DE206415C

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Publication number: DE206415C
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Description

KAISERLICtJES?,,

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 206415 KLASSE 21 <?. GRUPPE

in FRANKFURT a. M.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. März 1908 ab.

In vielen Fällen ist es wichtig, beim Repulsionsmotor die günstigste Spannungsverteilung im Ständer und Läufer einstellen und je nach den Betriebsverhältnissen regeln zu können. So ist es z. B. beim übersynchronen Lauf der Maschine, wo leicht Funken an den Kollektorbürsten auftreten, oft nützlich, durch Verminderung der Erregerspannung das Erregerfeld zu verkleinern. Im allgemeinen sind

ίο für das Auftreten von Funken an den Kollektorbürsten außer der vom Erregerfeld in den kurzgeschlossenen Ankerspulen induzierten E. M. K. noch andere Faktoren maßgebend, von denen besonders die hohe Spannung zwisehen benachbarten Lamellen und demnach die Größe der Läuferspannung überhaupt von hervorragendem Einfluß ist. Wenn auch die dem Ständer zugeführte Spannung durch die höchst zulässige Eisensättigung begrenzt ist, so ist es doch beim Bau von Motoren durch Wahl hoher Windungszahlen leicht zu erreichen, der Ständerspannung jede beliebige Höhe geben zu können. Anders ist es beim Läufer. Hier ist die Zahl der Windungen einerseits beschränkt durch die Lamellenzahl, die wegen der minimal zulässigen Lamellendicke nicht beliebig hoch gewählt werden kann, und andererseits durch diejenige Zahl von Windungen pro Lamellen, die wegen der hohen Reaktanzspannung unbedingt zu vermeiden ist. In bezug auf den Läufer ist man demnach unter allen Umständen auf eine höchst zulässige Spannung -an den Bürsten angewiesen/ und es ist, wenn eine beliebige Netzspannung, die diesen Höchstwert übersteigt, gegeben ist, streng darauf zu achten, daß der dem Läufer zufallende Spannungsteil unterhalb derjenigen Grenzen gehalten wird, welche wir oben mit Rücksicht auf die Funkenbildung gekennzeichnet haben.

Vorliegende Erfindung erreicht auf einfache Weise die Einstellung und Regelung der günstigsten Spannungsverteilung durch Einschaltung eines Serientransformators zwischen dem Ständer und dem Läufer. Repulsionsmotoren mit zwischen dem Ständer und Läufer eingeschaltetem Reihentransformator, bei welchem die Einstellung und Regelung der dem Läufer zugeführten Spannung im Hinblick auf die Regelung der Geschwindigkeit und ev. auf Zurückgewinnung der Energie erfolgt, sind bereits bekannt.

Man kann sich desselben Mittels nun aber gemäß vorliegender Erfindung bedienen, um in einfacher Weise die Einstellung und Regelung der günstigsten Spannungsverteilung zu erreichen.

Die Einstellung des Reihentransformators in bezug auf Spannungsverteilung ist von der Regelung der Geschwindigkeit wesentlich verschieden und kann auch unabhängig davon erfolgen. Die Regelung der Geschwindigkeit kann durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Reihentransformators geschehen, indem der Sekundärstrom zugleich der Erregerstrom des Motorfeldes ist. Um hohe

Claims

Tourenzahlen zu erreichen, muß der Erregerstrom geschwächt werden, d. h. die sekundäre Windungszahl bzw. Spannung des Reihentransformators erhöht werden. Wie in der Einleitung auseinandergesetzt, ist aber gerade bei hohen Tourenzahlen die Neigung zum Funken größer, so daß eine Erhöhung der dem Läufer zugeführten Spannung die Maschine verschlechtert. Wenn der Reihentransformator nun auf

ίο günstigste Spannungsverteilung eingestellt wird, so muß gerade beim übersynchronen Lauf der Maschine die dem Läufer zugeführte Spannung Jn denjenigen Grenzen gehalten werden, die durch die Rücksicht auf funkenfreien Lauf geboten sind. Ist die Spannungsverteilung derart bestimmt, so kann die Regelung der Geschwindigkeit in irgendeiner bekannten Weise, z. B. durch Änderung der Gesamtspannung der Maschine, bewirkt werden, ohne daß das durch den Serientransformator eingestellte Verhältnis zwischen Ständerspannung und Läuferspannung geändert wird.

