DE562599C - Anordnung an Gleich- oder Wechselstromkommutatormaschinen, die auf einen Stromkreis praktisch konstanten Widerstandes arbeiten - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 27. OKTOBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d² GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Mai 1928 ab

Bekanntlich werden sowohl Kommutatormaschinen für Gleichstrom als solche für Wechselstrom (z. B. die in den Sekundärstromkreis von Asynchronmaschinen eingeschalteten, im Ständer mit Schlupffrequenz erregten Kommutatorhintermaschinen der Bauart Lydall-Scherbius) mit Wendepolen ausgerüstet, um die Kommutierung zu verbessern. Ähnlichen Zwecken dient auch die an der Kommutatormaschine angebrachte Kompensationswicklung. Sowohl die Wendepolwicklung als auch die Kompensationswicklung sind mit dem Anker der Maschine in Reihe geschaltet. Sie müssen, um ihre Aufgabe erfüllen zu können, vom Belastungsstrom durchflossen werden. Es zeigt sich nun, daß die mechanische Ausführung der Wendepol- oder auch der Kompensationswicklung in vielen Fällen außerordentlich schwierig ist und die Gesamtkosten der Maschine in hohem Maße verteuert. Dies ist namentlich dann der Fall, wenn die Maschine mit hohem Strom und geringer Spannung arbeitet. Vor allem bereitet die Herstellung und Befestigung der starken Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Wendepolen und über die einzelnen Polpaare verteilten Kompensationswicklungen große Schwierigkeiten. Ein weiterer Nachteil besteht bei der Wendepolwicklung darin, daß einerseits die Zahl der Wendepolamperewindungen genau vorgeschrieben ist, andererseits jedoch bei Hochstrommaschinen nur volle Windungen, also z. B. entweder nur zwei oder drei Windungen, auf dem Wendepol angebracht werden können, während die geforderte Anzahl von Amperewindungen vielleicht 2¹Z₂ beträgt. Außerdem is/t auch die nachträgliche Einstellung des von den Wendepolen erzeugten magnetischen Flusses, da die Zahl der Amperewindungen nicht geändert werden kann, umständlich.

Die Erfindung betrifft eine neue Art der Ausbildung und Speisung der Wendepol- oder Kompensationswicklungen oder beider von Kommutatormaschinen (für Gleich- oder Wechselstrom), die bezüglich der geschilderten Umstände erhebliche Vorzüge aufweist. Die Erfindung kann bei solchen Kommutatormaschinen angewendet werden, die auf einen Stromkreis praktisch konstanten Widerstands arbeiten, bei denen also eine Änderung des von der Maschine abgegebenen Stromes nur durch Änderung der Maschinenspannung erzielt wird. Derartige Kommutatormaschinen sind z. B. die Gleichstromerregermaschinen für Wechselstromsynchronmaschinen oder die Drehstromerregermaschinen für asynchrone Blindleistungsmaschinen. Der Widerstand der Sekundärwicklung der Blindleistungsmaschine, auf- die die Drehstromerregermaschine arbeitet, ist eben-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden: '

Dipl.-Ing: Jaroslav Kosisek in Berlin-Charlottenburg.

