DE644779C

DE644779C - Kaskade, bestehend aus Asynchronmaschine und einer an deren Schleifringe angeschlossenen Kommutatormaschine

Info

Publication number: DE644779C
Application number: DEA80481D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Weiler
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-08-09
Filing date: 1930-08-09
Publication date: 1937-05-13

Description

Es ist oftmals erforderlich, daß ein Asynchronmotor, der zwecks Drehzahlregelung und Verbesserung des Leistungsfaktors mit einer Drehstromkommutatormaschine in Kaskade geschaltet ist, auch bei stark erniedrigter Netzspannung, beispielsweise bei ¹Z₃ der normalen, das Nenndrehmoment liefert. Das Kippmoment eines Asynchronmotors ist bekanntlich dem Quadrat der Netzspannung proportional. Das Kippmoment einer Kaskade aus Asynchronmotor und netzerregter Drehstromkommutatormaschine ist höher als das des Asynchronmotors allein, und zwar um so· mehr, j e mehr der Leistungsfaktor bei einer bestimmten Last durch die Drehstromkommutatormaschine verbessert wird. Es sinkt aber ebenfalls mit dem Quadrate der Netzspannung, weil die Erregung der Drehstromkommutatormaschine der Netzspannung proportional ist.

Richtet man nun aber erfindungsgemäß die Erregung der Drehstromkommutatormaschine so ein, daß nur die von der Drehstromkommutatormaschine gelieferte Spannungskomponente, welche zur Drehzahlregelung dient, bei veränderlicher Netzspannung dieser proportional ist, die Komponente, welche den Leistungsfaktor verbessert, aber bei sinkender Netzspannung konstant bleibt oder sogar noch ansteigt, so kann man bei gesunkener Netzspannung (bis etwa ¹J₃ der normalen NTetzspannung) eine derartige Erhöhung des Kippmomentes der Kaskade gegenüber dem Kippmoment des Asynchronmotors ohne Hintermaschine erreichen, daß es dem Nenndrehmoment bei normaler Netzspannung gleich ist. Hierfür ist bei einer weiteren Ausgestaltung¹ gemäß der Erfindung die Kaskade nach Patent 631 084 besonders geeignet. Bei dieser Kaskade wird die Kommutatorhintermaschine durch Stromwandler von zusammen mindestens zwei Primärwicklungen erregt, von denen die eine mit der Primärwicklung der Asynchronhauptmaschine, die andere mit einem von der Belastung der Kaskade nahezu unabhängigen Stromverbraucher in Reihe liegt.

Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung die Kommutatorhintermaschine dieser Kaskade durch Stromwandler mit insgesamt drei Primärwicklungen erregt, von denen die erste mit der Primärwicklung der Asynchronhauptmaschine in Reihe liegt, die zweite, hauptsächlich der Drehzahlregelung dienende als Stromverbraucher eine regelbare Drosselspule oder einen leer laufenden Synchronmotor besitzt, dessen Erregerspannung der

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

Dipl.-Ing. Wilhelm Weiler in Berlin-Niederschönhausen.

Netzspannung proportional ist, und die dritte, hauptsächlich zur Verbesserung des Leistungsfaktors dienende als Stromverbrauches einen übererregten Synchronmotor besitzt, dessen Erregerspannung von der Netzspannung unabhängig ist.

Der Erfindungsgedanke sei an Hand der Abbildung erläutert, welche ungefähr der Abb. 2 des Hauptpatents 631084 entspricht. Die Kommutatorhintermaschine c wird durch ein Zahnrad- oder Riemenvorgelege von der Welle der Asynchronhauptmaschine α angetrieben. Es kann aber auch ein besonderer synchroner oder asynchroner Antriebsmotor verwendet werden, sofern er bei erniedrigter Netzspannung sein Nenndrehmoment zu leisten vermag. Der Stromwandler, dessen Sekundärwicklung </₄ über den Frequenzwandler p die Erregerwicklung m der Kommutatormaschine c speist, besitzt drei Primärwicklungen Cj₁, </₅, </₃, von denen Lj₁ mit der Primärwicklung der Asvnchronhauptinaschine (/, q₅ mit dem Stromverbraucher/;, 'lessen Scheinleistung unabhängig von der Leistung der Hauptiuaschine α ist, und i/₃ mit dem Stromverbraucher d in Reihe liegt. 1J₃ dient im wesentlichen zur Regelung der Drehzahl, weshalb der Stromverbraucher d regelbar und seine Stromaufnahme in jeder Einstellung proportional mit vorkommenden Spannungsschwankungen des Netzes schwanken muß. Hierdurch wird erreicht, daß die die Drehzahl regelnde Spannungkomponente der Maschine c bei sinkender Netzspannung kleiner wird, wodurch man die Möglichkeit hat, die phasenschiebende Spannungskomponente zu vergrößern, ohne die Sättigungsgrenze der Maschine c zu überschreiten.

