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Asynchronmaschine (insbesondere Asynchronmotor) mit Kommutatorhintermaschine.
Bekanntlich haben Asynchronmotoren die Eigenschaft, dass ihr Drehmoment zunächst proportional dem Schlupf anwächst, hierauf jedoch gegenüber dem Anwachsen des Schlupfes zurückbleibt und schliesslich einen maximalen Wert (Kippmoment) erreicht, von dem ab bei wachsendem Schlupf das Drehmoment nicht mehr ansteigt, sondern abfällt. Diese Erscheinung ist auf den Einfluss der induktiven Streuspannungen im sekundären und primären Stromkreis der Asynchronmaschine zurückzuführen.
Die sekundäre Streuspannung bewirkt, dass der Sekundärstrom mit wachsendem Schlupf nicht nur im Anwachsen gehemmt wird, sondern dass er, was noch wichtiger, aus seiner drehmomentbildenden
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chronmaschine mit wachsender Belastung geschwächt wird. Die Erfindung betrifft nun eine Anordnung, durch die erreicht wird, dass der Wirkstrom der Asynchronmaschine genau proportional dem Schlupf anwächst, u. zw. nicht nur in der Nähe des Synchronismus, sondern auch bei beliebig starkem Schlupf, so dass an der Maschine sozusagen die Erscheinung des Kippmomentes beseitigt ist. Die Asynchron- maschine ist dazu in an sich bekannter Weise mit einer Kommutatorhintermaschine ausgerüstet.
Dieser
Kommutatorhintermaschine wird nun ein Erregerstrom zugeführt, der einerseits proportional ist dem
Belastungsstrom der Asynchronmaschine, anderseits proportional deren Schlupf, und der erfindungs- gemäss in der Grösse und in der Phase derart eingestellt ist, dass die Kommutatorhintermaschine in den
Sekundärstromkreis der Asynchronmaschine eine Spannung einführt, die die sekundäre und zweckmässig auch die primäre Streuspannung der Asynchronmaschine bezüglich ihres Einflusses auf den Belastungs- strom aufhebt.
Während man also bisher die Kommutatorhintermaschine dazu benutzt hat, entweder die Drehzahl der asynchronen Vordermaschine zu regeln oder durch Erzeugung des Feldes vom Sekundär- teil aus ihren Leistungsfaktor zu verbessern, übernimmt bei der Anordnung nach der Erfindung die
Kommutatorhintermaschine die Aufgabe, die Asynchronmaschine von dem schädlichen Einfluss der sekundären und primären Streuspannungen auf das Anwachsen des Belastungsstromes zu befreien.
Selbstverständlich kann man aber auch die alte und die neue Aufgabe der Kommutatorhintermaschine miteinander kombinieren.
Für die neue Asynchronmaschine ergeben sich verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. Die
Anordnung ist insbesondere dann zweckmässig, wenn die Asynchronmaschine kurzzeitig starke Belastungs- stösse auszuhalten hat, so dass man sie mit Rücksicht darauf, dass diese Belastungsstösse das Kippmoment der Asynchronmaschine nicht überschreiten dürfen, bisher überdimensionieren musste. Derartige Belastungen kommen beispielsweise vor beim Antrieb von Walzenstrassen durch Asynchronmotoren.
Man kann nunmehr das Modell des Motors, da er ein Kippmoment nicht mehr besitzt, wesentlich kleiner halten.
Zur Erregung der Kommutatorhintermaschine mit einem dem Schlupf und dem Belastungsstrom proportionalen Strom kann man zweckmässig Stromtransformatoren benutzen, die entweder in den Sekundärstromkreis oder in den Primärstromkreis oder in beide eingeschaltet sind und deren Sekundär- spannung der Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine zugeführt wird. Bei den in den Primär- stromkreis eingeschalteten Stromtransformatoren muss allerdings deren Spannung noch in Abhängigkeit vom Schlupf der Asynchronmaschine gebracht werden, was durch Überleitung über eine Hilfsmaschine
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erreicht werden kann.
Die Stromtransformatoren sind zweckmässig rückwirkungslos ausgeführt, so dass ihr Sekundärstrom auf die Spannung-und Stromverhältnisse des Primärstromkreises keinen nennenswerten Einfluss ausübt. Die Transformatoren sind dazu mit grosser Streuung (z. B. grossem Luftspalt bei Drehtransformatoren) ausgeführt.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. 1 ist 1 ein Asynchronmotor, mit dem die Kommutatorhintermasehine 2 mechanisch gekuppelt ist. Die Kommutatorhintermaschine besitzt im Ständer eine Kompensationswicklung. Sie wird im Läufer über Schleifringe mit Netzfrequenz erregt. Es ist dazu ein in den Primärstromkreis der Asynchronmaschine eingeschalteter Stromtransformator 3 vorgesehen, dessen Sekundärspannung den Erregerschleifringen zugeführt wird.
Um die Sekundärspannung des Stromtransformators noch in Abhängigkeit vom Sehlupf zu bringen, ist eine
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Ständer an die Sekundärwicklung des Stromtransformators 3 angeschlossen bt, während die Kommutatorbürsten an die Erregerschleifringe der Kommutatorhintermaschine 2 angeschlossen sind. Das von der Ständerwicklung der Maschine 4 ausgehende Drehfeld rotiert im Raum m : t Netzfrequenz, u. zw. in solcher Richtung, dass es die Läuferwicklung mit Schlupffrequenz schneidet. Die auf diese Weise in Abhängigkeit vom Schlupf gebrachte Spannung des Stromtransformators 3 erhält am Kommutator der Maschine 4 wieder Netzfrequenz.
Ihre Grösse und Phase ist derart eingestellt, dass sie über die Kommutatorhintermaschine 2 die sekundäre und primäre Streuspannung der Maschine 1 aufhebt.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 besitzt die mit dem Asynchronmotor 1 gekuppelte Kommutatorhintermaschine 2 ausser der Kompensationswicklung im Ständer noch eine Schlupffrequenz führende Erregerwicklung 5. Diese ist an die Sekundärwicklung eines in den. Sekundärstromkreis der Maschine 1 eingeschalteten Stromtransformators 6 angeschlossen. Damit der Strom in der Erregerwicklung 5 bei den in Frage kommenden Schlupfbereichen proportional ist der Sekundärspannung des Stromtransformators 6, sind in den Erregerstromkreis noch Ohmsche Widerstände 7 eingeschaltet.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Asynchronmaschine (insbesondere Asynchronmotor) mit Kommutatorhintermaschine, deren Erregerwicklung ein dem Belastungsstrom und dem Schlupf der Asynchronmaschine proportionaler Erregerstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dieser seiner Grösse und Phase nach derart eingestellt ist, dass die von der Kommutatorhintermaschine in den Sekundärstromkreis der Asynchronmaschine eingeführte Spannung die sekundäre und zweckmässig auch die primäre Streuspannung der Asynchronmaschine bezüglich ihres Einflusses auf den Belastungsstrom aufhebt.