DE281674C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d. GRUPPE

SIEMENS-SCHUCKERT WERKE G. m. b. H. in SIEMENSSTADT b. BERLIN.

Zusatz zum Patent 263586.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. April 1911 ab. Längste Dauer: 13. November 1924.

Um Drehstrominduktionsmotoren mit Kurzschlußanker, z. B. für Schwerantriebe, in'ihrer Tourenzahl wirtschaftlich regulieren zu können, ist es zweckmäßig, sie von einer Drehstromquelle aus zu speisen, deren Periodenzahl einstellbar veränderlich ist. Man kann hierfür Drehstromkollektorgeneratoren benutzen, deren Frequenz von der Größe und Phase der Übersetzung zwischen Stator- und Rotorstromkreisen abhängt, falls man die Maschine ganz oder zum Teil selbsterregend ausbildet, wie in dem Hauptpatent ausführlich dargelegt ist.

Um im ganzen Regulierbereiche stets günstiges Arbeiten des Induktionsmotors zu erzielen, ist es zweckmäßig, seine Feldstärke unabhängig von der Frequenz einigermaßen konstant zu

. halten. Es werden dann einerseits gar zu große Magnetisierungsströme mit ihren schädlichen Wirkungen vermieden, anderseits behält das Kippmoment, worunter dasjenige Moment eines Drehstrommotors zu verstehen ist, das derselbe maximal zu überwinden vermag, bei dessen Überschreitung seine Drehzahl also abfällt oder umkippt, stets ungefähr denselben Betrag. Man kann natürlich auch die Forderung stellen, daß der Asynchronmotor mit abnehmender Tourenzahl erhöhtes Kippmoment erhalten soll, was stets dann zweckmäßig ist, wenn nicht das Drehmoment, sondern die Leistung des Motors, wie z. B. beim Walzwerkantrieb, innerhalb eines gewissen Tourenbereiches konstant bleiben soll. Um konstantes Kippmoment des Motors zu erzielen, ist es nötig, die . Spannung des Steuergenerators fast genau proportional seiner Frequenz zu regulieren. Soll das Kippmoment dagegen mit abnehmender Tourenzahl wachsen, so darf mit abnehmender. Frequenz die Spannung nicht so stark sinken wie die Frequenz. Die Ohmschen Widerstände der Leitungen verlangen außerdem zu ihrer Überwindung noch einen bestimmten, nahezu konstanten kleinen Spannungsteil des Generators. Für einen vorliegenden Betrieb wird man stets eine günstigste Abhängigkeit von Spannung und Frequenz vorschreiben können. Gegenstand dieser Erfindung ist ein Regelverfahren für den Steuergenerator, das das Einhalten dieser Abhängigkeit ermöglicht.

Es soll für den vorliegenden Zweck ein Drehstromkollektorgenerator verwandt werden, bei dem die Arbeitsstromkreise von Rotor und Stator in Serie geschaltet sind, so daß die Netzspannung unabhängig von der jeweiligen Frequenz gleich seiner synchronen Spannung, welche in der Beschreibung des Hauptpatents S. 3, Z. 95 ff. definiert ist, wird. Dabei, ist es nicht erforderlich, daß die effektiven Windungszahlen und die Achsen von Stator und Rotor

genau übereinstimmen, sondern sie können zur Kompoundierung ein wenig voneinander abweichend ausgeführt werden. Natürlich kann man die Serienschaltung anstatt durch Leitung auch dadurch bewirken, daß man zwischen Stator- und Rotorstromkreise einen Transformator einschaltet. Sehr zweckmäßig kann man diesen Transformator auch zwischen Netz- und Statorwicklung legen. Um die Frequenz zu

ίο regulieren, kann man, wie Fig. ι zeigt, einen Transformator derart einschalten, daß das Verhältnis der Statorspannung und Netzspannung nach Größe und Phase regulierbar ist. Es ist natürlich nicht nötig, daß man die Sekundär ströme dieses Transformators direkt in die Statorarbeitswicklung einführt, sondern man kann sie auch einer besonderen Erregerwicklung auf dem Stator zuführen, oder man kann sie auch zum Teil der Statorarbeitswicklung, zum anderen Teil einer besonderen Zusatzwicklung zuführen. Durch das Regulieren am Transformator nach Größe und Phase wird die Übersetzung der Spannungen und Ströme im gesamten Stator- und Rotorkreise nach Größe und Phase mitgeregelt, so daß die Frequenz des Generators sich ändert.

Bei der Serienschaltung der Stator- und Rotorarbeitskreise ist die Netzspannung sehr nahezu proportional der Feldstärke in der Maschine. Es ist daher zum richtigen Betrieb, von Induktionsmotoren erforderlich, die Feldstärke des Generators gemeinsam mit der Frequenz zu regulieren. Das soll im wesentlichen dadurch geschehen, daß die Charakteristik der Maschine und aller angeschlossenen Stromkreise gleichzeitig mit der Frequenzänderung reguliert wird, und zwar derart, daß, wie Fig. 2 zeigt, mit geringer werdender Frequenz immer tiefer und tiefer liegende magnetische Charakteristiken auftreten. Auf einfachste Weise kann dies erzielt werden, wenn man an geeignete Stromkreise des Generators eine variable Drosselspule mit gesättigtem Eisen anschließt. Am zweckmäßigsten ist es aber, den Reguliertransformator für die Frequenzregelung entsprechend hoch zu sättigen und ihn selbst als regelbaren magnetischen Kreis zu benutzen. Bei der Schaltung nach Fig. 1, bei der die Regulierkontakte des Transformators in den an den Stator angeschlossenen Leitungen liegen, ändert sich mit dem Verschieben dieser Kontakte die Magnetcharakteristik des Systems in der verlangten Weise. Geht man nämlich zu immer geringeren Windungszahlen über, so erfordert die Sättigung des Transformators immer weniger Spannung," so daß mit dem Heraufschieben der Kontakte die Charakteristik sich tatsächlich in dem verlangten Sinne verändert..

Gleichzeitig ändert sich aber auch die Frequenz, die nahezu proportional der Sekundärwindungszahl des Transformators ist, in der richtigen Weise; durch gleichzeitige geeignete Regulierung der Phase der Sekundärspannung am Transformator kann man außerdem erzielen, daß die Widerstandslinien der Fig. 2 jede beliebige Lage erhalten, und daß dadurch jede erwünschte Stärke der Selbsterregung erzielt wird. Anstatt eines Stufentransformators kann man sich auch vorteilhaft eines Drehtransformators für die Regulierung bedienen. Man kann schließlich auch, wie · im Patent 268163 erläutert ist, zur gemeinsamen Regulierung von Größe und Phase zwei getrennte Transformatoren oder auch einen Transformator mit zwei getrennten phasenverschobenen Sekundärwicklungen benutzen.

Die Erfindung ist also dadurch charakterisiert, daß die drei Elemente: Größe der Übersetzung, Phasenwinkel und magnetische Charakteristik gemeinsam derart reguliert werden, daß die synchrone Spannung der Maschine, die bei stabiler Selbsterregung auftritt, in einer bestimmten Abhängigkeit von der Frequenz steht, indem sie ihr ganz oder nahezu proportional ist. ■ , ■

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Regelverfahren nach Patent 263586 für selbsterregende Drehstromkollektorgeneratoren mit Serienschaltung der Stator- und Rotorarbeitsstromkreise, gekennzeichnet durch eine derartige gemeinsame Regulierung der Übersetzung und Phasenwinkel der Stromkreise sowie der magnetischen Charakteristiken der angeschlossenen Eisenkreise,, daß die synchrone Spannung der stabilen Selbsterregung der Maschinen ganz oder nahezu proportional der jeweils erzeugten Frequenz ist.

2. Einrichtung des zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dienenden Regeltransformators, dadurch gekennzeichnet, daß dieser bei starkem Generatorfelde nur wenig gesättigt ist, während er bei schwachem Maschinenfelde stark gesättigt ist und die Stabilisierung der Spannung übernimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.