DE610844C - Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung bei mit pulsierendem Gleichstrom gespeisten Motoren mit Wendepolen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 16. MÄRZ 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVr 610844 KLASSE 21di GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. August 1932 ab

Werden Gleichstrommotoren mit Wendepolen, beispielsweise Reihenschlußmotoren, mit pulsierendem Gleichstrom gespeist, so ergeben sich bedeutende Schwierigkeiten bei der Kom-S mutierung, weil der Motor kein gleichbleibendes Magnetfeld besitzt, sondern eine starke Wechselkomponente in dem Magnetfeld auftritt, die besonders dann große Werte erreicht, wenn die Speisung der Motoren über an ein Einphasennetz angeschlossene Gleichrichter erfolgt. Man kann die verwickelten Verhältnisse bei derartigen Motoren leicht überblicken, wenn man einmal den Motor als reinen Gleichstrommotor, ein andermal den Motor als reinen Wecbselstrommotor betrachtet.

Soll bei einem derartigen Motor eine einwandfreie Kommutierung erzielt werden, so ist es erforderlich, daß einmal die gleichbleibende Komponente des Wendefeldes den für die Aufhebung der durch die gleichbleibende Feldkomponente bedingten Stromwendespannung erforderlichen Wert besitzt, daß aber auch die Wechselkomponente der Funkenspannung an den kurzgeschlossenen Spulen vollkommen durch

as die Wechselkomponente des Wendefeldes aufgehoben wird.

Um zu einer einwandfreien Kommutierung zu gelangen, ist es, mit anderen Worten ausgedrückt, erforderlich, sowohl die Größe der beiden Komponenten des Wendefeldes auf den richtigen Wert zu bringen als auch die Phasenlage der Wechselkomponente des Wendefeldes richtig festzulegen.

Um nun sowohl die richtige Größe der beiden Komponenten des Wendefeldes zu erzwingen als auch die richtige Phasenlage der Wechselkomponente des Wendefeldes zu erhalten, wird gemäß der Erfindung in Reihe mit der Wendepolwicklung über einen Transformator ein Kondensator und gegebenenfalls dazu ein Ohmscher Widerstand gelegt. Außerdem wird parallel zu dieser Reihe ein gleichstromdurcblässiger Widerstand geschaltet.

Durch geeignete Bemessung der Widerstände sowie des Kondensators und der Wendepolwicklung kann dabei leicht die richtige Größe bzw. Phasenlage der Komponenten des Wendefeldes erzielt werden.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Schaltung gemäß der Erfindung dargestellt, bei der als gleichstromdurchlässiger Widerstand ein Ohmscher Widerstand verwendet wird, ι bedeutet den Anker eines Reihenschlußmotors, 12 die Erregerwicklung, 13 die Kompensationswicklung und 2 die Wendepolwicklung. In Reihe mit der Wendepolwicklung 2

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Or.-Ing. Theodor Kopczynski in Finkenkrug b. Berlin und Dipl.-Ing. Rudolf Puller in Berlin-Siemensstadt.

ist ein zusätzlicher Widerstand 3 sowie die Primärwicklung 4 eines Transformators 5 geschaltet, dessen Sekundärwicklung 6 mit den Belegungen eines Kondensators 7 verbunden ist. Zu dem Stromkreis der Wendepolwicklung ist ein Widerstand 8 parallel geschaltet. Wird der Motor mit pulsierendem Gleichstrom gespeist, so verteilt sich die Gleichstromkomponente des Ankerstromes des Motors 1 bei entsprechender Wahl des Verhältnisses der Widerstände in der richtigen Weise auf den Stromkreis der Wendepolwicklung und den parallel geschalteten Widerstandsstromkreis. Der Kondensator 7 ist dabei ohne Einfluß auf die Stromverteilung. Die Wechselstromkomponente des Ankerstromes, deren Effektivwert mit Ja bezeichnet sei, zerfällt dagegen unter dem Einfluß der Wechselstromwiderstände, wie aus dem Diagramm der Fig. 2 hervorgeht, in zwei Komponenten Jw und Js, von denen die erstere durch die Wendepolwicklung, die zweite durch den Widerstand 8 verläuft. Diese beiden Wechselstromkomponenten sind in ihrer Phase, wie aus dem Diagramm hervorgeht, stark verschoben. Dabei nimmt die die Wendepolwicklung durchfließende Komponente Jw die richtige Phasenlage ein, die zur Aufhebung der Wechselkomponente der Funkenspannung erforderlich ist.

Fig. 3 gibt das vereinfachte Diagramm der Spannungen an, welche in der Wendepolwicklung in den Widerständen 3 und 8 und dem Kondensator 7 entstehen. In dem Diagramm der Fig. 3 bedeutet Ek eine Spannung, die in der Wendepolwicklung unter dem Einfluß der Kompensationswicklung hervorgerufen wird. Diese Spannung muß der Wechselstromkomponente des Ankerstromes Ja um 90 ° nacheilen. Mit Ew ist die in der Wendepolwicklung induzierte Spannung bezeichnet, die der Wechselstromkomponehte des Stromes der Wendepolwicklung um 90 ° nacheilt. Auf dieser Spannungskomponente steht der Ohmsche Spannungsabfall im Wendepolkreis Jw · Rw senkrecht, worin Rw den Gesamtwiderstand des Wendepolkreises bedeutet, der durch den Widerstand 3, den Widerstand der Wendepolwicklung 2 und des Transformators 4 bestimmt ist. Es sei erwähnt, daß die Streuinduktivität des Transformators 5 vernachlässigt ist.

Außerdem tritt in dem erwähnten Stromkreis

noch die Spannung Ec am Kondensator auf, die sich in Gegenphase zu der Spannung Ew befindet und die dem Strom Jw um 90 ° voreilt.

Das Diagramm wird geschlossen durch den Spannungsabfall Js'R_s, der an dem Widerstand 8 auftritt. Man erkennt leicht, daß ein richtiger Ausgleich der Spannungen in dem geschlossenen Stromkreis, der für eine einwandfreie Kommutierung Voraussetzung ist, nur bei geeigneter Bemessung der Widerstände und des Kondensators 7, der die Größe der SpannungEc bestimmt, möglich ist. Sofern der richtige Ausgleich der Spannungen nicht ohne weiteres durch die Bemessung der genannten Größen erzielt werden kann, kann auch eine Verbesserung noch dadurch erreicht werden, daß eine Drosselspule 9 oder mittelbar über einen Transformator 10 ein Kondensator 11 oder beide mit dem Widerstand 8, wie in Fig. 4 angedeutet ist, in Reihe geschaltet werden. Durch das Einschalten, derartiger Wechselstromwiderstände wird noch eine weitere Spannung in dem geschlossenen Kreis der Wendepolwicklung hervorgerufen, die sich in Annäherung in Phase bzw. Gegenphase zu dem Ohmschen Spannungsabfall / · Rw befindet.

Es sei erwähnt, daß die Kondensatoren 7 bzw. 11 nicht unmittelbar eingeschaltet werden können, weil andernfalls die Gleichstromkomponente des Ankerstromes nicht durch die Kondensatoren hindurchfließen könnte. Der Anschluß der Kondensatoren an besondere Transformatoren erweist sich auch noch deswegen als vorteilhaft, weil er eine günstige Bemessung der Kondensatoren für hohe Spannungen ermöglicht. In besonderen Fällen wird auf den Widerstand 3 verzichtet werden können, wenn der Widerstand der Wendepolwicklung und des Transformators 5 einen geeigneten Wert besitzen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung bei mit pulsierendem Gleichstrom gespeisten Motoren mit Wendepolen, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Wendepolwicklung über einen Transformator ein Kondensator und gegebenenfalls ein Ohmscher Widerstand und parallel zu dieser Reihenschaltung ein gleichstromdurchlässiger Widerstand geschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gleichstromdurchlässige Widerstand aus einem Ohmschen Widerstand besteht, mit dem gegebenenfalls noch ein induktiver Widerstand oder über einen Transformator ein Kondensator oder beide Arten dieser Widerstände in Reihe geschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen