Anordnung zur Speisung von nicht koachsial mit der Erregerwicklung angeordneten Wicklungen im Ständer von Kommutatormaschinen. Bekanntlich werden sowohl Kommutator maschinen für Gleichstrom als solche für Wechselstrom (zum Beispiel die in den Se kundärstromkreis von Asynchronmaschinen eingeschalteten im Ständer mit Schlupffre quenz erregten Kommutatorhintermaschinen der Bauart Lydall-Scherbius) mit Wende polen ausgerüstet, um die Kommutierung zu verbessern. Ähnlichen Zwecken dient auch die an der Kommutatormaschine angebrachte Kompensationswicklung. Sowohl die Wende polwicklung als auch die Kompensations wicklung sind mit dem Anker der Maschine in Reihe geschaltet. Sie müssen, um ihre Aufgabe erfüllen zu können, vom Belastungs strom durchflossen werden.
Es zeigt sich nun, dass die mechanische Ausführung der Wendepol- oder auch der Kompensations wicklung in vielen Fällen ausserordentlich schwierig ist und die Gesamtkosten der Ma schine in hohem Masse verteuert. Dies ist namentlich dann der Fall, wenn die Ma schine mit hohem Strom und geringer Span nung arbeitet. Vor allem bereitet die Her stellung und Befestigung der starken Ver bindungsleitungen zwischen den einzelnen Wendepolen und über die einzelnen Polpaare verteilten Kompensationswicklungen grosse Schwierigkeiten.
Ein weiterer Nachteil be steht bei der Wendepolwicklung darin, dass die Zahl der Wendepolamperewindungen einerseits genau vorgeschrieben ist, ander seits man jedoch bei Hochstrommaschinen entweder nur zum Beispiel zwei oder drei Windungen auf dem Wendepol anbringen kann, während die geforderte Anzahl von Amperewindungen vielleicht 2¸ beträgt.
Ausserdem ist auch die nachträgliche Einstel lung des von den Wendepolen erzeugten mag netischen Flusses mit Rücksicht darauf, dass die Zahl der A.mperewindungen nicht geän dert werden kann, umständlich. Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Speisung der Wendepol- oder Kompen sationswicklungen oder beider, also von Wicklungen im Ständer von Kommutator maschinen, die nicht koachsial mit der Er regerwicklung angeordnet sind (für Gleich- oder Wechselstrom), die bezüglich der ge schilderten Umstände erhebliche Vorzüge auf weist.
Die Erfindung kommt bei solchen Kommutatormaschinen zur Anwendung, die auf einen Stromkreis mit im wesentlichen konstantem Widerstand arbeiten, bei denen also eine Änderung von der Maschine abge gebenen Stromes nur durch Änderung der Maschinenspannung erzielt wird. Derartige Kommutatormaschinen sind zum Beispiel die Gleichstromerregermaschinen für Wechsel stromsynchronmaschinen, oder die Drehstrom erregermaschine für asynchrone Blindlei stungsmaschinen. Der Widerstand der Se kundärwicklung der Blindleistungsmaschine, auf die die Drehstromerregermaschine arbei tet, ist ebenfalls konstant da die Blindlei stungsmaschine ihren Schlupf bei Änderung der Blindleistung beibehält.
Auch Gleich strommaschinen, deren Spannung über Röh rengeneratoren in hochfrequente Spannung umgewandelt wird und die die Energie für die Speisung von drahtlosen Sendeanlagen (Telegraphie oder Telephonie) liefern, arbei ten auf einen Stromkreis mit im wesentlichen konstantem Widerstand. Dasselbe gilt auch in manchen Fällen für in der Elektrochemie verwandte Gleichstrommaschinen. Die Erfin dung besteht nun darin, dass man bei sol chen Kommutatormaschinen die Wendepol wicklung oder die Kompensationswicklung oder beide an eine an der Kommutatorma schine auftretende und proportional dem Be lastungsstrom sich ändernde Spannung an schliesst. Eine solche Spannung ist zum Bei spiel die Spannung des Stromkreises kon stanten Widerstandes selbst.
Ebenso ist die Erregerspannung dem Belastungsstrom der Kommutatormaschine proportional und kann daher für den Erfindungszweck verwendet werden. Der Vorteil dieser neuen Art der Speisung der Wendepolwicklung besteht dar- in, dass man es nunmehr nicht mit einer Strom- sondern mit einer Spannungswick lung zu tun hat, das heisst also, einer Wick lung, die in den meisten Fällen mit einer grossen Anzahl von Windungen und mit k lei- nem Strom arbeitet. Dadurch wird zum Bei spiel der Nachteil der starken und schwer zu befestigenden Verbindungsleitungen zwi schen den einzelnen Polpaaren der bisherigen Anordnung beseitigt.
Da die Wendepol oder Kompensationswicklung ausserdem nicht mehr in Reihenschaltung, sondern in Parallel schaltung zum Nutzstromkreis gespeist wird, so kann man auch nunmehr in den Wende pol- oder Kompensationskreis regelbare Wi derstände einschalten und so die Kompen- sations- oder Wendepolwirkung genau ein regulieren.
Die Erfindung zeigt in Fig. 1 als Aus führungsbeispiel der Erfindung die Spei sung der Wendepole bei einer in den Sekun därstromkreis einer asynchronen Blindlei stungsmaschine 1 eingeschalteten Kommu tatorhintermaschine 2 mit ausgeprägten Po len (Lydall-Scherbiusmaschine). Die Kom pensationswicklung 4 der Kommutatorhin termaschine ist in der üblichen Weise mit der Ankerwicklung in Reihe geschaltet. Die drei Phasen der Wendepolwicklung 3 sind mit ihren Anfängen in Parallelschaltung an den Sekundärstromkreis der Asynchronma schine 1 angeschlossen; ihre Enden sind zu einem Sternpunkt vereinigt.
Selbstverständ lich könnte die Wendepolwicklung auch von den Bürsten der Kammutatormaschine aus gespeist werden. 5 ist die Erregerwicklung im Ständer der Kommutatormaschine, die in irgend einer bekannten Weise an eine Schlupffrequenz aufweisende Spannung an geschlossen ist.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt wieder eine asynchrone Blindleistungsmaschine 1 mit einer Kommutatorhintermaschine 2, die im Läufer über Schleifringe und über den Re- geltransfarmator 6 vom Netze aufs erregt wird. Die Kompensationswieklung 7 im Stän der der Kommutatormaschine ist gemäss der Erfindung in Parallelschaltung an den Se- kundärstromkreis der Asynchronmaschine angeschlossen. 8 sind regelbare Ohmsche Wi derstände zur Regelung der Kompensations wirkung. Wenn die Wicklung 7 nur a@s Kompensationswicklung wirkt, dann muss der gesamte Magnetisierungsstrom der Kommu tatormaschine über die Schleifringe zuge führt werden.
Man kann nun in an sich be kannter Weise den Magnetisierungsstrom teilweise über die Schleifringe der Läufer wicklung, teilweise vom Kommutator aus einer Erregerwicklung im Ständer zuführen und so den Regeltransformator 6 entlasten. Im vorliegenden Fall: kann die Wicklung 7 gleichzeitig die Funktion einer Kompen sationswicklung und einer Erregerwicklung ausüben, indem man sie derart bemisst und in der Phase einstellt, dass ihr Strom noch eine Komponente enthält, die das Erreger feld der Maschine erzeugt. Selbstverständ lich kann eine etwa noch vorhandene Wende polwicklung ebenfalls in Parallelschaltung von den Bürsten aus gespeist werden.
Die Erfindung kann auch bei Kommu tatormaschinen zur Anwendung kommen, die in den Sekundärstromkreis von Asynchron maschinen mit vom Schlupf unabhängiger Leistung eingeschaltet sind. In diesem Fall wird die Kommutatorhintermaschine bekannt lich derart erregt, dass sie in den Sekundär stromkreis der Asynchronmaschine zwei Spannungen einführt, von denen die eine Sekundärspannung der Asynchronmaschine ständig aufhebt und daher proportional dem Schlupf anwächst, während die zweite vom Schlupf unabhängig ist und den Belastungs strom im Sekundärstromkreis der Asynchron- masehine erzeugt. Diese zweite Spannung arbeitet ebenfalls auf einen Stromkreis kon stanten Widerstandes, da die Sekundärspan nung der Asynchronmaschine durch die ein geführte Gegenspannung aufgehoben ist.
Dementsprechend kann man bei dieser Kom mutatorhintermaschine die Wendepole an diejenige Erregerspannung anschliessen, die den vom Schlupf unabhängigen Belastungs strom in der Asynchronmaschine erzeugt. Beiden beschriebenen Anordnungen kann es vorkommen, dass der äussere Stromkreis, auf den die Kommutatormaschine arbeitet, seinen Widerstand infolge Änderung der Temperatur ebenfalls ändert. Dies ist zum Beispiel der Fall bei den Erregerwicklungen von Synchronmaschinen oder asynchronen Blindleistungsmaschinen. Obzwar diese Wi derstandsänderung nicht bedeutend ist, so könnte sie unter Umständen die richtige Ein stellung des Wendepol- oder Kompensations stromes ungünstig beeinflussen.
Diesen Nach teil kann man beseitigen, wenn man in den Wendepol- oder Kompensationsstromkreis wie angegeben einen Widerstand einschaltet und diesen Widerstand derart dimensioniert, dass sich die Widerstände des äussern Strom kreises und des Wendepol- oder Kompensa tionsstromkreises infolge Erwärmung in dem selben Masse ändern.
Bei der Ausführung der Erfindung kann es unter Umständen zweckmässig sein, die Wendepol- oder Kompensationswicklung teil weise in der bisherigen Weise in Reihe mit dem Ankerstrom zu schalten, teilweise sie in Parallelschaltung vom Verbraucher- oder Erregerstromkreis aus zu speisen. Beispiels weise kann die letztere Art der Speisung zur richtigen Einstellung des Wendepol- oder Kompensationsfeldes benutzt werden.
Eine weitere Ausführungsform der Er findung bietet namentlich in der Vereinfa chung in der Herstellung der einzelnen Stän derwicklungen Vorteile. Es ist dabei die Wendepol- oder Kompensationswicklung oder beide mit,der Erregerwicklung im Stän der der Kommutatormaschine in Reihe ge schaltet. Die in Reihe geschalteten Wicklun gen sind, @da sie denselben Strom führen, .eh für denselben Drahtquerschnitt zu be- . iu messen. Ausserdem wird sich in manchen Fällen infolge,der Reihenschaltung ein noch günstigeres Verhältnis zwischen Strom und Spannung ergeben.
Arrangement for supplying windings that are not arranged coaxially with the excitation winding in the stator of commutator machines. It is well known that both commutator machines for direct current and those for alternating current (for example, the commutator rear machines of the Lydall-Scherbius type, which are energized in the stator with Schlupffre frequency in the secondary circuit of asynchronous machines) are equipped with reversing poles to improve commutation. The compensation winding attached to the commutator machine also serves similar purposes. Both the reversing pole winding and the compensation winding are connected in series with the armature of the machine. In order to be able to fulfill their task, the load current must flow through them.
It has now been shown that the mechanical design of the reversing pole or the compensation winding is extremely difficult in many cases and increases the overall costs of the machine to a high degree. This is particularly the case when the machine is working with high current and low voltage. Above all, the preparation and attachment of the strong connection lines between the individual reversing poles and the compensation windings distributed over the individual pole pairs causes great difficulties.
Another disadvantage of the reversible pole winding is that on the one hand the number of reversing pole turns is precisely prescribed, on the other hand, however, in high-current machines either only two or three turns can be attached to the reversing pole, while the required number of ampere turns is perhaps 2¸ .
In addition, the subsequent setting of the magnetic flux generated by the reversing poles is cumbersome, taking into account that the number of ampere-turns cannot be changed. The invention relates to an arrangement for feeding the reversing pole or Kompen sationswindings or both, so of windings in the stator of commutator machines that are not arranged coaxially with the He excitation winding (for direct or alternating current), which have significant advantages with respect to the circumstances described having.
The invention is used in such commutator machines that work on a circuit with a substantially constant resistance, so in which a change from the machine abge given current is achieved only by changing the machine voltage. Such commutator machines are, for example, the DC exciter machines for AC synchronous machines, or the three-phase exciter machine for asynchronous Blindlei stungsmaschinen. The resistance of the secondary winding of the reactive power machine on which the three-phase exciter is working is also constant because the reactive power machine maintains its slip when the reactive power changes.
DC machines, the voltage of which is converted into high-frequency voltage via tube generators and which supply the energy to feed wireless transmission systems (telegraphy or telephony), work on a circuit with essentially constant resistance. The same is true in some cases for DC machines used in electrochemistry. The inven tion now consists in connecting the reversing pole winding or the compensation winding or both of such commutator machines to a voltage that occurs on the commutator machine and changes proportionally to the load current. Such a voltage is, for example, the voltage of the circuit itself constant resistance.
