Wendefelderregung für Einphasenreihenschlußmotoren mit veränderlicher
Drehzahl Bei den bekannten Anordnungen zur Wendefelderregung von EinphasenreihenschluBmotoren
wird die in den kommutierenden Spulen auftretende Resultierende aus der transformatorisch
induzierten Spannung und der Stromwendespannung mittels des Wendefeldes nur bei
einer ganz bestimmten Drehzahl aufgehoben. Bei abweichenden Drehzahlen kann daher
unzulässiges Feuern des Kollektors auftreten. Um bei Bahnmotoren eine einwandfreie
Kommutierung bei allen verwendeten Drehzahlen zu erzielen, wurde bereits vorgeschlagen,
die Wendefelderregung durch selbsttätig erfolgende Schaltungsänderungen, z. B. Zuschaltung
von Induktivitäten, zu regeln. Hierzu sind jedoch, besondere Regel- und Schalteinrichtungen
erforderlich.Reversing field excitation for single-phase series motors with variable
Speed With the known arrangements for the turning field excitation of single-phase series motors
the resulting in the commutating coils is transformed from the
induced voltage and the commutation voltage by means of the turning field only at
canceled at a very specific speed. At different speeds can therefore
inadmissible fire of the collector occur. In order to have a flawless
To achieve commutation at all speeds used, it has already been proposed
the turning field excitation by automatically occurring circuit changes, z. B. Connection
of inductors to regulate. For this purpose, however, there are special control and switching devices
necessary.
Es ist ferner auch eine Anordnung mit zusätzlicher Erregung des Wendefeldes
über einen Hilfstransformator bekannt, 'durch welche die der, transformatorisch
induzierten Spannung in den kommutierenden Spulen, der sogenannten transformatorischen
Funkenspannung, entgegenwirkende Wendefeldkomponente mit zunehmender Drehzahl verringert
wird, und umgekehrt, so daß die durch. diese Komponente erzeugte Spannung bei den
verschiedenen Drehzahlen im wesentlichen ihren Wert unverändert beibehält. Die Veranderung
der Wendefeldkomponente wird hierbei durch eine ihr entgegenwirkende drehzahlabhängige
zusätzliche Erregung aus einem Hilfstransformator herbeigeführt, der mit seiner
Primärseite an eine mit der Drehzahl veränderliche Spannung, z. B, an die Ankerspannung
der Maschine, angeschlossen ist. Zur Erzielung der nötigen Phasenv erschie= bung
in der Zusatzerregung ist eine Drosselspule im Sekundärkreis des Hilfstransformators
eingeschaltet.It is also an arrangement with additional excitation of the turning field
known via an auxiliary transformer, 'through which the' transformer
induced voltage in the commutating coils, the so-called transformer
Spark voltage, opposing turning field component reduced with increasing speed
will, and vice versa, so that the through. this component created tension in the
different speeds essentially maintains their value unchanged. The change
the turning field component is speed-dependent by a counteracting one
additional excitation brought about by an auxiliary transformer, which with his
Primary side to a voltage that changes with the speed, e.g. B, to the armature voltage
the machine is connected. To achieve the necessary phase shift
in the additional excitation is a choke coil in the secondary circuit of the auxiliary transformer
switched on.
Die zuletzt genannte Anordnung ist an sich zur Erfüllung der ihr gestellten
Aufgabe geeignet,
sie bedingt jedoch, insbesondere wenn sie innerhalb
eines größeren Geschwindigkeitsbereiches (etwa über 6o bis 7o°'', des Drehzahlbereiches)
gleich gut wirksam sein soll, eine wesentlich größere Auslegung (höhere Windungszahl)
der Wendepolwicklung oder die Anwendung eines beträchtlich kleineren Wendepolluftspaltes,
damit die notwendige Grunderregung des Wendefeldes eireicht werden. kann. Die größere
Bemessung der Wendepolwicklung bewirkt unmittelbar eine Vergrößerung der Maschine
als Ganzes und damit eine Vermehrung des Gewichtes und des aufgewendeten Baustoffes.
Die Verkleinerung des Wendepolluftspaltes hat eine Marke Einwirkung der fluktuierenden
Anker-AW und der Zahnkopfstreuung auf das Wendefeld zur Folge und wirkt sich letzten
Endes daher ebenfalls mittelbar dahin aus, daß die Maschine wesentlich reichlicher
bemessen werden muß.The latter arrangement is in itself to fulfill the requirements placed on it
Task suitable
however, they are conditional, especially when they are within
a larger speed range (about 6o to 7o ° '', the speed range)
should be equally effective, a significantly larger design (higher number of turns)
the reversing pole winding or the use of a considerably smaller reversing pole air gap,
so that the necessary basic excitation of the turning field is achieved. can. The bigger one
Dimensioning the reversing pole winding directly increases the size of the machine
as a whole and thus an increase in the weight and the building material used.
