DE607391C

DE607391C - Self-excited DC shaded pole generator for constant voltage

Info

Publication number: DE607391C
Application number: DEV25587D
Authority: DE
Original assignee: HANS VIERLING DR ING
Current assignee: HANS VIERLING DR ING
Priority date: 1929-08-03
Filing date: 1929-08-03
Publication date: 1934-12-22

Description

Die Anlage kleiner Wasserkraftwerke wird dadurch sehr verteuert, daß zuverlässig arbeitende selbsttätige Turbinen- und Spannungsregler wie bei großen Anlagen vorgesehen werden müssen. Dabei ist trotzdem eine gewisse Bedienung von Hand meist nicht zu vermeiden. Wenn solche kleinere Anlagen., wie ja häufig, mit Gleichstrom arbeiten und keinerlei Wartung beanspruchen sollen, so kann man daran denken, unter Einsparung der kostspieligen automatischen Turbinen- und Spannungsschnellregler selbstregelnde Generatoren zu verwenden und die Turbinen bei Entlastung durchgehen zu lassen. Man müßte dann einen Gleichstromgenerator haben, der im Drehzahlbereich etwa 1:2 bei jeder Last seine Klemmenspannung selbsttätig konstant hält. Maschinen für mehr oder weniger konstante Leistung kommen auch beiThe installation of small hydropower plants is made very expensive because they work reliably automatic turbine and voltage regulators as in large systems must be provided. Nevertheless, there is a certain amount of it Operation by hand is usually unavoidable. If such smaller systems., How often, work with direct current and should not require any maintenance, so one can think of saving the expensive automatic turbine and high-speed voltage regulators to use self-regulating generators and the turbines to let go on discharge. You would then have to have a direct current generator with a speed range of about 1: 2 every load automatically keeps its terminal voltage constant. Machines for more or less constant performance also come with

ao kleinen Kraftwerken nicht in Betracht, ebensowenig Anordnungen, bei welchen die Maschine parallel zu einer Batterie arbeiten muß oder auch mir eine Hilfsbatterie erforderlich ist, und zwar wegen der hohen Kosten und der notwendigen Wartung von Akkumulatoren. Small power stations are out of the question, nor are arrangements in which the machine must work in parallel with a battery or an auxiliary battery is required because of the high cost and maintenance of accumulators.

Es sind nun Gleichstromerzeuger mit stark veränderlicher Drehzahl bekanntgeworden, bei denen eine gleichbleibende Spannung innerhalb eines großen Drehzahlbereichs angestrebt wird durch Anwendung von zwei pro Bolteilung tätigen Flüssen, von denen der eine konstant ist und durch einen Dauermagneten erzeugt wird, der andere mit der Drehzahl sich ändert und durch eine der Drehzahl proportionale Spannung erzeugt wird, so daß das resultierende Feld mit der Drehzahl nach der für konstante Spannung erforderlichen gleichseitigen Hyperbel abnehmen kann. Abgesehen von ganz kleinen Maschinen werden aber im Elektromaschinenbau Dauermagnete nicht mehr verwendet, weil sie nur schwache Felder zu liefern imstande sind und außerdem mit der Zeit nachlassen. Deshalb haben sich solche Anordnungen nicht eingeführt.There are now DC generators with greatly variable speed become known, at aiming for a constant voltage within a large speed range is made by applying two flows per pitch, one of which is constant and is generated by a permanent magnet, the other with the speed changes and is generated by a voltage proportional to the speed, so that the resulting field with the speed according to the equilateral hyperbola required for constant tension. Except for very small machines However, permanent magnets are no longer used in electrical engineering because they only are able to deliver weak fields and also decrease over time. That's why such arrangements have not been introduced.

Bei diesen bekannten Stromerzeugern war von der Annahme ausgegangen, daß der konstante Fluß schon bei Stillstand vorhanden sein muß. Im Gegensatz dazu geht der Vorschlag· nach der Erfindung von der Tatsache aus, daß der konstante Fluß erst von der unteren Betriebs drehzahl an erforderlich ist und auch dann nicht völlig konstant zu sein braucht, sondern mit der Drehzahl ruhig noch ■etwas anwachsen kann. Wesentlich ist nur, daß das Sättigungsknie der Magnetisierungskurve schon vor der unteren Betriebsdrehzahl erreicht wird.In these known power generators it was assumed that the constant Flow must already be present at standstill. In contrast, the proposal goes according to the invention from the fact that the constant flow is only required from the lower operating speed and even then does not need to be completely constant, but rather still with the speed ■ can grow somewhat. It is only essential that the saturation knee of the magnetization curve is reached before the lower operating speed is achieved.

