DE1029079B - Verstaerkermaschine fuer Steuer- und Regelzwecke mit einem Aufbau nach Art eines Einankerumformers - Google Patents

Description

• Verstärkermaschine für Steuer-und Regelzwecke mit einem Aufbau nach Art eines Einankerumformers Verstärkermaschinen sind mit Steuerwicklungen versehene Generatoren, deren Ausgangsleistung durch eine geringe Steuerleistung beeinflußbar ist. Die abzugebende Leistung der Verstärkermaschine wird dieser im allgemeinen durch eine besondere Kraftmaschine, z. B. einen Elektromotor, mechanisch zugeführt, so daß zwei elektrisch getrennte, jedoch mechanisch gekuppelte selbständige Maschinen vorliegen.
• Es ist auch bekannt, bei einer Gleichstrom liefernden Verstärkermaschine für Regelzwecke in sogenannter Generatormetadynschaltung an Stelle eines mit konstanter Drehzahl umlaufenden Antriebsmotors besondere Anzapfungen der Ankerwicklung vorzusehen und diese mit Schleifringen zu verbinden. Den Schleifringen wird Wechselstrom zugeführt, der die Antriebsleistung der Maschinen aufbringt. Der Anker einer solchen Maschine läuft synchron mit der Frequenz des Wechselstromes um. synchron handelt sich dabei um eine dem Einankerumformer ähnliche Bauform. Einankerumformer sind bekanntlich Maschinen, die ihre Ausgangsleistung urimittelbar als elektrische Leistung aus dem speisenden Netz aufnehmen, wodurch ein eigener Antriebsmotor entbehrlich wird. Im speziellen Falle der Gleichstrom-Gleiclistrorn-Umformung mittels Einankerumformer ist hierzu einem gemeinsamen Kommutatoranker ein Gleichstrommotorsvstem und ein dazu um 90° elektrisch versetztes Gleichstromgeneratorsystem zugeordnet.
• Die Erfindung betrifft gleichfalls eine Verstärkermaschine für Steuer- oder Regelzwecke, die nach Art eines Einankerumformers aufgebaut ist und ihre Verstärkerleistung unmittelbar als elektrische Leistung ohne Anwendung eines besonderen Antriebsmotors aufnimmt. Die erfindungsgemäße Verstärkermaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß einem gemeinsamen Kommutatoranker ein Wechselstromnerbensclußmotorsystem und ein dazu um 90° elektrisch versetztes fremderregtes Gleichstromgeneratorsystem zugeordnet sind, dessen Erregerwicklung als Steuerwicklung dient, und daß in die Ankerstromkreise ein -geschaltete Kompensationswicklungen eine gegenseitige Beeinflussung der Systeme durch Fremdfelder und Fremdspannungen verhindern.
• Inn Gegensatz zu der bekannten Verstärkermaschine kann die Maschine nach der Erfindung ihre Antriebsleistung nicht nur aus dem Wechselstromnetz. sondern auch aus -dem Gleichstromnetz aufnehmen. Man ist daher in bezug auf die Anwendungsmöglichkeiten wesentlich freizügiger. Außerdem arbeitet die Maschine nach der Erfindung nicht mit einer synchronen Drehzahl. Der dadurch erzielbare elastische Betrieb ist für eine Reihe von praktischen Regelungsaufgaben von Vorteil.
• In der Zeichnung ist ein Beispiel der Verstärkermaschine, nach der Erfindung schematisch dargestellt. Die Maschine besteht aus einem einem gemeinsamen Anker 1 zugeordneten Wechselstromnebenschlußmotorsystem mit einer Erregerwicklung 2 und einem um 90° elektrisch versetzten fremderregten Gleichstromgeneratorsystem, dessen Erregerwicklung 3 Steuerwicklung der Verstärkermaschine ist. Das Motorsystem ist an das Bürstenpaar 4 angeschlossen und wird aus dem Netz 5 mit Wechselstrom gespeist. Um 90° elektrisch versetzt zu dem Bürstenpaar 4 des Motorsystems ist auf demselben Kollektor des Ankers 1 ein weiteres dem Gleichstromgeneratorsystem zugehöriges Bürstenpaar 6 angeordnet, von dem die Ausgangsleistung der Verstärkermaschine als Gleichstromleistung abgenommen wird. Der an das Bürstenpaar 6 angeschlossene Verbraucher ist mit 7 bezeichnet, zwei Kompensationswicklungen mit 9 und 10.
• Die Wirkungsweise der Verstärkerinaschine ist folgende: Der Anker 1 wird vom Netz 5 über das Motorsystem mit konstanter Drehzahl, d. h. von der Last des Verbrauchers 7 näherungsweise unabhängig angetrieben. Bei Speisung der Steuerwicklung 3 finit einem Steuerstrom wird die 1-laschine in der utn 90° elektrisch zur Erregerwicklung 2 des Motorsystems versetzten magnetischen Achse des Gleichstrom¢eneratorsystems erregt, so daß von dem E3ürst,-npaar 6. das über nicht dargestellte Kollelctors-gment, an die genannten Ankerwicklungst-,ile angeschl,assen ist, ein,-verstärkte Spannung bzw. ein vielfach verstärkter Strom abgenommen werden kann. Zur Verhinderung einer gegenseitigen Beeinflussung zwischen dem Motor und Generatorsystem durch Fremdfelder und Fremdspannungen sind Kompensationswicklungen 9 und 10 vorgesehen. Die Kompensationswicklung 9 ist so bemessen, daß das aus diesem Kompensationsfeld und dem Ankerfeld des Motorsystems resultierende magnetische Feld in der Steuerwicklung 3 keine Spannung induziert. Durch eine richtig bemessene Kompensationswicklung 10 wird das Auftreten einer Wechselspannung infolge der Erregerwicklung 2 des Motorsystems in dem mit dem Bürstenpaar 6 verbundenen Laststromkreis des Gleichstromgeneratorsvstems und außerdem durch dessen Laststrom eine Beeinflussung des Motorsystems vermieden. Soll die Einrichtung nach der Erfindung einen höheren Verstärkungsfaktor haben, so kann das Generatorsystem mit einer Selbsterregerwicklung 8 versehen werden. An Stelle einer Steuerwicklung 3 können auch mehrere vorgesehen werden. Einer dieser Steuerwicklungen kann z. B. die Istgröße der Regelung, einer zweiten die Sollgröße und einer weiteren eine Rückführungsgröße oder sonst eine andere für die Regelung vorteilhafte Größe zugeführt werden.
• Zur Erzielung eines günstigen Leistungsfaktors der Verstärkermaschine ist es vorteilhaft, beim Motorsystem zur Phasenabstimmung des Erregerkreises auf den Ankerkreis phasendrehende Mittel vorzusehen, beispielsweise einen veränderbaren ohmschen Widerstand 11 im Erregerkreis des Motorsystems.
• In Fällen, in denen die durch ohmsche Widerstände bedingten Wirkleistungsverluste nicht tragbar sind, wird man dagegen einen Blindwiderstand zur Erzielung der erforderlichen Phasenlage ver wenden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verstärkermaschine für Steuer- und Regelzwecke mit einem Aufbau nach Art eines Einankerumformers, die ihre Verstärkerleistung unmittelbar als elektrische Leistung aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß einem gemeinsamen Kommutatoranker (1) ein Wechselstromnebenschlußmotorsystem und ein dazu um 90° elektrisch versetztes fremderregtes Gleichstromgeneratorsystem zugeordnet sind, dessen Erregerwicklung (3) als Steuerwicklung dient, und daß in die Ankerstromkreise eingeschaltete Kompensationswicklungen (9, 10) eine gegenseitige Beeinflussung der Systeme durch Fremdfelder und Fremdspannungen verhindern.
2. 2. Verstärkermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Generatorsystem außer der als Steuerwicklung dienenden Erreger-Wicklung mindestens eine weitere Erregerwicklung aufweist, vorzugsweise eine Selbsterreger-Wicklung.
3. 3. Verstärkermaschine nach Anspruch 1 oder 2" dadurch gekennzeichnet, daß beim Motorsystem zur Phasenabstimmung des Erregerkreises auf den: Ankerkreis phasendrehende Mittel vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften 1Vr. 197506, 219643 680281, 719714, 720646.