The excitation voltage is also proportional to the load current of the commutator machine and can therefore be used for the purpose of the invention. The advantage of this new way of feeding the reversing pole winding is that you are now dealing with a voltage winding rather than a current, that is to say, a winding that in most cases has a large number of Turns and works with no electricity. This eliminates the disadvantage of the strong and difficult-to-attach connecting lines between the individual pole pairs of the previous arrangement, for example.
Since the reversing pole or compensation winding is no longer fed in series, but in parallel to the utility circuit, controllable resistors can now also be switched into the reversing pole or compensation circuit and thus precisely regulate the compensation or reversing pole effect.
The invention shows in Fig. 1 as an exemplary embodiment of the invention, the Spei solution of the reversing poles in a in the secondary circuit of an asynchronous Blindlei stungsmaschine 1 switched commu tator rear machine 2 with pronounced Po len (Lydall Scherbius machine). The compensation winding 4 of the Kommutatorhin termaschine is connected in series with the armature winding in the usual manner. The three phases of the reversing pole winding 3 are connected with their beginnings in parallel to the secondary circuit of the Asynchronma machine 1; their ends are united to a star point.
Of course, the reversible pole winding could also be fed from the brushes of the combutator machine. 5 is the excitation winding in the stator of the commutator machine, which is connected in some known manner to a voltage having a slip frequency.
FIG. 2 of the drawing again shows an asynchronous reactive power machine 1 with a commutator rear machine 2, which is excited in the rotor via slip rings and via the control transformer 6 from the network. According to the invention, the compensation weight 7 in the stand of the commutator machine is connected in parallel to the secondary circuit of the asynchronous machine. 8 are adjustable ohmic resistances to control the compensation effect. If the winding 7 only acts as a compensation winding, then the entire magnetizing current must be fed to the commutator machine via the slip rings.
You can now in a manner known per se, the magnetizing current partly winding via the slip rings of the rotor, partly from the commutator from an excitation winding in the stator and thus relieve the load on the regulating transformer 6. In the present case: the winding 7 can simultaneously perform the function of a compensation winding and an excitation winding by dimensioning it and setting it in phase so that its current still contains a component that generates the excitation field of the machine. Of course, any reversing pole winding that may still be present can also be fed in parallel from the brushes.
The invention can also be used in commu tator machines that are switched on in the secondary circuit of asynchronous machines with power independent of the slip. In this case, the commutator rear machine is known to be excited in such a way that it introduces two voltages into the secondary circuit of the asynchronous machine, of which one of the secondary voltage of the asynchronous machine is constantly canceled and therefore increases proportionally to the slip, while the second is independent of the slip and the load current generated in the secondary circuit of the asynchronous machine. This second voltage also works on a constant resistance circuit, since the secondary voltage of the asynchronous machine is canceled by the counter voltage introduced.
Accordingly, in this commutator rear machine, the reversing poles can be connected to that excitation voltage that generates the load current in the asynchronous machine that is independent of the slip. In both of the arrangements described, it can happen that the external circuit on which the commutator machine works also changes its resistance as a result of a change in temperature. This is the case, for example, with the excitation windings of synchronous machines or asynchronous reactive power machines. Although this change in resistance is not significant, it could, under certain circumstances, adversely affect the correct setting of the reversing polarity or compensation current.
This disadvantage can be eliminated if you turn on a resistor as specified in the reversing pole or compensation circuit and dimension this resistor in such a way that the resistances of the outer circuit and the reversing pole or compensation circuit change to the same extent due to heating.
When carrying out the invention, it may be useful to connect the reversing pole or compensation winding partly in the previous manner in series with the armature current, partly to feed them in parallel from the consumer or excitation circuit. For example, the latter type of supply can be used to correctly set the reversing pole or compensation field.
Another embodiment of the invention offers advantages namely in the simplification in the manufacture of the individual stator windings. It is the reversing pole or compensation winding or both with, the excitation winding in the Stän of the commutator machine switched in series. The series-connected windings are to be used for the same wire cross-section because they carry the same current. iu measure. In addition, in some cases, the series connection will result in an even more favorable ratio between current and voltage.