DE694794C - Circuit for single-phase alternators with self-excitation by capacitors - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AI
8.AUGUST194QISSUE AI
AUGUST 8, 194Q

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 d 2 GRUPPECLASS 21 d 2 GROUP

L 87556 VIII dl 2L 87556 VIII dl 2

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Februar 193s ab Patenterteilung bekanntgemacht am 11. Juli 1940Patented in the German Empire from February 21, 193s Patent issued July 11, 1940

Es ist bekannt, Wechselstromeraeuger durch Kondensatoren, <die an die induzierte Wicklung angeschlossen, sind, zu erregen. Wenn hierbei 'die Kondensatoren ain die gleichzeitig auch zur Abgabe von Nutzstrom verwendete Wicklung angeschlossein werden, so ergibt sich für diese einie zusätzliche Belastung; beispielsweise würde bei Abgabe von 10 A Nutzstrom (induktionsfrei) und 10 AIt is known to generate alternating currents by capacitors, <those connected to the induced winding are to be excited. if in this case 'the capacitors are also used for the delivery of useful current at the same time Winding are connected, this results in an additional load; For example, if 10 A of useful current (induction-free) and 10 A would be supplied

to Erregerstrom (90⁰ voreilend) 'die Wicklung mit 10 ]/~2 = 14, ι A belastet sein. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, verschiedene, zweckmäßig räumlich, ialso auch in der Phase verschobene Wicklungsstränge vorzusehen und die Erregungskondensatoren Mir an die nicht zur Abgabe von Nutzstrom verwendeten . Stränge anzuschließen. Da aber bei derartigen Maschinen die Erregerbli]ndleistung im Verhältnis zur Nutzwirkleistung ziemlich großto excitation current (90 ⁰ leading) 'the winding with 10 ] / ~ 2 = 14, ι A be loaded. It has therefore been proposed to provide different, expediently spatially, ie also phase-shifted winding phases and to use the excitation capacitors Mir to not deliver useful current. To connect strands. Since, however, in machines of this type the real excitation power is quite large in relation to the effective active power

ao ist, so würde 'die nur zur Erregung dienende Wicklung .einen lerheblichiein Teil des Wickelraumes in Anspruch ,nehmen, was zu einer ungünstigen Ausnutzung der Maschine führt.ao is, so would 'the one only used for excitation Winding .a significant part of the changing room claim, which leads to an unfavorable utilization of the machine.

Um 'eine bessere Ausnutzung zu erzielen, wird die einphasige Last an zwei beliebige Klemmen, z. B. V und W, der Ständerwick- ^v lung des Stromerzeugers, der nach Art einer Drehstrommaschine mit drei um 120⁰ "verschobenen Wicklungssträingen ausgeführt und in Stern oder Dreieck geschaltet und mit den Klemmen U, V, W versehen ist, angeschlossen. Ein Kondensator C₁, dessen Kapazität so bemessen ist, daß er bei Leerlauf die Nennspannung erzeugt, wird an zwei andere Klemmen, z. B. U und V, angeschlossen. Wie gezeigt werden wird, läßt sich nunmehr eine gleichmäßige Belastung aller drei Wickl'ungsstränge bei voller Belastung der Maschine erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß der Last lein weiterer Kondensator C₂ parallel geschaltet wird, der ihr 'eine voreilende Phasenverschiebung gegenüber der Klemmenspannung erteilt.In order to achieve better utilization, the single-phase load is applied to any two terminals, e.g. B. V and W, the Ständerwick- ^v averaging of the power generator, the "shifted manner of a three-phase machine with three 120 ⁰ Wicklungssträingen executed and connected in star or delta configuration and connected to the terminals U, V, W is provided. A capacitor C ₁ , the capacity of which is such that it generates the nominal voltage when idling, is connected to two other terminals, e.g. U and V. As will be shown, an even load on all three winding strands can now be achieved achieve full load on the machine according to the invention in that the load l another capacitor C ₂ is connected in parallel, which gives her 'a leading phase shift with respect to the terminal voltage.

In Abb. ιa ist ein Beispiel der zur Anwendung kommenden Schaltung dargestellt, während Abb. ib das sich ergebende Stromdiagramm zeigt. Wie ersichtlich, hat die Ständerwicklung drei um 120⁰ versetzte Wicklungsstränge U, V, W; der zur Erregung dienende Kondensator C₁ ist an die Klemmen LJ und V angeschlossen, 'die Nutzlast R die mit dem Kondensator C₂ parallel geschaltet ist, an die Klemmen V und W. Demnach wird der Strang 0-U nur von voreileindem Blindstrom (Erregerstrom) durchflossen, der Strang 0-W vom Nutzstrom, der infolge des Kondensators C₂ 'eine geringe Voreilung besitzt und der Strang 0-V von der Resultante beider Ströme.In Fig. Ιa an example of the circuit used is shown, while Fig. Ib shows the resulting current diagram. As can be seen, the stator winding has three phase windings offset by 120 ⁰ U, V, W; the serving for the excitation capacitor C ₁ is connected to terminals LJ and V 'the payload R is connected in parallel with the capacitor C _2, to the terminals V and W. Therefore, the strand is 0-U (only voreileindem reactive current excitation current ) flowed through, the strand 0-W from the useful current, which has _{a slight lead due to the capacitor C 2} 'and the strand 0-V from the resultant of both currents.

