausgebildeten Wechselstromwicklung, deren entsprechende Phasenendpunkte miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine eigene, in gleichen Nuten mit der Wechselstromwicklung untergebrachte, als Gleiehstromerregerwicklung dienende Wicklung auf dem Ständer parallel oder in Reihe an die neutralen Punkte der Wechselstrom-Doppelsternwicklung angeschlossen ist.
  2. 2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromerregerwicklung aus einer oder mehreren der Wechselstromwicklung ähnlichen Doppelsternwicklungen besteht.
  3. 3. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zweige der beiden Sterne jeder Einheit der Gleichstromwicklung bildenden Spulen so umgruppiert sind, daß die durch die Drehung des Hauptfeldes in der Wicklung induzierte Maximalspannung die Spannung nicht überschreitet, welche nur in einer Teilspule induziert wird.
  4. 4. Maschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Läuferwicklung des einfachen kurzgeschlossenen Kaskadentyps mit einem Verhältnis von 2 : I der Amperewindungen für die beiden Felder verschiedener Polzahlen.
DES63586D 1922-08-22 1923-08-14 Dynamoelektrische Maschine des Einzelmaschinen-Kaskadentyps Expired DE455158C (de)

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GB455158X 1922-08-22

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DES63586D Expired DE455158C (de) 1922-08-22 1923-08-14 Dynamoelektrische Maschine des Einzelmaschinen-Kaskadentyps

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