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Elektrische Welle Zur Speisung von Synchron- oder Asynchronmotoren,
die zum Antrieb von Geschwindigkeitsreglern, z. B. von Fliehkraftpendeln, und deren
Hilfsmaschinen dienen, werden Synchronmotoren benutzt, die von der Kraftmaschine
unmittelbar über eine Kupplung oder mittelbar durch ein Vorgelege angetrieben werden.
Erfolgt die Erregung eines solchen Synchrongenerators von einer mit ihm gekuppelten
Gleichstrommaschine, so wird die Kraftmaschine während des Anlaufes voll beaufschlagt,
da der Eingriff des Geschwindigkeitsreglers zu spät erfolgt, weil die Spannung des
Generators erst nahezu bei der Nenndrehzahl erscheint. Dies kann zu starken Pendelerscheinungen
führen. Außerdem ist eine Regelung unterhalb der Nenndrehzahl nicht möglich, falls
nicht ein selbsttätiger Spannungsschnellregler für den Synchrongenerator vorgesehen
wird.
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Man hat vorgeschlagen, einen derartigen Synchrongenerator ohne Gleichstromerregung
zu verwenden, indem man den Induktor aus Permanentmagnetstahl herstellt. Da jedoch
die Induktion nur gering sein kann, wird ein solcher Generator unverhältnismäßig
groß und teuer, auch geht bei Belastung ein Teil der Induktion verloren.
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Gemäß der Erfindung wird ein Synchrongenerator verwendet, der außer
einer festen Grunderregung durch Remanenz eine vom Generatorstrom abhängige Erregung
erhält. Durch die Remanenz wird eine zur Selbsterregung genügend große Spannung
erzeugt, die einen Stromfluß im Stromkreis des Generators verursacht. Durch diesei
Strom
wird der Induktor kräftig erregt und die Spannung der Maschine rasch auf einen hohen
Wert gebracht, der durch die Charakteristik der Maschine gegeben ist. Vorzugsweise
wird dabei die Bemessung so getroffen, daß man im gesättigten Teil der Charakteristik
arbeitet, und zwar zweckmäßig an einer solchen Stelle, daß der Arbeitsbereich im
horizontalen Teil der Charakteristik liegt. Dadurch ist eine genügende Sicherheit
gegeben, daß der gespeiste Motor nicht außer Tritt fällt, wenn vorübergehend starke
Drehzahl- oder Drehmomentschwankungen auftreten. Derartige Synchrongeneratoren können
mit hoher Induktion gebaut werden, so daß die Generatoren nicht allzu groß werden
und auch größere Leistungen übertragen werden können.
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Durch den Synchrongenerator wird der Synchron- oder Asynchronmotor,
welcher das Fliehkraftpendel antreibt, mit einem Strom gespeist, dessen Frequenz
von der Drehzahl der Kraftmaschine abhängig ist. Infolgedessen wird durch den Motor
die Drehzahl des Fliehkraftpendels stets gleich oder annähernd gleich der Drehzahl
der Kraftmaschine gehalten. Die Anordnung nach der Erfindung ist aber nicht nur
geeignet zur Speisung eines Motors für den Antrieb von Geschwindigkeitsreglern,
wie Fhehkraftpendel, sondern überall da, wo ein oder mehrere Motoren in ihrer Drehzahl
der Drehzahl des Synchrongenerators genau folgen sollen, also Motor und Generator
als eine elektrische Welle dienen. Wenn beispielsweise verschiedene Svnchronmotoren
räumlich entfernt voneinander aufgestellt sind, kann man dadurch, daß man sie mit
dem Synchrongenerator gemäß der Erfindung speist, erreichen, daß nicht nur ihre
Drehzahlen untereinander und mit jener des Synchrongenerators gleich sind, sondern
auch sämtliche Läufer gleiche Winkellage besitzen.
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In Fig. i ist schematisch die Schaltung eines Synchrongenerators gemäß
der Erfindung dargestellt. Mit i ist der Synchrongenerator bezeichnet, dessen nicht
dargestellte Statorwicklung einen Motor 2 speist und dessen Induktor eine genügend
hohe Remanenz hat. 3 ist die Erregerwicklung des Generators, die erfindungsgemäß
über Gleichrichterq. vom Statorstrom des Generators erregt wird. Der Antriebsmotor
2 besitzt einen Scheinwiderstand, der sich aus einer Induktiv ität L und einem der
Belastung äquivalenten Ohmschen Widerstand W zusammensetzt. Der Widerstand, den
der Strom J durchfließt, wird praktisch nur durch den Scheinwiderstand des Motors
bestimmt, da der Verbrauch des Induktors nur einige Prozente der Generatorleistung
beträgt. Ist !das Drehmoment und der induktive Widerstand des Motors konstant, so
ändert sich der Scheinwiderstand proportional mit der Drehzahl, und der Strom J
bleibt konstant.
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In Fig. 2 ist in Abhängigkeit vom Strom J die Generatorspannung L'
bei zwei verschiedenen Drehzahlen ii.l und na:., aufgetragen. Ferner sind die beiden
Geraden a und h, die die Spannung am Scheinwiderstand in Abhängkeit vom Strom J
darstellen, eingezeichnet. Ihr Schnittpunkt mit der Charakteristik U1 bzw. U., der
Maschinen gibt den Betriebspunkt an.
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Fig.3 zeigt die Schaltung eines Drehstromgenerators gemäß der Erfindung.
Mit 3 ist wieder die Erregerwicklung bezeichnet, die über Gleichrichter 4., z. B.
Trockengleichrichter, in Graetzscher Schaltung gespeist wird, wobei die Trockengleichrichter
an den Stromwandler 5 angeschlossen sind. Der Motor 2 treibt ein Fliehkraftpendel
6 an. Wird die Kraftmaschine angelassen, so erregt sich der Generator, und der Motor
2 treibt das Fliehkraftpendel mit einer der Drehzahl der Kraftmaschine proportionalen
Drehzahl an.
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Um bei einem Stromloswerden des Motors :2 zu erreichen, daß die Kraftmaschine
stillgesetzt wird, ist in den Induktorkreis ein Relais T eingefügt, das bei Verschwinden
des Stromes anspricht und die Kraftmaschine stillsetzt. An Stelle eines Stromrelais
kann auch ein Spannungsrelais Anwendung finden. Damit die Kraftmaschine angelassen
werden kann, muß man den von diesen Relais ausgehenden Abschaltbefehl beim Anfahren
der Maschine wirkungslos machen, indem man beispielsweise in dem vom Relais gesteuerten
Stromkreis einen Kontakt öffnet. Man kann aber auch beispielsweise ein Relais verwenden,
das die Spannung oder den Strom des Induktors mit der Spannung des nicht dargestellten
Iiauptgenerators vergleicht, wobei dann, wenn die erstgenannte Erregung des Relais
verschwindet, ein Kontakt geschlossen und dadurch ein Befehl zum Stillsetzei gegeben
wird.