in der Abbildung ist d eine Drosselspule, die in irgendeiner Weise regelbar sein muß. Rs kann /.. B. der Luftspalt oder die Windungszahl geändert werden, die Wicklung kann von Stern in Dreieck umgeschaltet oder es können von einer Gruppe parallel geschalteter Drosselspulen Einzelspulen stufenweise zu- oder abgeschaltet werden. An Stelle der Drosselspule d kann auch £in leer laufender Synchronmotor treten, dessen Erregerstrom einstellbar ist, in jeder Einstellung aber den Spannungsschwankungen des Netzes proportional folgt. Dafür ist z. B. ein Einankerumformer verwendbar, dessen Kommutator nur den Erregerstrom liefert, oder ein Synchronmotor, dessen Erregermaschine ein Einankerumformer ist, oder ein über Schleifringe vom Netz gespeister Synchronmotor, dessen Läufer eine mit einem Kommutator versehene, vom Hauptfiuß durch

setzte und zur Erregung dienende Hilfswicklung besitzt. Die Phasenmischung der 60 Wicklung«^ ist derart, daß der Strömt» -hauptsächlich die Drehzahl beeinflußt, aber auch einen geringen Einfluß auf die Phasen- : Schiebung hat.

Die Primärwicklung q_b dient zur Verbesse- *5 rung des Leistungsfaktors, weshalb der Stromverbraucher h bei sinkender Netzspannung nicht weniger, sondern möglichst mehr Strom aufnehmen muß. h ist zu diesem Zweck ein leer laufender Synchronmotor, der von einer von der Netzspannung unabhängigen Gleichstromquelle so übererregt wird, daß er in das Netz einen Blindstrom t_s schickt, der durch Vermittlung des Stromtransformators, des Frequenzwandlers p und der Hintermaschine c bei normaler Netzspannung den Leistungsfaktor der Hauptmaschine ο auf mäßige Voreilung bringt. Bei sinkender Netzspannung wächst also ohne Eingriff eines mechanischen Reglers die Ubererregung des Synchronmotors h, und zwar um so mehr, je größer man für die Netzspannung die Leerlaufamperewindungen des Synchronmotors h etwa durch Bemessung des Luftspaltes gemactit hat. Man kann die Wirkung durch einen mechanischen Regler verstärken ; ein mechanischer Regler allein würde aber bei plötzlichen Spannungserniedrigungen, immer zu spät kommen.

Claims

Patentanspruch:

Kaskade, bestehend aus Asynchronmaschine und einer an deren Schleifringe angeschlossenen ständer- oder läufer- oder ständer- und läufererregten Kommutatormaschine, nach Patent 631 084, die über Stromwandler mit insgesamt drei Primärwicklungen erregt wird, wobei die erste mit der Primärwicklung der Asynchronmaschine, die zweite und dritte mit Strom-Verbrauchern, die von der Belastung der Kaskade nahezu unabhängig sind, in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Primärwicklung, die hauptsächlich zur Drehzahlregelung dient, als Stromverbraucher eine Drosselspule, deren Induktivität proportional der Netzspannung geregelt wird, oder einen leer laufenden Synchronmotor, dessen Erregerspannung der Netzspannung porportional no ist, besitzt, die dritte Primärwicklung aber, die hauptsächlich zur Verbesserung des Leistungsfaktors dient, als Stromverbraucher einen übererregten Synchronmotor hat, dessen Erregerspannung von der Netzspannung unabhängig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen