DE958132C - Widerstandsumformer mit Querstromunterdrueckung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. FEBRUAR 1957

Sch 10677 VIIIb/21 dz

sind als Erfinder genannt worden

Heinz Schell Nachf., Hamburg

Patenterteilung bekanntgemacht am 24. Januar 1957

Rotierende Widerstandsumformer sind schon seit längerer Zeit bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus einem Kollektor, zwischen dessen benachbarten Lamellen geeignet abgestufte, mitrotierende Widerstände R liegen, von denen einige Null sein können, vgl. hierzu die Zeichnung, die den einfachsten Fall eines Widerstandsumformers mit Querstromunterdrückung zur Erzeugung von Einphasenwechselstrom darstellt.

Die umzuformende Gleichspannung wird jeweils zwei um i8o elektrische Grade versetzten Lamellen bzw. kurzgeschlossenen Lamellengruppen über Schleifringe zugeführt; an geeignet auf dem Kollektorumfang angeordneten Bürsten können dann Ein- oder Mehrphasenwechselströme abgenommen werden. Die benachbarten Zuführungsstellen der Gleichspannung sind also durch eine Reihe von Widerständen R verbunden, durch die dauernd ein praktisch konstanter Strom (Querstrom) fließt. Das bedingt eine Verlustleistung, die dem Wirkungsgrad des Umformers (= Verhältnis der entnommenen Wechselstromleistung zur zugeführten Gleichstromleistung einschließlich Leistungsbedarf des Antriebsmotors) eine obere Grenze setzt.

Um den Wirkungsgrad zu verbessern, muß man daher den Querstrom möglichst weitgehend unterdrücken. Das darf jedoch nicht während des NuIldurchganges der Bürsten geschehen, d. h. während

sie die in der Mitte zwischen den Zuführungsstellen der Gleichspannung gelegenen Nullamellen 0,0 überstreichen, da sonst praktisch die volle Spannung durch die Bürsten kurzgeschlossen und dadurch starkes Feuern verursacht würde. Gemäß vorliegender Erfindung werden nun die beiden in der Mitte zwischen den Zuführungsstellen gelegenen. Nullamellen o,o auf um 180 elektrische Grade gegeneinander versetzte Stellen eines mit gleicher Drehzahl rotierenden Hilfskollektors geführt, auf dessen Umfang zwei ebenfalls um 180 elektrische Grade versetzte Bürsten schleifen, zwischen denen .ein Widerstand W von im Vergleich zu den Hilfskollektor-Widerständen hohem Leitwert liegt. In der Nullstellung der Bürsten am Hauptkollektor sind seine Nullamellenpaare 0,0 durch die Hilfskollektor-Widerstände 1 bis 4 und den in dieser Stellung alle diese Widerstände überbrückenden Widerstand W verbunden, so daß ein angemessener Quer strom fließen kann und das Feuern beim Durchgang durch die Nullstellung vermieden wird. Bei weiterer Umdrehung überbrückt der Widerstand W immer weniger Hilfskollektor-Widerstände, so daß der Widerstand zwischen den NuIllamellenpaaren o,o des Hauptkollektors ansteigt. Hierdurch wird der Querstrom schon nach wenigen Stufen auf einen praktisch unbedeutenden Wert herabgedrückt. Die Anzahl der Stufen ist dabei nur durch die zulässige Schaltleistung pro Lamelle nach unten begrenzt. Bei der nächsten Annäherung an die Nullstellung werden wieder zunehmend mehr Hilfskollektor-Widerstände durch den Widerstand W überbrückt, so daß der Gesamtwiderstand sinkt und der Querstrom fließen kann. Durch dieses Verfahren erreicht man außer einem höheren Wirkungsgrad auch noch eine geringere Lastabhängigkeit der Kurvenform der abgenommenen Wechselspannung als bei Widerstandsumformern ohne Querstromunterdrückung.

An dem Widerstand W₁ der die Bürsten des Hilfskollektors verbindet, kann eine Wechselspannung abgenommen werden, die gegen die am Hauptkollektor abgenommene Wechselspannung um 90⁰ in der Phase verschoben ist. Sie läßt sich für die Hilfsphase (Anlaufwicklung) des Verbrauchermotors ausnutzen.

Zur Erhöhung der Leistung setzt man zweckmäßig zwei oder mehr Widerstandsumformer auf eine Welle und schaltet sie parallel. Durch Anordnung verschiedener Widerstandsumformer auf einer gemeinsamen Welle erhält man ein Aggregat, das gleichzeitig verschiedene Frequenzen liefert, die in einfachen rationalen Verhältnissen zueinander stehen (diese sind gegeben, durch die Anzahl der elektrischen Vollwinkel, die auf den einzelnen KoI-lektoren untergebracht sind).

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Widerstandsumformer zur Umformung von Gleichstrom in Ein- oder Mehrphasenwechselstrom, gekennzeichnet durch einen synchron mit dem Hauptkollektor umlaufenden Hilfskollektor, dessen Kollektorwiderstände in Reihenschaltung dauernd parallel zu den Nulllamellenpaaren des Hauptkollektors liegen und dessen Bürsten durch einen Widerstand von im Vergleich zu den Hilfskollektorwiderständen hohem Leitwert überbrückt werden, wobei der Phasenwinkel des Hilfskollektors relativ zu dem des Hauptkollektors so gewählt ist, daß im Augenblick des Spannungs-Nulldurchganges an den Hauptkollektorbürsten der Überbrückungswiderstand der Hilfskollektorbürsten gerade parallel zur gesamten Reihenschaltung aller Hilfskollektorwiderstände liegt.

2. Widerstandsumformer zur Umformung von Gleichstrom in Ein- oder Mehrphasenwechselstrom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem die Bürsten des Hilfskollektors, verbindenden Widerstand eine gegen die Hauptspannung um 90⁰ phasenverschobene Wechselspannung abgegriffen und zum Betrieb einer Anlaufphase des Verbrauchers ausgenutzt wird.-

3. Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in Ein- oder Mehrphasenwechselstrom durch Widerstandsumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Widerstandsumformer auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und zur Leistungserhöhung parallel geschaltet werden.

4. Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in Ein- oder Mehrphasenwechselstrom durch Widerstandsumformer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Widerstandsumformer gleichzeitig verschiedene Frequenzen liefern.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 317 129; französische Patentschrift Nr. 525 415.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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