The reduction of the turning air gap has a mark effect of the fluctuating
Anchor-AW and the tooth tip scattering on the turning field result and affects last
The result, therefore, also indirectly, is that the machine is much more abundant
must be measured.
Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die
im Hauptstromkreis liegende, zur Aufhebung der Strornwendespannung und der transformatorischen
Funkenspannung dienende Wendefeldwicklung außerdem zugleich von einer weiteren,
im wesentlichen drehzahlunabhängigen Stromkomponente zusätzlich erregt wird, die
die der transformatorischen Funkenspannung entgegenwirkende Grundkomponente des
Erregerstroms verstärkt. Dadurch ist es möglich. ohne Abweichung von der üblichen
Bemessung der Wendepole und des Wendepolluftspaltes die transformatorische Funkenspannung
über einen Drehzahlbereich gleich gut zu kompensieren, der etwa bis herunter auf
ein Drittel der Höchstdrehzahl reicht. Die Erfindung läßt sich daher auch nachträglich
bei bereits hergestellten Maschinen anwenden, ohne daß am Wendepol oder an seiner
Wicklung etwas geändert zu werden braucht. Der zur Erzeugung der Phasenverschiebung
des Wendepolstrormes übliche Ohmsche Widerstand kann in Reihe finit der Sekundärwicklung
des die drehzahlunabhängige Zusatzerregung liefernden Hilfstransformators liegen,
er kann aber auch gegebenenfalls im Primärkreis dieses Transformators angeordnet
sein.According to the invention, these disadvantages are avoided in that the
those in the main circuit to cancel the reversing voltage and the transformer
Also at the same time from a further,
essentially speed-independent current component is additionally excited, the
the basic component of the counteracting the transformer spark voltage
Excitation current amplified. This makes it possible. without deviating from the usual
Dimensioning of the reversing poles and the reversing pole air gap, the transformer spark voltage
Can be compensated equally well over a speed range down to approximately
a third of the maximum speed is enough. The invention can therefore also be retrofitted
apply to machines that have already been manufactured without being at the reversing pole or at his
Winding needs to be changed. The one to generate the phase shift
ohmic resistance common to the reversible pole current can be finite in series with the secondary winding
of the auxiliary transformer supplying the speed-independent additional excitation,
but it can also be arranged in the primary circuit of this transformer if necessary
be.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt.
In Fig. i bedeutet A den Anker eines Einphasenreihenschlußmotors, E dessen Erregerwicklung,
C dessen Kompensationswicklung, TI' die Wendepol-,vicklung. Über den Transformator
T1 finit der Primärwicklung P1 und der Sekundarwicklung S1 wird die Wendepolwicklung
in bekannter `reise zusätzlich durch eine Spannung gespeist, die im wesentlichen
der Ankerspannung der Maschine und mithin der Maschinendrehzahl verhältnisgleich
ist. Diese Spannung, die mit Hilfe der Drosselspule D im Primärkreis des Hilfstransformators
dienötige Phasenverschiebung gegenüber dem Ankerstrom erhält, ist der zur Aufhebung
der transformatorischen Funkenspannung dienenden Komponente des Wendefeldes entgegengerichte-t.Außer
dieser zusätzlichen Erregung des Wendefeldes ist erfindungsgemäß eine zweite zusätzliche
Erregung mittels des Hilfstransformators T% vorgesehen. Die Primärwicklung P2. ist
an die Haupterregerwicklung E angeschlossen, die Sekundärwicklung S. liegt mit dein
Nebenschlußwiderstand R' der Wendepolwicklung in Reihe. Diese zusätzliche Irregung
ist im wesentliehen drehzahlunabhängig und dient zur Verstärkung der Wendefeldlkomponente,
welche der transformatorischen Funkenspannung entgegenwirkt. Dadurch, daß die zusätzliche
Erregung von einem Widerstand finit induktivem Spannungsabfall (Erregerwicklung
L') abgenommen ist, hat sie im vorhinein die notwendige Phasenverschiebung gegenüber
dein Ankerstrom. Durch die durch diese Anordnung erzielte Vergrößerung des Stromes
im Widerstand R' wird die gegenüber dein Ankcrstrom um 9o° phasenverschobene Grundkomponente
des Stromes in der Wendepolwicklung ebenfalls vergrößert und damit die betreffende
Wendefeldkomponente. Es gelingt also dadurch, eine wesentlich größere Grunderregung
für das Wendefeld zu erhalten, als der Auslegung der Wendepolwicklung und des Parallelwiderstandes
entspricht.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.