Die Anordnung gestaltet sich dann wie folgt:The arrangement is then as follows:

Es sind zwei mechanisch gekuppelte Maschinen vorhanden. Die eine ist, wie aus der Zeichnung zu ersehen, die Hauptmaschine M; There are two mechanically coupled machines. As can be seen from the drawing, one is the main engine M;

die andere dient als Erregermaschine E. Bei der Hauptmaschine sind in jeder durch, die Bürstena,a' begrenzten Bolteilung zur EMK-Erzeugung zwei Teilfiüsse tätig. Den einen erzeugt der Hauptpol k, h', den anderen der Nebenpol n,n'. Die Spannungswicklungen c, d, c',d' von Haupt- und Nebenpol sind verbunden mit den Klemmen b, b' der Erregermaschine. Die Feldwicklung e, e' der Erregermaschine E liegt an den Klemmen a,a! der Hauptmaschine M. Dabei erregen sich die zwei Maschinen gegenseitig so, daß sowohl das Feld der Erregermaschine wie jeder der beiden Teilflüsse der Hauptmaschine für sich im Anlauf ähnlich wie das Feld eines gewöhnlichen Gleichstromgenerators mit Selbsterregung anwächst. Bei weiterem Wachsen der Drehzahl nimmt das Feld der Erregermaschine einen konstanten Wert an. Gleichzeitig tritt bei dem einen Teilpol der Hauptmaschine, dem Hauptpol h, h', die Sättigung des magnetischen Kreises ein, während der kleiner bemessene Fluß des anderen Teilpols der Hauptmaschine, des Nebenpols n, n', auchthe other serves as the excitation machine E. In the main machine, two sub-flows are active in each bolt division limited by “the brushes a, a” to generate the EMF. One is generated by the main pole k, h ', the other by the secondary pole n, n'. The voltage windings c, d, c ', d' of the main and secondary pole are connected to the terminals b, b 'of the exciter. The field winding e, e 'of the exciter E is connected to the terminals a, a! of the main machine M. The two machines excite each other in such a way that both the field of the exciter machine and each of the two sub-flows of the main machine grows during start-up, similar to the field of an ordinary direct current generator with self-excitation. If the speed increases further, the field of the exciter machine assumes a constant value. At the same time, the saturation of the magnetic circuit occurs at one sub-pole of the main machine, the main pole h, h ', while the smaller-sized flux of the other sub-pole of the main machine, the secondary pole n, n', also occurs

weiterhin noch ziemlich geradlinig mit der Drehzahl ansteigt. Auf diese Weise wird das zwischen zwei Bürsten der Hauptmaschine zur EMK-Erzeugung tätige resultierende Feld, nämlich die Differenz zwischen Haupt- und Nebenfluß, nach Erreichung eines Höchstwertes wieder kleiner. Durch entsprechende Bemessung der magnetischen Kreise des Haupt- und Nebenpols wird erreicht:, daß die Feldabnahme im Betriebsdrehzahlbereich ziemlich genau nach, einer gleichseitigen Hyperbel vor sich geht und infolgedessen die Spannung konstant bleibt.continues to increase in a fairly straight line with the speed. That way it becomes resulting field active between two brushes of the main machine for EMF generation, namely the difference between main and tributary, smaller again after reaching a maximum value. Through appropriate Dimensioning of the magnetic circuits of the main and secondary pole is achieved :, that the field decrease in the operating speed range is fairly accurate, an equilateral Hyperbola is going on and as a result the tension remains constant.

Claims

Claim:

Self-excited * DC shaded pole generator for constant voltage between Idle and full load within wide speed limits with counteracting one another Partial poles interspersed with magnetic force fluxes, characterized in that that the partial poles generating a main and an auxiliary flux are mechanically coupled to the shaded pole generator and from the lower speed limit from the saturated exciter, whose excitation winding is connected to the armature terminals of the shaded pole generator are excited, and that 'the main flow increases with the speed, like the field of a normal DC shunt generator with self-excitation and in the control range always works above the saturation knee of the magnetization curve, while the one counteracting the main flux Auxiliary flow in the entire speed range approximately in a straight line with the Speed increases.

1 sheet of drawings