DE622232C - Umlaufender Frequenz- und Phasenzahlumformer - Google Patents
Umlaufender Frequenz- und PhasenzahlumformerInfo
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- DE622232C DE622232C DEK134310D DEK0134310D DE622232C DE 622232 C DE622232 C DE 622232C DE K134310 D DEK134310 D DE K134310D DE K0134310 D DEK0134310 D DE K0134310D DE 622232 C DE622232 C DE 622232C
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K47/00—Dynamo-electric converters
- H02K47/18—AC/AC converters
- H02K47/20—Motor/generators
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- Power Engineering (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf umlaufende Umformer, welche geeignet sind, Einphasenstrom
in Drei- bzw. Vielphasenstrom von der doppelten Frequenz oder aber Drei- bzw. Vielphasenstrom in Einphasenstrom von der
halben Frequenz umzuformen.
In den zu diesen Zwecken verwendeten bisherigen Motorgeneratoren sind der Antriebsmotor
und auch der Stromerzeuger für die volle übertragene Leistung zu bemessen.
Im Gegensatz hierzu wird beim den Gegenstand der Erfindung bildenden Umformer die
eine Hälfte der Leistung von der primären Stromquelle unmittelbar elektrisch und die
andere Hälfte durch einen antreibenden Synchronmotor in der Form von mechanischer
Energie übertragen, wodurch es ermöglicht wird, den Antriebsmotor nur für die Hälfte
der übertragenen Leistung zu bemessen.
Die grundlegende Schaltungsanordnung des Erfindungsgegenstandes wird in Abb. 1 gezeigt.
In Abb. 2a bis 2c und 3a bis 3c sind verschiedene Wicklungsarten, und Verbindungen
des Umformerständers ersichtlich, und in den Abb. 4 und 5 sind schließlich solche Ausführungsformen
dargestellt, bei welchen die Ständer des Motors und des Stromerzeugers
miteinander vermittels eines regelnden Hilfsstromkreises elektrisch verbunden sind.
Gemäß Abb. 1 besteht der Umformersatz aus dem Synchronmotor M, dem eigentlichen
Umformer U und der mechanischen Verbindung K zwischen den Wellen derselben. Der
Synchronmotor M besitzt das normale gleichstromerregte Magnetradi? und die bei den An-Schlüssen
fund h an das speisende Einphasennetz G angeschlossene einphasige Wicklung S,
wogegen die Ständernuten des mit R gleichpoligen Umformers U die bei den Anschlüssen
α und b an das Netz G angeschlossene einphasige
Wicklung^ und die zu dieser letzteren elektrisch genau oder angenähert unter
90 ° stehende, kurzgeschlossene Wicklung B tragen. Die Wicklungen A1 B werden im
nachstehenden der Kürze halber als primärer Teil genannt. Der aus Blechlamellen aufgebaute
Läufer des Umformers trägt die im nachstehenden als sekundären Teil genannte viel bzw. beispielshalber zu den Schleifringbürsten
e, f und g geführte dreiphasige Wicklung C.
Die Wirkungsweise des Umformers kann in der folgenden Weise vorgestellt werden.
Dreht sich der sekundäre Teil mit der durch die Frequenz des einphasigen Netz-Stromes
und durch die Polzahl bestimmten Synchrongeschwindigkeit, so hat die belastete
sekundäre Wicklung C das Bestreben, ein so-
genanntes Querfeld zu erzeugen. Der Entstehung des Querfeldes, wird jedoch durch die
kurzgeschlossene und gleichfalls in der Querrichtung wirkende Wicklung B des primären
Teiles entgegengewirkt, wodurch das im Umformer U entstehende einphasige pulsierende
Feld bzw. die dasselbe ersetzenden zwei gegenläufigen Drehfeldvektoren praktisch unverändert
bleiben.
i°" Mit Rücksicht auf den Umstand, daß der
sekundäre Teil die synchrone Umlaufzahl besitzt, wird der sich mit dem Läufer gleich-
- sinnig drehende Drehfeldvektor von den Leitern des sekundären Teiles nicht geschnitten,
dagegen wird durch den anderen, sich entgegen dem Drehsinn des Läufers drehenden
Drehfeldvektor der erwähnte vielphasige Strom von der doppelten Frequenz induziert,
dessen Phasenzahl von der Phasenzahl des' sekundären Teiles abhängig ist.
In' den Abb. 2a bis 2c sind drei Ausführungsformen
ersichtlich, in welchen für den Strom erzeugenden bzw. umformenden Teil U
' normale- dreiphasig gewickelte Ständer gebraucht werden. A' und A" bezeichnen in
jedem Falle zwei mit dem umzuformenden Einphasenstrom gespeiste Wicklungen der dreiphasigen Wicklung; die die dritte Phase
der dreiphasigen Wicklung ersetzende Wicklung B ist in Abb. 2 a und 2 b kurzgeschlossen,
und die Wicklungen^', A" sind in Abb. 2a hintereinander, in Abb. 2 b parallel geschaltet.
Hierbei mögen A' und A" in bezug aufeinander so gewickelt sein, daß der Vektor ihrer
resultierenden Amperewindungen zu dem von B senkrecht steht. In Abb. 2 c sind die Wicklungen^'
und A" in der Weise hintereinandergeschaltet, daß die letztere Wicklung in Reihe
mit der dritten Phasenwicklung B den in den Fällen Abb. 2a und 2b dem Stromkreis der
Wicklung B allein entsprechenden kurzgeschlossenen besonderen Stromkreis bildet,
wodurch A' und A", welche letztere mit A'
in Reihe, mit B jedoch parallel am Netz liegt,
zufolge der Phasenverschiedenheit der sie bildenden AW-Vektoren verschiedene Phasen
erhalten. Der sekundäre Teil C ist dem der Abb. ι vollkommen gleich.
An Abb. 3a bis 3c sind andere drei Ausführungsformen
gezeigt, in welchen die Anschlüsse c und d der Ständerwicklung B nicht
kurzgeschlossen, sondern über den induktiven, ohmischen oder kapazitiven Widerstand D1E
bzw. F geschlossen werden, dessen Wert konstant oder zwecks Regelung der Spannung
des sekundären Teiles auch veränderbar sein kann. Der sekundäre Teil C ist auch in diesen
Fällen derselbe wie in Abb. 1.
Bei den Ausführungsformen gemäß Abb. 4 und 5 ist die Wicklung A des Umformers mit
der Wicklung J? des Motors zu einem gemeinsamen Stromkreis vereinigt, und zwar sind
dieselben gemäß Abb. 4 entweder unmittelbar oder gemäß Abb. 5 über einen Transformator
T an die Punkte a-h des Einphäsennetzes
angeschlossen. Wie aus Abb. 4 ersichtlich ist, wird eine jede der hintereinandergeschalteten
Wicklungen A und S mit je einer Hilfswicklung A11 bzw. Sm zusammengewickelt,
welche in bezug aufeinander in einem besonderen Stromkreis auf die Weise hintereinandergeschaltet sind, daß der in demselben
induzierte Strom die Erregung der Wicklung^ unterstützt. Gemäß Abb. 5 wird
ein mittlerer Punkt p der sekundären Wicklung des Transformators T durch die Drosselspule
W mit einem zwischen den Wicklungen,·^ und 6* liegenden Punkt q verbunden.
Denkt m.an sich den durch die Wicklungen Aa und Sm gebildeten besonderen Stromkreis
in Abb. 4 oder die Abzweigung p, q in Abb. 5 fortgelassen, so unterscheiden sich die
gemäß Abb. 4 und 5 bleibenden Anordnungen nur in der Anwendung des Transformators T
der Anordnung gemäß Abb. 5, welchem bei dieser Verstellungsweise keine besondere Bedeutung
für die Wirkungsweise zukommt. Die nach Weglassung des Stromkreises An-Sm
bzw. der Abzweigung p, q bleibenden Anordnungen können· also- zusammengezogen besprachen
werden.
Die erste durch diese Untersuchung festgestellte Tatsache ist, daß der ganze zwischen
den Punkten a-h wirkende Spannungsabfall durch die Wicklungen A und 61 auf
zwei Komponenten geteilt wird, deren Resultierende durch die Netzspannung unveränderlich
bestimmt ist. Einer Änderung (Abnahme oder Zunahme) der einen Teilspannung muß demzufolge eine Änderung in
entgegengesetztem Sinne (eine Zunahme bzw. Abnahme) der anderen Teilspannung entsprechen.
Die eine dieser Teilspannungen, und zwar der auf dem Synchronmotor entfallende
Anteil, kann aber durch die Änderung der Erregung des Magnetrades R in einfachster
Weise geregelt werden, und hierdurch ist audh 'einie einfache Möglichkeit
der Regelung der »Umformererregung bzw. dar Spannung1 dies sekundären Stromes ge- no
igeben.
Mit Rücksicht darauf, daß eine derartige Regelung sehr empfindlich wäre, ist es in den
meisten praktischen Fällen erwünscht, die, untersuchten Anordnungen mit den zuerst
fortgelassenen Teilen zu ergänzen. Sind dann die Teilspannungen zwischen A und 51 nicht
mehr gleich, so muß in dem besonderen Stromkreis Au-Sm der Abb. 4 bzw. in der
Abzweigung p, q der Abb. 5 ein Ausgleichstrom
fließen, welcher die außerordentliche Empfindlichkeit der Regelung entsprechend
der jeweiligen Bemessung auf den praktisch hinreichenden Grad herabsetzt.
Der Grad der Regelung selbst kann mit Hilfe bekannter Mittel, so z. B. mittels in
den Hilfsstromkreis Aa-Sm (Abb. 4) eingeschalteter"
ohmischer oder induktiver Widerstände oder durch Änderung der Lage des Punktes p (Abb. 5) usw. beeinflußt werden.
Ständer und Läufer des Umformers gemäß der Erfindung können vertauscht werden, so
daß der primäre Teil am Läufer angebracht und der sekundäre vielphasige Strom von der
doppelten Frequenz von dem Ständer abgenommen wird.
In sämtlichen vorbesprochenen und in allen andern innerhalb des Rahmens der Erfindung
liegenden Fällen kann die Richtung des Energieflusses während der Umformung umgekehrt
werden, so daß z. B. die Hälfte der Energie des primär durch die Anschlüsse e, f, g zugeführten Stromes in das einphasige
sekundäre Netz G durch die Netzanschlüsse·^ b unmittelbar elektrisch und die andere Hälfte
derselben durch die mechanische Verbindung K bzw. durch die Netzanschlüsse i, h
des Synchronmotors erst nach mechanischelektrischer Energieumformung abgegeben wird.
Demzufolge ist der Umformer gemäß der Erfindung auch geeignet, drei- oder vielphasigen
Wechselstrom in einphasigem Wechselstrom von der halben Frequenz umzuformen.
Claims (9)
- Patentansprüche:i. Aus einem einphasigen Synchronmotor und einem vielphasigen Stromerzeuger bestehender umlaufender Um-. former zur Umformung von Einphasenstrom in Drei- bzw. Vielphasenstrom von doppelter Frequenz oder umgekehrt, gekennzeichnet durch eine im Primärteil des Stromerzeugers angebrachte, zu einem selbständigen Stromkreis gehörige induzierte Wicklung, deren Achse angenähert elektrisch senkrecht zur Achse der einphasigen Erregerwicklung des Strom-• erzeugers steht.
- 2. Umformer gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die induzierte Wicklung kurzschließbar ist.
- 3. Umformer gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in dem Stromkreis der induzierten Wicklung liegenden, zweckmäßig regelbaren ohmischen, induktiven oder kapazitiven Widerstand.
- 4. Umformer gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dessen Strom erzeugender Teil einen dreiphasig bewickelten Ständer be- tjo sitzt, gekennzeichnet dadurch, daß eine der dreiphasigen Ständerwicklungen für sich selbst den selbständigen Stromkreis bildet, während die anderen zwei Phasenwicklungen an die speisende einphasige Stromquelle angeschlossen sind.
- 5. Umformer gemäß Anspruch^, gekennzeichnet dadurch, daß die an die speisende Stromquelle angeschlossenen Phasenwicklungen zueinander parallel geschaltet sind.
- 6. Umformer gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dessen Strom erzeugender Teil einen dreiphasig bewickelten Ständer besitzt, gekennzeichnet durch zwei in Reihenschaltung an die speisende Stromquelle angeschlossene Phasenwicklungen, deren eine mit der dritten Phasenwicklung einen besonderen Stromkreis bildet.
- 7. Umformer gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einphasige Erregerwicklung des Stromerzeugers mit der einphasigen Wicklung des Snychronmotors in Reihe geschaltet ist.
- 8. Umformer gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch zwei einen besonderen Stromkreis bildende Hilfswicklungen, deren eine in der Achse und im Blechpaket der Erregerwicklung des Strom- go erzeugers und deren andere in der Achse und im Blechpaket der Einphasenwicklung des Synchronmotors gelegen ist, wobei die Hilfswicklungen derart miteinander in Reihe geschaltet sind, daß der in denselben induzierte Strom die erregende Wirkung der Erregerwicklung des Stromerzeugers unterstützt.
- 9. Umformer gemäß Anspruch 7, bei welchem die miteinander in Reihe geschalteten Wicklungen über einen einphasigen Transformator von der einphasigen Stromquelle gespeist werden, gekennzeichnet dadurch, daß ein zweckmäßig veränderbarer, mittlerer Punkt der Sekundärwicklung des Transformators mit dem Verbindungspunkt der in Reihe geschalteten Wicklungen verbunden ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US622232XA | 1933-06-06 | 1933-06-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE622232C true DE622232C (de) | 1935-11-23 |
Family
ID=22041010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEK134310D Expired DE622232C (de) | 1933-06-06 | 1934-06-06 | Umlaufender Frequenz- und Phasenzahlumformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE622232C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990015471A1 (en) * | 1989-06-05 | 1990-12-13 | Renato Felippe | Phase converter |
-
1934
- 1934-06-06 DE DEK134310D patent/DE622232C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990015471A1 (en) * | 1989-06-05 | 1990-12-13 | Renato Felippe | Phase converter |
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