Gleichstrommaschine für große Leistungen mit stetiger Felderregung
Der Bau von Gleichstrommaschinen für große Leistungen ist bekanntlich wegen der
Stromwendung schwierig. Auch Wirkungsgrad, Verschleiß und Wartung sind unbefriedigend.
In vielen Fällen zieht man es daher vor, zunächst Drehstrom höherer Spannung zu
erzeugen, und diesen mit Hilfe von Umspannern und Umformern oder Stromrichtern in
den ;gewünschten Gleichstrom` umzuwandeln. Dieses Verfahren erfordert viel Aufwand
und Verluste in den Umspannern und Umformern.DC machine for high performance with constant field excitation
The construction of DC machines for large powers is well known because of the
Reversal difficult. Efficiency, wear and tear and maintenance are also unsatisfactory.
In many cases it is therefore preferred to first use three-phase current with a higher voltage
generate, and this with the help of transformers and converters or converters in
to convert the 'desired direct current'. This procedure requires a lot of effort
and losses in the transformers and converters.
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß
als speisende b,zw. gespeiste Wicklung (Leistungswicklung, Ankerwicklung) der Ständer
-einer mehrphasigen. Synchronmaschine dient, daß an ihm periodisch betätigte Druckkontakte
zur Stromwendung angebracht sind und daß Mittel zur Entlastung .der Kontakte von
Schaltfeuer, z. B.. Schaltdrosseln, vorgesehen sind.According to the invention, these disadvantages are eliminated in that
as dining b, betw. powered winding (power winding, armature winding) of the stator
-a multiphase. Synchronous machine is used that periodically actuated pressure contacts on it
are attached to the commutation and that means to relieve .the contacts of
Switching lights, e.g. B. Switching chokes, are provided.
Zunächst wird bemerkt, @daß es bereits bekannt ist, bei elektrischen
Maschinen an Stelle .des üblichen. Kommutators die Kommutierung mittels elektrischer
Ventile zu bewirken. Diese Anordnung, die für große Leistungen besonders geeignet
wäre, hat sich in der Technik nicht durchgesetzt. Eine weitere bekannte Anordnung
bezieht sich auf eine Gleichstrommaschine mit stillstehendem Anker und umlaufenden
Kontakten (Gleitbürsten). Eine .derartige Maschine läßt sich wegen der bei Gleitbürsten
geltenden Verhältnisse nur für beschränkte Leistungen, nicht aber fürgroße Leistungen
bauen.First of all, it should be noted that @ it is already known in the case of electrical
Machines instead of the usual. Commutator the commutation by means of electrical
To effect valves. This arrangement, which is particularly suitable for large achievements
would not have established itself in technology. Another known arrangement
refers to a DC machine with a stationary armature and a rotating armature
Contacts (sliding brushes). Such a machine can be used because of the sliding brushes
applicable conditions only for limited services, but not for high services
build.
Eine Ausführung gemäß der Erfindung bietet gegenüber bekannten Ausführungen
Vorteile im Wirkungsgrad und im Aufwand. Insbesondere ist es möglich, auf diese
Weise sehr große Einheiten zu bauen. Zweckmäßigerweise ordnet man die Kontakte in
Ringform am Umfang .des Ständers an. Zur Entlastung der Kontakte von Schaltfeuer
werden z. B. Schaltdrosseln verwendet, denen Kerne unmittelbar mit der Wicklung
des Ständers verkettet sein können. Als Kontakte eignen sich Druckkontakte, welche
magnetisch betätigt werden, z. B. durch ein mit der Generatorwelle synchron umlaufendes
Polrad. Als Druckkontakte werden metallische Kontakte, insbesondere aus Silber,
für die Stromwendung verwendet. Bei Verwendung von Brückenschaltungen ordnet man
auf jeder Seite .des Ständers einen Ringsatz
von Kontakten und je
ein Polrad an. Ist die: Polpaarzahl größer als i, so können die einzelnen Systeme
des Ständers odereinzelne Gruppen über Schutzschalter, Sicherungen a.dgl. miteinander
parallel arbeiten. Dies hat den Vorteil, daß bei Störungen jeweils einzelne Systeme
abgetrennt verdien können, ohne daß der ganze Generator außer Betrieb kommt. Durch
die Unterteilung lassen sich die Kurzschlußströme leichter beherrschen.An embodiment according to the invention offers over known designs
Advantages in terms of efficiency and effort. In particular, it is possible to rely on this
Way to build very large units. It is useful to arrange the contacts in
Ring shape on the circumference of the stand. To relieve the contacts of switching lights
are z. B. Switching chokes are used, which cores directly to the winding
of the stand can be chained. Pressure contacts are suitable as contacts, which
operated magnetically, e.g. B. by a rotating synchronously with the generator shaft
Pole wheel. Metallic contacts, in particular made of silver, are used as pressure contacts
used for commutation. When using bridge circuits one arranges
a ring set on each side of the stand
of contacts and ever
a pole wheel. If the: number of pole pairs is greater than i, the individual systems can
of the stand or individual groups via circuit breakers, fuses, etc. together
work in parallel. This has the advantage that individual systems in each case in the event of malfunctions
can earn separately without the whole generator going out of operation. By
the subdivision, the short-circuit currents can be controlled more easily.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, den gleichen
Generator wahlweise als Drehstrom- oder als Gleichstromgenerator zu benutzen, es
können auch gleichzeitig einzelne Systeme für Gleichstrom, andere für Drehstrom
benutzt werden. Zur Spannungsregelung der Gleichspannung benutzt man zweckmäßig
erweise in diesem Falle eine Vorerregung der Schaltdrossel. Kontakte und Schaltdrosseln
können vorteilhaft durch die Generatorliiftung mitbelüftet werden. Sie können derart
gebaut sein, daß einzelne Kontakte oder Kontaktgruppen während des Laufes auswechselbar
sind. Arbeiten mehrere Generatoren auf einen gemeinsamen Verbraucher, so treibt
man diese zweckmäßigerweise mit verschiedener Drehzahl an. Einmal wird dadurch der
Betrieb elastisch, zum anderen läßt sich die Größe der Welligkeit an den gemeinsamen
Sammelschienen verringern. Zur Beeinflussung der Kontaktzeit können die Magnetsysteme
lastabhänbi,g erregt sein, z. B. durch eine Windung des Gleichstromes oder des Stromes
der benachbarten Phase. Um den Aufwand für Schaltdrosseln klein zu halten, führt
man die Wicklung :des Ständers mit möglichst geringer Streuung aus.According to a further development of the invention, it is possible to do the same
To use the generator either as a three-phase or as a direct current generator, it
individual systems for direct current and others for three-phase current can also be used at the same time
to be used. It is advisable to use the DC voltage to regulate the voltage
in this case prove a pre-excitation of the switching throttle. Contacts and switching reactors
can advantageously also be ventilated by the generator lift. You can like that
be built so that individual contacts or contact groups can be exchanged during the run
are. If several generators work on a common consumer, it drives
one expediently to this at different speed. Once this becomes the
Operation elastic, on the other hand can be the size of the ripple on the common
Decrease busbars. To influence the contact time, the magnet systems
load-dependent, g to be excited, z. B. by a turn of the direct current or the current
the neighboring phase. In order to keep the effort for switching chokes small, leads
the winding: of the stator with the least possible scatter.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. i ist
der umlaufende Läufer eines Generators mit vertikaler Wellte. An diesem Läufer sind
die Polräder 2 und 3 befestigt, welche die Magnete der Kontaktsysteme 4 und 5 periodisch
erregen. Diese werden vom Strom in der Ständerwicklung 8 und 9 erregt. Außerdem
kann noch eine Fremderregung vorhanden sein. Im Gehäuse des Generators sind gleichzeitig
die Schaltdro.sseln 6 und 7 untergebracht, deren Wicklung mit der Ständenvicklung
vereinigt oder auch getrennt von dieser ausgeführt werden kann.In the drawing, the invention is shown by way of example. i is
the rotating rotor of a generator with vertical corrugation. At this runner are
the pole wheels 2 and 3 attached, which the magnets of the contact systems 4 and 5 periodically
irritate. These are excited by the current in the stator winding 8 and 9. aside from that
an external excitation may still be present. In the generator housing are at the same time
the Schaltdro.sseln 6 and 7 housed, their winding with the stand winding
can be combined or carried out separately from this.
Verwendet man zur Entlastung der Kontakte, wie itn vorstehenden Falle,
Schaltdrosseln, so hat die Aufteilung der gesamten Leistung auf eine Vielzahl von
Polsystemen den Vorteil, daß die Leistung der einzelnen Systeme klein und daher
für die Schaltdrosseln ein weniger lioch«-ertiger Baustoff, z. B. eine Eisensiliciumlegierung
statt einer Eisennickellegierung, verwendet werden kann.If one uses to relieve the contacts, as in the previous case,
Switching chokes, so has the distribution of the total power on a variety of
Pole systems have the advantage that the performance of the individual systems is small and therefore
a less punctured building material for the switching chokes, e.g. B. an iron-silicon alloy
instead of an iron-nickel alloy, can be used.