In Abb. ib sind UV und VW die Vektoren der Spannungen zwischen UV und VW. Vi₁ ist der Vektor des durch den Kondensator C₁ In Fig. Ib, UV and VW are the vectors of the voltages between UV and VW. Vi ₁ is the vector of the through capacitor C ₁

'*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:'*) The patent seeker stated as the inventor:

Leo Schüler in Berlin-Lichterfelde.Leo student in Berlin-Lichterfelde.

'IJIIiII'IJIIiII

fließenden Stromes Z₁, der gegenüber der Spannung UV um 90° voreilt, während VZ₂ den in den Widerstand/? und den Kondensator C₂ fließenden Strom Z₂ darstellt, dessen Phasenvoreilung gegen seine Spannung VW zu 30° angenommen ist. Z₁ and Z₂ setzen sich zu dem resultierenden Strom J_r zusammen, der durch den Wicklungsstraing O-V fließt. Es ist ohne weiteres klar, daß für den Fall Z₁ = Z₂ auch Jr = J₁ = J₂ wird; die Maschine arbeitet dann wie eine Drehstrommaschine mit gleichbelasteten Phasen, d.h. unter den günstigsten Betriebsbedingungen, trotzdem sie nur einphasigen Nutzstrom abgibt. Praktisch tritt dies auch dadurch in Erscheinung, daß das bei einphasiger Belastung unvermeidliche magnetische Brummen bei der erfindungsgemäßen Schaltweise verschwindet. flowing current Z ₁ , which leads the voltage UV by 90 °, while VZ ₂ the in the resistor /? and the capacitor C ₂ is the current flowing Z ₂ whose phase advance is assumed to its voltage VW to 30 °. Z ₁ and Z ₂ are combined to form the resulting current J _r , which flows through the winding track OV . It is immediately clear that for the case Z ₁ = Z ₂ also Jr = J ₁ = J ₂ ; the machine then works like a three-phase machine with equally loaded phases, ie under the most favorable operating conditions, despite the fact that it only delivers single-phase useful current. In practice, this also occurs in that the magnetic hum, which is unavoidable with single-phase loading, disappears with the switching method according to the invention.

Zum Vergleich zeigen Abb. 2a und 2b die Verhältnisse, die sich bei einer anderein Schaltweise ergeben würden. Wie ersichtlich, sind hier die Ströme Z₁ und Z₂ miteinander phaaengleich, sie addieren sich also algebraisch, so daß im Strang O-U der doppelte Strom'fließen würde als in den beiden anderen Strängen. Infolge der Phasengleichheit der drei Ströme würde die Maschine als reine Einphasenmaschine mit entsprechend höheren Verlusten arbeiten.For comparison, Fig. 2a and 2b show the relationships that would result in a different switching mode. As can be seen, the currents Z ₁ and Z ₂ are in phase with one another, so they add up algebraically, so that twice the current would flow in the branch OU than in the other two branches. As a result of the phase equality of the three currents, the machine would work as a pure single-phase machine with correspondingly higher losses.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Schaltung für Einphasen-Wechselstromerzeuger mit Selbsterregung durch Kondensatoren, wobei die Ständerwicklumg aus drei um 120⁰ verschobenen Wicklungssträngen besteht, die nach Art einer Drehstrommaschine in Stern oder Dreieck geschaltet sind und die Last zwischen zwei Phasen, z. B. V und VV, angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß pin Teil der erregenden Kondensatoren (C₁) an die Phasen U und V, ein anderer Teil (C₂) parallel zur Last an die Phasen V und W angeschlossen und 'die Phasenfolge so gewählt ist, daß die drei Wicklungsstränge der Maschine bei Vollast von annähernd gleichen Strömen durchflossen werden.Circuit for single-phase alternators with self-excitation by capacitors, the stator winding consists of three ^{winding phases shifted by 120 0} , which are connected like a three-phase machine in star or delta and the load between two phases, e.g. B. V and VV, is connected, characterized in that pin part of the exciting capacitors (C ₁ ) to the phases U and V, another part (C ₂ ) connected in parallel to the load to the phases V and W and 'the phase sequence is chosen so that the three winding phases of the machine are traversed by approximately the same currents at full load. Hierzu ι Blatt ZeichnungenFor this purpose ι sheet of drawings