DE925897C - Anordnung zur Verbesserung der Stromwendung von Gleichstrom-reihenschlussmotoren mit Wendepolen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Verbesserung der Stromwendung von Gleichstromreihenschlußmotoren mit Wendepolen Bei Gleichstromreihenschlußmotoren, die mit wellenförmigem Gleichstrom, insbesondere aus einem Wechselstromnetz über einen Einphasengleichrichter, gespeist werden, ergeben sich verhältnismäßig große Kommutierungsschwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten beruhen darauf, daß infolge von Wirbelströmen im Ständereisen das Wendefeld gegenüber dem Ankerstrom stark geschwächt und unter Umständen in seiner Phase verschoben ist, so daß das Wendefeld nicht die richtigen Momentanwerte erhält, um eine die Stromwendespannung im wesentlichen aufhebende Spannungskomponente in der kurzgeschlossenen Spule zu induzieren.
• Besonders ungünstig liegen die Kommutierungsverhältnisse bei derartigen Maschinen vor allem deswegen, weil das Hauptfeld trotz der verhältnismäßig großen Induktivität seiner Erregerwicklung Oberwellen von erheblicher Größe aufweist, die transformatorisch eine EMK in der Ankerwicklung erzeugen.
• Es sind bereits Einrichtungen bekanntgeworden, welche eine Verbesserung der Kommutierung derartiger mit wellenförmigem Gleichstrom gespeister Motoren betreffen. Beispielsweise ist vorgeschlagen worden, die Kommutierung dadurch zu verbessern, daß zu der Hauptpolwicklung ein Ohmscher Widerstand parallel geschaltet wird.
• Dieser Widerstand hat die Wirkung, daß infolge der Induktivität der Hauptpolwicklung der Oberwellenstrom im wesentlichen durch den parallelen Widerstand fließt. Wenn auch in zahlreichen Fällen durch diese bekannte Anordnung eine wesentliche Verbesserung der Kommutierung erzielt werden kann, so ist doch die bekannte Anordnung insofern noch verhältnismäßig unvollkommen, als durch den zur Erregerwicklung parallel geschalteten Widerstand bedeutende Verluste hervorgerufen werden.
• Nach der Erfindung wird in vorteilhafterer Weise eine Verbesserung der Kommutierung von Gleichstromreihenschlußmotoren, die mit wellenförmigem Gleichstrom, insbesondere von einem Einphasengleichrichter, gespeist werden und die wie üblich ein Ständerjoch und gegebenenfalls Wendepole aus massivem Eisen aufweisen,. dadurch erreicht, daß Wendepolwicklung und Hauptpolwicklung zueinander parallel geschaltet werden, wobei im Vergleich zu der üblichen Ausführung beide Wicklungen etwa mit doppelter Windungszahl bei halbem Querschnitt ausgelegt sind. Da der Wert der Induktivität der Hauptpolwicklung ein erheblich größerer ist als der Wert der Induktivität der Wendepolwicklung, ergibt sich, daß die Welligkeit des Wendefeldes erhöht und die Welligkeit des Hauptfeldes herabgesetzt wird.
• Mit Rücksicht auf die erfindungsgemäße Auslegung der Wicklungen wird außerdem eine wesentliche Änderung im Kupfergewicht und Raumbedarf verhindert. Unter Umständen kann es noch vorteilhaft sein, `der Wendepolwicklung einen Ohmschen Widerstand vorzuschalten.
• .Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung kurz erläutert. Hierbei ist stets .der Anker des mit wellenförmigem Gleichstrom gespeisten Reihenschlußmotors mit I, die Hauptfeldwicklung mit 2 und die Wendepolwicklung mit 3 bezeichnet.
• Gemäß Fig. I ist der Wendepolwicklung die Hauptfeldwicklung parallel geschaltet. Das hat zur Folge, daß die Welligkeit des Wendefeldes . gesteigert wird.
• Fig. 2 zeigt eine Abänderung dieser Schaltung, bei der in den Parallelzweig der Wendepolwicklung 3 noch ein Ohmscher Widerstand 6 eingeschaltet ist.