Fig. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Ständerwicklung Z₁ und z_s in Serie mit der Primärwicklung und die Läuferwicklung Z₂ in Serie mit der Sekundärwicklung eines Serientransformators t geschaltet sind.

Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 liegt die Ständerarbeitswicklung Z₁ in Serie mit der Primärwicklung des Serientransformators t, dessen Sekundärwicklung mit der Läuferwicklung Z₂ und der Erregerwicklung Z₃ in Reihe geschaltet ist.

An Hand des Vektordiagramms Fig. 3, welches sich auf das Ausführungsbeispiel Fig. 1 bezieht, möge die Wirkung des Reihentransformatois auf die Reglung der Spannungsverteilung, erläutert werden.

Die Klemmenspannung e, die durch den Vektor A C dargestellt ist, soll den sämtlichen, im Ständerstromkreis induzierten Spannungen das Gleichgewicht halten; sie ist gleich der . geometrischen Summe von folgenden vier Spannungsvektoren :

I. Die durch Selbstinduktion in der Arbeitswicklung Z₁ und der Erregerwicklung z₃ des Ständers induzierte E. M. K. A D = I₁ (L₁ + L₃), wo L₁ und X₃ die Größe der Selbstinduktionskoeffizienten der Wicklung Z₁ bzw. der Wicklung z₃ bezeichnen. Diese E. M. K. eilt dem Ständerstrome i_x um 90 ° nach.
2. Die E. M. K. der Selbstinduktion, welche durch den Strom i_x in der Primärwicklung des Transformators induziert wird, D B = I₁ Z₄, wo Z₄ den Selbstinduktionskoeffizienten dieser Primärwicklung bezeichnet. Diese E. M. K. eilt ebenfalls dem Strome I₁ um 90° nach und ist mit der zuerst genannten E. M. K. in Phase.
3. Der Läuferstrom i₂, welcher durch die Sekundärwicklung des Transformators fließt, induziert in dessen Primärwicklung eine um 90° dem Strome i₂ nacheilende Spannung B E = i₂ M₄, wo M₄ den Koeffizienten der gegenseitigen Induktion des Transformators bezeichnet; diese Spannung B E ist gegen die Spannung A B um denselben Zeitwinkel verschoben wie der Strom i_% gegen den Strom I₁.
4. Schließlich induziert noch der Läuferstrom i₂ in der Arbeitswicklung Z₁ des Standers eine E. M. K. E C =z i₂ M₂₁, wo M₂₁ den Induktionskoeffizienten der Wicklung Z₂ auf die Wicklung Z₁ bezeichnet.

Die resultierende Spannung AC~ konstante Klemmenspannung e schließt das Polygon der Spannungen.

Legt man nun durch den Punkt D eine Parallele zn E C und durch den Punkt C eine Parallele zu D E, so kann durch die Strecke A F die Ständerspannung C₁ dargestellt werden. Die Strecke F C stellt dann die Primärspannung e₄ des Transformators oder die ihr proportionale Spannung zwischen den Läuferbürsten dar.

Nun sind A und C zwei feste Punkte, da sie ja die konstante Klemmenspannung C bestimmen. Die Spannung C F und somit die Lage des Punktes F kann aber durch passende Änderung des Übersetzungsverhältnisses geändert werden, wodurch auch die Spannung A F nach Belieben geregelt werden kann.

Ρλτεν τ-Anspruch :

Verfahren zur Einstellung und Regelung der günstigsten Spannungsverteilung im Ständer und Läufer von Repulsionsmotoren mit zwischen Ständer und Läufer eingeschaltetem, gegebenenfalls regelbarem Reihentransformator, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Läufer zugeführte Spannungsteil durch Einstellung bzw. Regelung des Reihentransformators unterhalb des sich für funkenfreien Lauf ergebenden, noch zulässigen Höchstwertes der Läuferspännüng gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.