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KomensierteAsynehronmaschinemitRotorspeisung.
Die Erfindung hat den Zweck, die Kommutierung von Asynchronmaschinen mit Rotorspeisung und einer zusätzlichen Kommutatorwicklung im Rotor zu verbessern.
Die Beherrschung der Kommutierungsverhältnisse ist zwar im allgemeinen für kleine und mittlere Leistungen nicht schwierig ; unter Umständen ergibt sich aber das Bedürfnis nach Hilfsmitteln, die gestatten, die Kommutierung von Maschinen, insbesondere von solchen für grosse Leistung, zu verbessern, ohne dass die Herstellung des Kommutators und der Kommutatorwicklung verteuert wird :
Die für das Verhalten des Kommutators massgebende Funkenspannung f ergibt sich durch das Zusammenwirken zweier Teilspannungen, die sich vektoriell addieren. Die beiden Teilspannungen werden Transformatorspannung t und Stromwenderspannung oder Reaktanzspannung w genannt.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass die vektorielle Zusammensetzung der Teilspannungen ein möglichst günstiges Resultat, d. h. eine möglichst geringe Restspannung oder Funkenspannung ergibt. Der Winkel, unter dem sich die Teilspannungen zusammensetzen, wird so eingestellt, dass die resultierende Funkenspannung nach Möglichkeit kleiner ist als die Teilspannungen ; die Grösse der Teilspannungen wird so gewählt, dass die vektorielle Addition auf eine möglichstrestlose Subtraktion hinausläuf.
Die Erkenntnis der Hilfsmittel, die dazu erforderlich sind, ergibt sich aus der folgenden Überlegung.
In Fig. 1 zeigt K den Heylandschen Kreis für den gewöhnlichen Asynchronmotor ohne Kompensa- tion. Für den kompensierten Motor tritt an Stelle des Heylandschen Kreises der'wesentlich grössere
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die Magnetisierungskomponente AB ist im Gegensatz zum gewöhnlichen Drehstrommotor nicht ein Bestandteil des Primärstromes, sondern des Sekundärstromes.
Während der Durchmesser des Kreises Kl für einen bestimmten Motor konstant ist, ist die Lage dieses Kreises veränderlich. Sie ergibt sieh jeweils aus der Einstellung der Kommutatorbürsten. Geht man beispielsweise von dem Fall aus, der in Fig. 1 dargestellt ist, und verstellt man die Kommutatorbürsten um den Winkel a, so wandert der Mittelpunkt des Heylandschen Kreises aus seiner in Fig. 1 dargestellten
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mutierungsverhältnisse, u. zw. ändert sich die Lage des Vektors der Transformatorspannung t, wenn man die Kommutatorbürsten verschiebt. Der Vektor t steht immer senkrecht auf demjenigen Radius des Kreises m, der der jeweiligen Bürstenstellung zukommt. In Fig. 1 ist deshalb t1 im Punkte M senkrecht auf dem Radius MMi eingetragen.
Die Stromwendespannung N1 ist in ihrer vektoriellen Lage von der Bürstenstellung unabhängig ; sie ist phasengleich mit dem Sekundärstrom BC1, Fig. 1. Demgemäss ist der Vektor der Stromwendespannung M'i durch den Punkt M parallel zu BC, dargestellt. Als Resultante aus tl und/1) 1 ergibt sich die Funkenspannung f1. Nach den gleichen Regeln ist in Fig. 2 der Vektor der Transformatorspannung t2 in M senkrecht auf MM2 eingetragen und die Stromwendespannung u2@ parallel zu BC2, die resultierende Funkenspannung ist s.
Aus dem Vergleich der in Fig. 1 und 2 eingezeichneten Spannungsdiagramme ergibt sich mit grosser
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Verkleinerung ist auf die veränderte Lage des Vektors der Transformatorspannung zurückzuführen, die durch Verstellung der Kommutatorbürsten erreicht worden ist. Die Verkleinerung der Funkenspannung ergibt, dass bei der Bürstenstellung nach Fig. 2 die Kommutierung wesentlich besser ist als bei der Stellung nach Fig. 1. Diese Überlegung steht mit den praktischen Erfahrungen in vollkommenem Einklang.
Die Veränderung der Bürstenstellung äussert sich beim kompensieren Asynchronmotor, von den Kommutierungsverhältnissen abgesehen, in-einer Veränderung der Drehzahl. Bei der Einstellung nach Fig. 1 hat der Motor im Leerlauf die gleiche Drehzahl wie der gewöhnliche Asynchronmotor ; bei der Einstellung nach Fig. 2 ist seine Drehzahl um ungefähr 4% niedriger. Man kann deshalb als Merkmal der Bürsteneinstellung nach Fig. 2 angeben, dass die Leerlaufdrehzahl um ungefähr 4% niedriger ist als die des gewöhnlichen Asynchronmotors.
Wie man bei genauem Vergleich der Fig. 1 und 2 feststellen kann, ist der Radius MM2 grösser gewählt als der Radius Mimi. Die Länge dieses Radius ist proportional der Kommutatorspannung. Nach der Erfindung wird diese für Motoren, deren Bürsten nach Fig. 2 eingestellt werden, grösser gewählt, als dies nach Fig. 1 erforderlich ist. Andernfalls würde man durch die Verschiebung der Kommutatorbürsten von Mi nach M2 die Kompensierung des Motors vermindern.
Bei Maschinen von geringerer Leistung fällt im allgemeinen die Grösse des Vektors der Stromwendespannung W2 zu gering aus, um einen genügend grossen Einfluss zur Erzielung einer geringen resultierenden Funkenspannung auszuüben. Um diesen Einfluss zu erhöhen, kann man die Selbstinduktion der Kommutatorwieldung durch an sich bekannte Mittel vergrössern, z. B. kann die Kommutatorwicklung in eisengeschlossenen Nuten verlegt werden ; liegen Primärwicklung und Kommutatorwieklung in den gleichen Nuten, so kann der Eisenschluss durch Bleche bewirkt werden, die man zwischen beiden Wicklungen in die Nuten einlegt. Die magnetische Sättigung dieser Blecheinlagen ist geeignet, die Abhängigkeit der Stromwendespannung von der Grösse des Sekundärstromes zu vermindern.
PATENT-ANSPRÜCHE : l.-Kompensierte Asynchronmaschine mit Rotorspeisung und einer zusätzlichen Kommutatorwieklung im Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutatorbürsten derart eingestellt sind, dass die Leerlaufdrehzahl ungefähr 4% geringer wird als die des gewöhnlichen Asynchronmotors, wobei die Minderung der Kompensationswicklung infolge dieser Einstellung durch Vergrösserung der Kompensationsspannung, beispielsweise durch Erhöhung der Windungszahl der Kompensationswicklung wieder aus-
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