• Bei den Schaltungen gemäß der Erfindung wird auch noch der Vorteil erzielt; daß der Hauptpolwicklung gewissermaßen dauernd ein Feldschwächungswiderstand mit einer Selbstinduktion von etwa einem Viertel der Selbstinduktion der Hauptpolwicklung parallel geschaltet ist, was die Schaltung auf für Betriebe besonders geeignet erscheinen läßt, wo eine kurzzeitige Unterbrechung der Stromzufuhr vorkommen kann, beispielsweise für Schnellbahn- oder auch für Straßenbahnbetrieb; wo mit einem häufigen Abklappen des Stromabnehmers zu rechnen ist. Durch die vorgeschlagene Verbesserung wird die Kommutierung auch bei starkwelligem Gleichstrom erheblich verbessert. Falls diese Verbesserung für sich allein noch nicht ausreichen sollte, so kann sie außerdem noch mit an sich bekannten Mitteln kombiniert werden, etwa indem durch eine Vergrößerung des Ohmschen Widerstandes des Wendepolkreises die Phasenlage der einzelnen Felder verbessert wird. Gegebenenfalls können auch beiden Wicklungen (Fig. I) gemeinsam noch Ohmsche Widerstände und Scheinwiderstände, insbesondere Selbstinduktionen parallel geschaltet werden, wie sich dies eben zur Erreichung der gewünschten Phasenlage als erforderlich erweist. Man hat es hierbei auch -in der Hand, bei gegebenem Wickelraum durch gegenläufige Änderung von Drahtquerschnitt und Windungszahl den Widerstand der beiden parallel geschalteten Kreise derart abzustimmen, wie sich dies auf Grund der Berechnung der Maschine für die Kompensation der Phasenlage erforderlich erweist. So 'kann es z. B. erforderlich sein, daß etwa drei Viertel des Gleichstromes durch die Hauptpolwicklung und bloß ein Viertel durch die Wendepolwicklung fließt. Unter Umständen kann es zur Erreichung der richtigen Phasenlage von Vorteil sein eine oder beide Wicklungen geteilt auszuführen und nur einzelne Teile zueinander parallel zu schalten, etwa so, daß die Wendepolwicklung nur einem kleinen Teil der Hauptpolwicklung parallel geschaltet ist, während der übrige Teil der Hauptpolwicklung zu diesen beiden in Reihe liegt. Gegebenenfalls kann hiermit noch ein weiterer Teil der Wendepolwicklung gleichfalls in Reihe geschaltet werden. Bei Maschinen, bei denen noch eine Kompensationswicklung vorgesehen ist, kann es für die Einstellung der Phasenlage von Vorteil sein, die Kompensationswicklung mit der Wendepolwicklung in Reihe parallel zu dem entsprechenden Teil der Hauptpolwicklung zu schalten. Da nämlich das Wendefeld auch von der Differenz der Anker- und Kompensationsamperewindungen beeinflußt wird, ergibt sich bei einer derartigen Schaltung eine Wendefelderregung mit dem Differenzstrom, die bei geeigneter Dimensionierung es ermöglicht, die einzelnen Felder genau in die richtige Größe und Phasenlage zueinander zu bringen.
• Der Erfindungsgedanke ist sowohl bei Motoren der gewöhnlichen Reihenschlußbauart anwendbar als auch bei Gleichstrommotoren, welche über einen Gleichrichter an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind und deren Hauptfeldwicklung von der Wechselstromseite dieses Gleichrichters aus mit Hilfe eines Stromtransformators und eines besonderen Gleichrichters gespeist wird.
• In Fig. 3 ist diese Schaltung an einem Beispiel dargestellt. -i ist wiederum der Anker des Reihenschlußmotors, 2 die Hauptfeldwcklung und, 3 die parallel geschaltete Wendepolwicklung. Der Anker i wird über die beiden Gleichrichter q. und 5 von der Sekundärwicklung 6 eines Transformators io gespeist. Die Gleichrichter können z. B. einanodige Quedksilberdampfgleichrichter sein oder bei geringeren Leistungen auch Trockengleichrichter. Es ist ferner ein gesonderter Erregertransformator I2 vorgesehen, dessen Sekundärwicklung 9 über die beiden zweckmäßig als Trockengleichrichter ausgebildeten Gleichrichter 7 und 8 die Parallelschaltung von Erregerwicklung 2 und Wendepolwicklung 3 speist. Zur Herbeiführung der Reihenschlußerregung des Motors sind die Transformatoren Io und 12 mit ihren Primärwicklungen in Reihe geschaltet, und diese Reihenschaltung ist an die speisende Wechselspannung, beispielsweise bei Verwendung des Gleichstrommotors als Bahnmotor auf einer Umformerlokomotive an eine 5o periodige Fahrleitung, angeschlossen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zur Verbesserung der Stromwendung von Gleichstromreihenschlußmptoren mit Wendepolen, vorzugsweise von Gleichstromreihenachlußmätoren, die mit wellenförmigem Gleichstrom, insbesondere aus einem Wechselstromnetz über einen Einphasengleichrichter, gespeist werden und ein welliges Hauptfeld und ein Ständerjoch sowie gegebenenfalls Wendepole aus massivem Eisen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß Wendepolwicklung und Hauptfeldwicklung zueinander parallel geschaltet sind, wobei im Vergleich zu der üblichen Ausführung beide Wicklungen etwa mit doppelter Windungszahl bei halbem Querschnitt ausgelegt sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zweig der Wendepolwicklung (3) noch ein Ohmscher Widerstand (6) eingeschaltet ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des zu der Wendepolwicklung parallel geschalteten Kreises eine derartige Bemessung besitzt, daß das Wendefeld die für die Kommutierung günstigste Phasenlage erhält.
4. 4. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- oder Wendepolwicklung geteilt ausgeführt und nur einzelne Teile zueinander parallel geschaltet sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch I an Gleichstromreihenschlußmotoren mit einer Kompensationswicklung., dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswicklung mit der Wendepolwicklung in Reihe geschaltet und diese beiden Wicklungen der Hauptpolwicklung oder einem Teil derselben parallel geschaltet sind. 6.. Die Anwendung der in den Ansprüchen I bis 5 angegebenen Anordnungen zur Verbesserung der Stromwendung bei Gleichstrommotoren, welche über einen Gleichrichter an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind und deren Hauptfeldwickltuvg von der Wechselstromseite dieses Gleichrichters aus mit Hilfe eines Stromtransformators und eines besonderen Gleichrichters gespeist wird.