falls praktisch konstant, da diese Blindleistungsmaschine ihren Schlupf bei Änderung der Blindleistung beibehält. Auch Gleichstrommaschinen, deren Spannung über Röhrengeneratoren in hochfrequente Spannung umgewandelt wird, und die die Energie für die Speisung von drahtlosen Sendeanlagen (Telegraphie oder Telephonie) liefern, arbeiten auf einen Stromkreis mit im wesentlichen konstanten ίο Widerstand. Dasselbe gilt auch in manchen Fällen für in der Elektrochemie verwandte Gleichstrommaschinen. Die Erfindung besteht nun darin, daß bei solchen Kommutatormaschinen die Wendepolwicklung oder die Kompensationswicklung oder auch beide an die Spannung dieses Stromkreises konstanten Widerstandes angeschlossen sind oder an die Erregerspannung der Kommutatormaschine. Dies ist zulässig, da die Spannung des Stromkreises konstanten Widerstandes sich proportional dem Strome ändert. Ebenso ist die Erregerspannung dem Belastungsstrom der Kommutatormaschine proportional. Der Vorteil dieser neuen Art der Speisung der Wendepolwicklung besteht darin, daß man es nunmehr nicht mit einer Strom-, sondern mit einer Spannungswicklung zu tun hat, d. h. also einer Wicklung, die in den meisten Fällen mit einer großen Anzahl von Windungen und mit kleinem Strom arbeitet. Dadurch wird z. B. der Nachteil der starken und schwer zu befestigenden Verbindungs-■ leitungen zwischen den einzelnen Polpaaren der bisherigen Anordnung beseitigt. Da die Wendepol- oder Kompensationswicklung außerdem nicht mehr in Reihenschaltung, sondern in Parallelschaltung zum Nutzstromkreis gespeist wird, so kann man auch nunmehr in den Wendepol- oder Kompensationsstromkreis regelbare Widerstände einschalten und so die Kompen-4» sations- oder Wendepolwirkung genau einregulieren.

Die Zeichnung zeigt in Abb. 1 als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Speisung der Wendepole bei einer in den Sekundärstromkreis einer asynchronen Blindleistungsmaschine 1 eingeschalteten Kommutatorhintermaschine 2 mit ausgeprägten Polen (Lydall-Scherbiusmaschine). Die Kompensationswicklung 4 der Kommutatorhintermaschine ist in der üblichen Weise mit der Ankerwicklung in Reihe geschaltet. Die drei Phasen der Wendepolwicklung 3 sind mit ihren Anfängen in Parallelschaltung an den Sekundärstromkreis der Asynchronmaschine 1 angeschlossen ; ihre Enden sind zu einem Sternpunkt vereinigt. Selbstverständlich könnte die Wendepolwicklung auch von den Bürsten der Kommutatormaschine aus gespeist werden. 5 ist die Erregerwicklung im Ständer der Kommutatormaschine, die in irgendeiner bekannten Weise an eine Schlupffrequenz aufweisende Spannung angeschlossen ist.

Abb. 2 der Zeichnung zeigt wieder eine asynchrone Blindleistungsmaschine 1 mit einer Kommutatorhintermaschine 2, die im Läufer über Schleifringe und über den Regeltransformator 6 vom Netze aus erregt wird. Die Kompensationswicklung 7 im Ständer derKommutatormaschine ist gemäß der Erfindung in Parallelschaltung an den Sekundärstromkreis der Asynchronmaschine angeschlossen. 8 sind regelbare Ohmsche Widerstände zur Regelung der Kompensationswirkung. Wenn die Wicklung 7 nur als Kompensationswicklung wirkt, dann muß der gesamte Magnetisierungsstrom der Kommutatormaschine über die Schleifringe zugeführt werden. Man kann nun in an sich bekannter Weise den Magnetisierungsstrom teilweise über die Schleifringe der Läuferwicklung, teilweise vom Kommutator aus einer Erregerwicklung im Ständer zuführen und so den Regeltransformator 6 entlasten. Im vorliegenden Fall kann die Wicklung 7 gleichzeitig die Funktion einer Kompensationswicklung und einer Erregerwicklung ausüben, indem man ihre räumliche Lage aus der reinen' Kompensationslage in Richtung der Erregerlage dreht, so daß man den Strom in der Kompensationswicklung in zwei Komponenten zerlegen kann, von denen die eine den Ankerstrom kompensiert, während die .zweite ein Erregerfeld erzeugt. Zweckmäßig besitzt dabei die Wicklung 7 mehr Windungen als für die Kompensationswirkung in der reinen Kompensationslage erforderlich sind. Selbstverständlich kann eine etwa noch vorhandene Wendepolwicklung ebenfalls in Parallelschaltung von den Bürsten aus gespeist werden.

