DE1100794B

DE1100794B - Synchronized asynchronous machine

Info

Publication number: DE1100794B
Application number: DEL15036A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Schmitt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-03-25
Filing date: 1953-03-25
Publication date: 1961-03-02

Description

Synchronisierte Asynchronmaschine Synchronisierte Asynchronmaschinen haben be- kanntlich den Nachteil, daß sich bei den Üblichen Läuferstillstandsspannungen und Erregerschaltungen sehr kleine Erregerspannungen in der Größe der Schlupfspannung ergeben, womit gleichzeitig hohe Erregerströme verbunden sind. Das Auftreten hoher Erregerströme ist jedoch #unerwünscht, da man zu ihrer Erzeugung ungewöhnlich große, teure Erregermaschinen benötigt, die auch im Betrieb wegen der großen Kollektoren und tder zahlreichen Bürstensätze unwirtschaftlich sind. Dieser Nachteil macht sich besonders bei Maschinen mit Stabwicklungen im Läufer und Maschinen größerer Leistung bemerkbar. Das gleiche gilt für schnellaufende Maschinen und Hochspannungsmaschinen, wo man die Erregerwicklung nicht in denStänder legen kann. Es sind bereits Maschinen bekanntgeworden, bei,denen man diesen Nachteil zu vermeiden stichte, indem man die Sekundärwicklung in zwei oder mehrere Gruppen so unterteilte, daß beim Anlauf nur eine der Gruppen wirksam wurde, während die anderen Gruppen erst beim Synchronbetri#eb wirksam wurden. Alle diese bekanntgewordenen Schaltungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Wicklungsgruppen der Sekundärwicklung entweder voneinander elektrisch völlig getrennt sind, dann ist für,den Übergang vom asynchronen zum synchronen Betrieb eine große Anzahl rotierender Urnschaltkontakte erforderlich, oder aber, daß die in Stern geschalteten einzelnen Phasen der Sekundärwicklung je in zwei Teile unterteilt werden, wobei dann die Anlaßwiderstände nur an einen dieser Teile angeschlossen werden, so daß zwar die einzelnen Gruppen ständig elektrisch miteinander verbunden sind, daß aber außer den,drei Anlaßschleifringen noch zusätzlich drei Schleifringe für die Gleichstromspeisung benötigt werden.Synchronized asynchronous synchronized asynchronous machines as is known, have the disadvantage that arise in the conventional rotor standstill tension and excitation circuits very small excitation voltages in the size of the slip power, which at the same time high exciting currents are connected. The occurrence of high excitation currents is undesirable, however, since unusually large, expensive excitation machines are required to generate them, which are uneconomical to operate because of the large collectors and the numerous sets of brushes. This disadvantage is particularly noticeable in machines with bar windings in the rotor and machines with greater power. The same applies to high-speed machines and high-voltage machines, where the field winding cannot be placed in the stator. Machines have already become known in which this disadvantage can be avoided by dividing the secondary winding into two or more groups so that only one of the groups became effective when starting, while the other groups only became effective during synchronous operation. However, all these known circuits have the disadvantage that the winding groups of the secondary winding are either completely electrically separated from each other, then a large number of rotating switching contacts is required for the transition from asynchronous to synchronous operation, or that the individual phases connected in star the secondary winding are each divided into two parts, in which case the starting resistors are connected to only one of these parts, so that while the individual groups are constantly electrically connected to each other, but that in addition to the three occasion slip rings additionally three slip rings are required for the DC power supply.

Auch eine weitere bereits vorgeschlagene Ausführungsform der Schaltung eines synchronisierten Asynchrontnotors, bei der die Sekundärwicklung aus mehreren in Stern geschalteten Wicklungssystemen besteht, die während ödes Anlassens voneinander getrennt sind, wobei mindestens ein Wicklungssystern an Anlaßwiderstände angeschlossen ist, und die während des synchronen Betriebes in Reihenschaltungmit der Erregerstromquelle verbunden sind, setzt sechs Schleifringe fürdie Stromizuführung voraus, weil die Refhenschaltung der Wicklungssysteme erst mit dem. Anlegen der Gleichspannung vorgenommen werden soll. Another already proposed embodiment of the circuit of a synchronized asynchronous motor, in which the secondary winding consists of several star-connected winding systems which are separated from each other during boring starting, at least one winding system being connected to starting resistors, and which are connected in series with the during synchronous operation Excitation current source are connected, requires six slip rings for the power supply, because the reference circuit of the winding systems only with the. Applying the DC voltage is to be carried out .

Die Erfindung betrifft eine synchronisierte Asynchronmasch,ine, deren Sekundärwicklung in zwei oder mehrere Wicklungsgruppen, die jeweils für sich in Stern geschaltet sind, unterteilt ist und von denen beim Anlauf nur eine der Gruppen wirksam wird, während die anderlen Gruppen erst beim Synchronbetrieb wirksam werden, und alsdann mit je zwei Phasen in Sexie mit den entsprechenden Phasen der Anlaufwicklung geschaltet sind. Die geschilderten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die beim asynchronen Anlauf nicht wirksam werdenden Wicklungsgruppen mit der Anlaufwicklung elektrisch ständig in Reihe verbunden sind. Durch eine solche Schaltungsanordnung wird der Ef- fekt einer hohen Erregerspannung mit einem minimalen konstruktiven Aufwand erreicht; denn es ist für die Gleichstromerregung im Synchronbetrieb lediglich ein zusätzlicher Schleifring erforderlich, während der zweite Pol der Gleichstromquelle an denjenigen der drei zum asynchronen Anlauf ohnehin benötigten Schleifringe gelegt wird, der mit der letzten der erfindungsgemäß in Reihe geschalteten Phasen verbunden ist. Darüber hinaus könnendie Schleifringe infolge des heratgesetzten Erregerstromes mit kleinerein Querschnitt als bisher ausgeführt werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß man durch Kurzschließen je einer der freien Phasenwicklungen mittels eines Kurzschlußkontaktes, ähnlich wie bei den bekannten Kurzschlußanordnungen von Schleifringläufermotoren, eine Verstärkung der Dämpfung erzielen kann.The invention relates to a synchronized asynchronous machine, the secondary winding of which is subdivided into two or more winding groups, each of which is star-connected, and of which only one of the groups becomes effective when starting, while the other groups only become effective during synchronous operation, and then with two phases each connected in sex with the corresponding phases of the start-up winding. The disadvantages described are avoided according to the invention in that the winding groups which do not become effective during asynchronous start-up are electrically connected in series with the start-up winding. By means of such a circuit arrangement, the effect of a high excitation voltage is achieved with minimal structural effort; because only one additional slip ring is required for direct current excitation in synchronous operation, while the second pole of the direct current source is connected to that of the three slip rings required for asynchronous start-up anyway, which is connected to the last of the phases connected in series according to the invention. In addition, as a result of the applied excitation current, the slip rings can be designed with a smaller cross-section than before. Another advantage of the arrangement according to the invention is that by short-circuiting each of the free phase windings by means of a short-circuit contact, similar to the known short-circuit arrangements of slip-ring motors, an increase in the damping can be achieved.

Zur Erläuterung der Erfindung dient die Zeichnung.The drawing serves to explain the invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Hier ist die Erregerwicklung in zwei Gruppen I und II unterteilt. Die Gruppe I -besitzt die Phasenwicklungen 11, 12, 13, #die Gruppe II die Phasenwicklungen21, 22, 23. jede Gruppe ist für sich in Stern geschaltet, und beide Gruppen sind in der gezeichneten Weise schaltungsmäßig miteinander verbunden. Beim Anlauf ist nur die Gruppe I wirksam. Der asynchrone Anlauf mit Widerständen erfolgt also mit einem Teil der Läuferwicklung, 4er für die Stillstandsspannung züi isolieren ist. Beim übergang zum Synchronbetrieb wird die Gleichstromquelle 10 an die Schleifringe V, und - W2 angeschlossen, währenddie Schleifringe U, und W,. offen bleiben. Beidieser Schaltung sind zwangläufig je zwei Phasen der Wicklungsgruppen in Serie geschaltet. Zur Verstärkung der Dämpfung kann. wenigstens eine.,der Pfiasen, z. B. die Phase U:t, durch >den angedeutet-en Kurzschlußkontakt 15 kurzgeschlossen werden.An embodiment of the invention is shown in FIG. 1. Here the excitation winding is divided into two groups I and II. Group I has phase windings 11, 12, 13, group II has phase windings 21, 22, 23. Each group is connected in star for itself, and both groups are connected to one another in the manner shown. Only group I is effective at startup. The asynchronous start-up with resistors takes place with a part of the rotor winding, 4 is to isolate for the standstill voltage. In the transition to synchronous operation, the direct current source 10 is connected to the slip rings V, and - W2, while the slip rings U, and W ,. stay open. With this circuit, two phases of each winding group are necessarily connected in series. To reinforce the damping can. at least one., the Pfiasen, z. B. the phase U: t, are short-circuited by> the indicated short-circuit contact 15.

Eine Ausführung Mit insgesamt idrei Wicklungsgruppen I, II, III zeigt die Fig. 2. Auch hier sind die für sich in Stern geschalteten Wickl-ungsgruppen untereinander so verbunden,. wie die Zeichnung zeigt. Die Gleichstromquelle 10 wird wiederum an die Schleifringe T,,_ und an den letzten Schleifring in der Reihe, in diesem Fall an -den Schleifring W3, angeschlossen. Die Übrigen Schleifringe bleiben frei.An embodiment with a total of three winding groups I, II, III is shown in FIG. 2. Here, too, the winding groups connected in star are connected to one another. as the drawing shows. The direct current source 10 is in turn connected to the slip rings T ,, _ and to the last slip ring in the series, in this case to the slip ring W3. The other slip rings remain free.

Die Wicklungsgruppen können gegebenenfalls auch mit verschiedenen Windungszahlen ausgeführt werden. So kann man z. B. den Wicklungsteil II nach Fig. 1, der beim Anlauf nicht wirksam ist, mit größerer Windungszahl ausführen als den Windungsteil I, der zum Anlauf dient. Dadurch kann man die Erregerspannung noch weiter erhöhen.The winding groups can optionally also be designed with different numbers of turns. So you can z. B. the winding part II according to FIG. 1, which is not effective during startup, with a larger number of turns than the winding part I, which is used for startup. This allows the excitation voltage to be increased even further.

Die Zusammenschaltung der einzelnen Wicklungsgruppen kann auch in der in Fig. 3 dargestellten Weise erfolgen, wobei die Phasenwicklungen 12, 13 der GruppeI an den Schleifringen kurzgeschlosse-n werden. Pieses Ausführungsbeispiel der Erfindung weist gegenüber demjenigen nach Fig. 1 den weiteren Vorteil auf, daß ohne zusätzliche Schaltmittel (nach Fig. 1 wurde noch eine Kurzschlußvorrichtung 15 zum Überbrücken der Phasenwicklung 11 benötigt) eine gute Dämpfung durch die Phasenwicklungen 12 und 13 im Synchronbetrieb erzielt wird. DieGleichstromquelle 10 wird an die Schleifringe U:, und W2 angeschlossen, während die Phasenwicklungen U2 und V2 frei bleiben.The interconnection of the individual winding groups can also take place in the manner shown in FIG. 3 , the phase windings 12, 13 of group I being short-circuited on the slip rings. Is Pieses embodiment of the invention, compared to that of FIG. 1 the further advantage that no additional switching means (of Fig. 1 was still a short-circuiting device 15 is required to bridge the phase winding 11) a good damping by the phase windings 12 and 13 achieved in the synchronous operation . The direct current source 10 is connected to the slip rings U :, and W2, while the phase windings U2 and V2 remain free.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung werden also über die bereits geschilderten Vorteile hinaus ein bzw. zwei #Schleifringe eingespart. Die beschriebene Erregerschaltung kann auch für Erregerwicklungen im Ständer der Maschine verwendet werden.By this arrangement according to the invention are so over the already In addition to the advantages described, one or two slip rings have been saved. The described Excitation circuit can also be used for excitation windings in the stator of the machine will.

Claims

PATENT CLAIMS. 1. Synchronized asynchronous machine, its secondary winding. is divided into two or more winding groups, each of which is star-connected, and of which only one of the groups becomes effective during start-up, while the other groups only become effective in synchronous operation, and then with two phases each in series with the corresponding Phasefi of the starting winding are connected, characterized in that the winding groups which do not become effective during asynchronous starting are electrically connected in series with the starting winding.

2. Synchronized asynchronous machine according to claim 1, characterized in that one or more - the - -free phase windings are short-circuited to amplify the damping. 3. Synchronized asynchronous machine according to claim 1 and 2, characterized in that the winding groups are of the same type. 4. Synchronized asynchronous machine according to claim 1 and 2, characterized in that the winding groups are unequal, in particular such that the winding groups which are not effective during start-up have a greater number of turns than the start-up winding. Documents considered: German Patent Specifications No. 500 925, 407 846, 341 597, 539 111. Older patents considered: German Patent No. 972 027.