In Fig. I, A denotes the armature of a single-phase series motor, E its field winding,
C whose compensation winding, TI 'is the reversing pole winding. About the transformer
T1 finite the primary winding P1 and the secondary winding S1 becomes the reversing pole winding
in known `journey additionally fed by a voltage that is essentially
the armature voltage of the machine and therefore the machine speed proportionally
is. This voltage generated with the help of the inductor D in the primary circuit of the auxiliary transformer
the necessary phase shift with respect to the armature current is received, is the one to cancel
the transforming spark voltage serving component of the turning field counter-t
According to the invention, this additional excitation of the turning field is a second additional one
Excitation provided by means of the auxiliary transformer T%. The primary winding P2. is
connected to the main excitation winding E, the secondary winding S. lies with your
Shunt resistor R 'of the reversing pole winding in series. This additional excitement
is essentially speed-independent and serves to reinforce the turning field component,
which counteracts the transformer spark voltage. By having the additional
Excitation of a resistor with a finite inductive voltage drop (excitation winding
L ') has been removed, it has the necessary phase shift in advance
your anchor current. Due to the increase in the current achieved by this arrangement
The basic component which is phase shifted by 90 ° with respect to the armature current is in the resistance R '
of the current in the reversing pole winding is also increased and thus the relevant one
Turning field component. It is thus possible to achieve a much greater basic excitation
for the reversing field than the design of the reversing pole winding and the parallel resistance
is equivalent to.
In Fig.2 ist eine Schaltung dargestellt, bei welcher nur ein Hilfstransformator
7- vorbanden ist. Der Widerstand R ist einerseits an dem einen Ende der Primärwicklung
P des Hilfstransformators T angeschlossen. Über den dadurch gebildeten Stromkreis
und die Sekundärwicklung S des Hilfstransformators 7' wird die von der Erregerwicklung
l abgenommene Spannung zur Erzeugung der drebzahlunabhängigen Zusatzerregung herangezogen.
Die drehzahlabhängige Zusatzerregung wird in gleicher Weise wie heim früheren Beispiel,
jedoch über denselben Hilfstransformator 7' erreicht. dessen Primärwicklung zugleich
auch unter Zwischenschaltung der Drosselspule D an der Ankerspannung des Motors
liegt.In Fig.2 a circuit is shown in which only one auxiliary transformer
7- is pre-gang. The resistor R is on the one hand at one end of the primary winding
P of the auxiliary transformer T connected. About the circuit formed by it
and the secondary winding S of the auxiliary transformer 7 'becomes that of the excitation winding
l used voltage to generate the speed-independent additional excitation.
The speed-dependent additional excitation is generated in the same way as in the previous example,
but reached via the same auxiliary transformer 7 '. its primary winding at the same time
also with the interposition of the choke coil D at the armature voltage of the motor
lies.
Eine weitere Anordnung, die ebenfalls eine Vergrößerung der Wendepolwicklung
vermeidet, ist in Fig. 3 dargestellt. Hier ist der die Wendepo Wicklung speisende
Hilfstransforinator T1 primärseitig von der Differenz aus einer wesentlich gleichbleibenden
(drehzahlunabhängigen) Spannung und einer der Motorklemmenspannung entsprechendenSpan-.
nun- erregt. Da die Motorklemmenspannung
ein Maß für die Geschwindigkeit
der Maschine ist, stellt diese Spannungskomponente zugleich die drehzahlabhängige
Zusatzerregung des Hilfstransformators dar. Diese drehzahlabhängige Zusatzerregung
wird im Ausführungsbeispiel durch Anschluß des Hilfstransformators an die feste
mittlere Anzapfung K2 und den wandernden Regelkontakt K1 des Stufentransformators
H erhalten. Die drehzahlunabhängige Erregerkomponente liefert in Verbindung mit
der Drosselspule D der Haupttransformatorteil zwischen der mittlerem Anzapfung K,
und dem Anschlußpunkt 0 der Reihtenschlußwicklung E des Motors. Bei dieser Schaltung
wird die der transformatorischen Funkenspannung entgegenwirkende Komponente der
Wendefeldgrunderregung nur auf den oberen Spannungs-bzw. Drehzahlstufen geschwächt,
bei den niederen Drehzahlen addiert sich hingegen die zahlabhängige Erregung zur
vorhandenen Wendepolerregung und verstärkt damit _ diese auf den unteren Stufen.Another arrangement that also enlarges the reversible pole winding
is shown in FIG. 3. Here is the one feeding the Wendepo winding
Auxiliary transformer T1 on the primary side of the difference from a substantially constant
(speed-independent) voltage and a voltage corresponding to the motor terminal voltage.
now excited. As the motor terminal voltage
a measure of speed
of the machine, this voltage component also represents the speed-dependent one
Additional excitation of the auxiliary transformer. This speed-dependent additional excitation
is in the embodiment by connecting the auxiliary transformer to the fixed
middle tap K2 and the moving control contact K1 of the step transformer
H received. The speed-independent exciter component delivers in connection with
the choke coil D the main transformer part between the middle tap K,
and the connection point 0 of the series winding E of the motor. With this circuit
becomes the component of the counteracting the transformer spark voltage
Turning field basic excitation only on the upper voltage or. Speed levels weakened,
at the lower speeds, however, the number-dependent excitation is added to the
existing turning pole excitation and thus reinforces it on the lower levels.