Die Erfindung kann auch bei Kommutatormaschinen zur Anwendung kommen, die in den Sekundärstromkreis von Asynchronmaschinen mit vom Schlupf unabhängiger Leistung eingeschaltet sind. In diesem Fall wird die Kommutatormaschine bekanntlich derart erregt, daß sie in den Sekundärstromkreis der Asynchronmaschine zwei Spannungen einführt, von denen die eine die Sekundärspannung der Asynchronmaschine ständig aufhebt und daher proportional dem Schlupf anwächst, während die zweite vom Schlupf unabhängig ist und den Belastungsitrom im Sekundärstromkreis der Asynchronmaschine erzeugt. Diese zweite Spannung arbeitet also ebenfalls auf einen Stromkreis konstanten Widerstandes, da die Sekundärspannung der Asynchronmaschine durch die eingeführte Gegenspannung aufgehoben ist. Dementsprechend kann man bei dieser Kommutatorhintermaschine die Wendepole an diejenige Erregerspannung anschließen, die den vom Schlupf unabhängigen Belastungsstrom in der Asynchronmaschine erzeugt.

Bei den beschriebenen Anordnungen kann es vorkommen, daß der äußere Stromkreis, auf den die Kommutatormaschine arbeitet, seinen

Widerstand infolge Änderung der Temperatur ebenfalls ändert. Dies ist z. B. der Fall bei den Erregerwicklungen von Synchronmaschinen oder asynchronen Blindleistungsmaschinen. Obzwar diese Widerstandsänderung nicht bedeutend ist, so könnte sie unter Umständen die richtige Einstellung des Wendepol- oder Kompensationsstromes ungünstig beeinflussen. Diesen Nachteil kann man beseitigen, wenn man in den Wendepol- oder Kompensationsstromkreis, wie angegeben, einen Widerstand einschaltet und diesen Widerstand derart dimensioniert, daß sich die Widerstände des äußeren Stromkreises und des Wendepol- oder Kompensätionsstromkreises infolge Erwärmung in demselben Maße ändern. Bei der Ausführung der Erfindung kann es unter Umständen.zweckmäßig sein, die Wendepol- oder Kompensationswicklung teilweise in der bisherigen Weise in Reihe mit dem Anker-

ao strom zu schalten, teilweise sie in Parallelschaltung vom Verbraucher- oder Erregerstromkreis aus zu speisen. Beispielsweise kann die letztere Art der Speisung zur richtigen Einstellung des Wendepol- oder Kompensations-

S5 feldes benutzt werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung an Gleich- oder Wechselstromkommutatormaschinen, die auf einen Stromkreis praktisch konstanten Widerstandes arbeiten (insbesondere an Erregermaschinen von Synchronmaschinen oder asynchronen Blindleistungsmaschinen oder Asynchronmaschinen mit vom Schlupf unabhängiger Leistung) und die mit einer Kornpensationswicklung oder mit nur eine Wicklung tragenden Wendepolen oder mit beiden Wicklungsarten versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswicklung oder die Wendepolwicklung oder beide an die Spannung des Stromkreises konstanten Widerstandes oder an die Erregerspannung der Kommutatormaschine angeschlossen sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der Wendepol- oder Kompensationswicklung regelbare Widerstände eingeschaltet sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 für asynchrone Blindleistungsmaschinen, an deren Kommutatorhintermaschine der Erregerstrom teilweise im Ständer, teilweise im Läufer erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in Parallelschaltung gespeiste Kompensationswicklung der Kommutatorhintermaschine in der räumlichen Phasenlage derart eingestellt ist, daß die eine Komponente ihres Stromes die Kompensationswirkung ausübt, die zweite Komponente den Erregerstrom im Ständer liefert.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen