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Anordnung zur Kompensation von Asynchronmaschillen mittels in liaskade geschalteter Nebenschlusskollektormotoren.
Es ist bekannt, die Phasenkompensation des Primärstromes einer Asynchronmaschine durch eine in den Sekundärkreis geschaltete Kollektornebenschlussmaschine zu bewirken. Um eine bestimmte Phasenkompensation zu erzielen, sind gewisse Vorbedingungen notwendig, wie sie beispielsweise im D. R. P. Nr. 232282 diagrammatiseh entwickelt sind.
Es zeigt sich in der praktischen Ausführung, dass die rechnerische Vorausbestimmung der verlangten Kompensationscharakteristik recht schwierig und unsicher ist, und dass eine nachträgliche Korrektur nur in geringem Masse möglich ist. Bei Ausführung der Kollektormasehine mit Kompensationswicklung, wie sie zur Erzielung funkenfreier Kommutierung unbedingt nötig ist, ist auch der Winkel zwischen Kompensationswieklung und Erregerwicklung festgelegt (in der Regel 90 ) und eine Veränderung desselben durch Bürstenverschiebung nicht möglich, da damit die Wirkung der Kompensationswicklung verringert wurde.
Schliesslich ist noch ein weiterer Übelstand, dass vielfach die benötigte Kommutatorspannung ausserordentlich niedrig ist, so dass sieh der Spannungsabfall durch den schwankenden Bürsten- übergangswiderstand in recht störender Weise durch Änderung der Phasenkompensationswirkung bemerkbar macht. Letzterer Übelstand kann entsprechend D. R. P. Nr. 238664 dadurch vermieden werden,
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Achse wie die Hauptbürsten angeordnet und mit diesen einstellbar.
Die nachstehend beschriebene Erfindung bezweckt nun, eine weitere Verbesserung dadurch zu erzielen, dass der Erregerbürstensatz vom Hauptbürstensatz völlig unabhängig und gesondert verdrehbar angeordnet wird. Die Anordnung ist beispielsweise in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Schleifringe des Asynchronmotors a sind mit den drei Enden der offenen Kompensationswicklung b im Ständer des Kollektormotors verbunden. Die andern drei Enden der Kompensationswieklung b sind an den Hauptbürstensatz c angeschlossen. Auf dem Kollektor'moto ist ein unabhängiger drehbarer Bürstensatz d angebracht, der mit der Erregerwicklung e im Ständer verbunden ist.
Durch einen Widerstand t oder durch eine Drosselspule kann eine gewisse Einstellung der Erregung bzw. der Kompensationscharakteristik in bekannter Weise bewirkt werden. Beide Maschinen können entweder direkt oder durch Getriebe gekuppelt sein, oder es kann auch die Kommutatonnaschine unabhängig angetrieben werden. Durch diese Anordnung eines drehbaren gesonderten Erregerbürstensatzes werden folgende Vorteile erreicht :
Zunächst kann damit die Erregerspannung in jedem beliebigen Winkel gegen die Kompensationsspannung eingestellt werden und damit die Kompensationsrharakteristik innerhalb bestimmter Grenzen in jeder gewünschten Weise geändert werden. Es ist also eine genaue Vorausberechnung unnötig und eine gewisse Sicherheit gegeben, dass die gewünschte Kompensation auch erreicht wird.
Die Kompensation kann ferner während des Betriebes durch Bürstenverdrehung, gegebenenfalls unter Einschaltung eines Widerstandes oder einer Drosselspule, in den Erregerkreis geändert werden. Durch die gleichen Massnahmen ist auch eine gleichzeitige Drehzahlregelung möglich.
Um maximale Kompensation zu erzielen, war es bisher notwendig, die Erregerwicklung um 900 elektrisch verschoben gegen die Hauptwicklung anzuordnen. Dies ist nun nicht mehr notwendig, da infolge der Verstellbarkeit der Bürsten dieser Winkel bei jeder beliebigen Anordnung der Erregerwicklung
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erzielt werden kann. Dies bringt für viele Fälle auch einen wicldungstechnischen Vorteil mit sich. Fig. 2 stellt beispielsweise das Schema für eine dreiphasige, sechspolige Kompensations- und Erregerwicklung dar, für den Fall,-dass Haupt-und Erregerbürsten in einer Achse liegen.
Infolge der Verschiebung der Erregerwicklung um 90 ist es hier notwendig, die Spulenköpfe der Wicklungen in vier Ebenen anzuordnen, was eine unangenehme Erschwerung der Wieklungsarbeit und eine grosse Ausladung der Spulenköpfe mit sich bringt. Wird nun der Erregerbürstensatz von vornherein erfindungsgemäss entsprechend Fig. 3 um zirka 90'elektrisch gegen den Hauptbürstensatz eingestellt, so können die beiden Wicklungen koaxial ausgeführt, d. h. gemeinsam gewickelt werden.. Damit wird die Wicklungsarbeit wesentlich vereinfacht.
Die Wicklungsköpfe können in nur zwei Ebenen liegen, wodurch auch ihre Ausladung nur etwa halb
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abfall im Anker der Kommutatormaschine. Ist dies, um eine besondere Charakteristik der Phasenkompensation bei verschiedenen Belastungen zu erzielen, nicht erwünscht, so wird erfindungsgemäss auf dem Anker zweckmässig in den Nuten der Hauptwicklung eine zweite, mit einem zweiten Kollektor verbundene Wicklung angeordnet, die nur die Erregerleistung der Kommutatormaschine zu liefern hat.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel dieser Anordnung. Die Schaltung des Hauptkollektors und der Kompensationswicklung bleibt die gleiche. Der Erregerbürstensatz schleift auf dem kleinen Hilfskollektor g. In den Erregerkreis kann in gleicher Weise ein Widerstand oder eine Drosselspule eingeschaltet werden. Die Spannung, für die die Erregerhilfswieklung ausgeführt wird, ist beliebig und unabhängig von der Spannung des Hauptkollektors. Es ist dies besonders bei kleinen Kompensationsspannungen ein Vorteil, da durch Wahl einer höheren Erregerspannung die Erregerwicklung leichter auszuführen ist, die Regulierwiderstände billiger werden und der Einfluss der Übergangswiderstände geringer wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Kompensation von Asynchronmaschinen mittels in Kaskade geschalteter Nebenschlusskollektormotoren mit einem Hauptbürstensatz und einem Erregerbürstensatz, dadurch gekennzeichnet, dass der Erregerbürstensatz(d) v8llig getrennt und relativ gegen den Hauptbürstensatz(c) verstellbar angeordnet ist.