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Verfahren zur Regelung der Drehzahl kompensierter Asynchronmaschinen.
Die Asynchronmaschine nach Patent Nr. 106340"Komp Kompensierte Asynchronmaschine"besitzt genau wie die normale Asynchronmaschine eine bestimmte, bei Belastung nur wenig abfallende Drehzahl.
Eine verlustlose Drehzahlregelung ist wie beim Asynchronmotor ohne Zuhilfenahme besonderer Hilfs- mittel nicht möglich. Eine Verdrehung der Bürstenbrücke bewirkt zwar eine geringe Veränderung der
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verbunden ist. Wird die Kompensationsspannung erheblich grösser gewählt, so dass sie als Regelspannung bezeichnet werden kann, so ist es zwar möglich, durch Verdrehung der Bürstenbrücke eine grössere Drehzahlregelung nach oben und unten von der synchronen Drehzahl aus zu erhalten ; die Phasenverschiebung namentlich bei den mittleren Drehzahlen in der Nähe des Synchronismus wird aber derartig gross, dass eine Erhöhung der Stator-und Rotorkupferverluste auf das mehrfache der normalen eintritt.
Dies würde eine erhebliche Verschlechterung des Wirkungsgrades und unzulässige Erwärmung bedingen.
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drehzahl, bei der nur eine geringe Spannung zur Kompensation nötig wäre, viel zu gross ist, wodurch eine starke Übererregung und ein grosser voreilender Strom hervorgerufen wird.
Erfindungsgemäss wird nun dieser Übelstand dadurch beseitigt, dass bei der Regelung gleichzeitig mit der Veränderung des Bürstenwinkels, d. i. der Winkel zwischen der sekundären Phasenspannung (Sekundärspannung) und der-zugehörigen Bürstenspannung am Kollektor (Regulierspannung), der Widerstand des Sekundärkreises verändert wird.
Die Änderung des Winkels zwischen Sekundär-und Regelspannung kann in an sich bekannter Weise durch Umschaltung der Sekundärwicklung mittels zyklischer Vertauschung der Anschlüsse, Ver-
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Nr. 106340 mit einer primären Phasenwicklung a im Läufer und einer sekundären Phasenwicklung b im Ständer, letztere in offener Schaltung, ausgeführt. Der Läufer besitzt eine Gleichstromwicklung e, die für die entsprechende Regelspannung dimensioniert ist und die mit einem Kommutator e verbunden ist, auf dem drei Bürsten t schleifen. Die sechs Enden der Sekundärwicklung u, v, w, x, y, z sowie die drei Bürsten f führen zu einem Umschalter h.
Durch Schaltung der Sekundärwicklung in A oder A sowie zyklische Vertauschung oder Vertauschung der Anfänge und Enden mit Hilfe des Umschalters h t können verschiedene Bürstenwinkel eingestellt werden. Gleichzeitig kann auch der Sekundärwiderstand durch Umschaltung der Sekundärwicklung von A auf A verändert werden. Durch weitere Unterteilung der Wicklungselemente und entsprechende Verbindung derselben sind eine Reihe von Schaltkombinationen möglich, mit deren Hilfe gleichzeitig mit der Änderung des Bürstenwinkels auch eine Änderung des Sekun- därwiderstandes erfolgen kann.
Diese Änderung des Sekundärwiderstandes kann durch Zu-und Abschalten eines äusseren im
Sekundärkreis liegenden Widerstandes erfolgen. In Fig. 2 ist das Schema einer Drehzahlregelung durch
Verdrehen der Bürsten/und gleichzeitige Veränderung des äusseren Widerstandes g gegeben. Im übrigen entspricht das Schema dem des Stammpatentes Fig. 2. Die Veränderung des Sekundärwiderstandes
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geeignetem Bürstenwinkel die volle Regelspannung verwendet, also kein Widerstand vorgeschaltet wird, während bei mittlerer Drehzahl, bei der die Wirkung der Regelspannung auf die Drehzahl am kleinsten und auf die Magnetisierung am grössten ist, auch der grösste Widerstand eingeschaltet wird, um wieder die gewünschte Kompensation zu erzielen.
Es zeigt sich, dass es im allgemeinen nur nötig ist, maximal einen Widerstand, der das 1-bis 1#5fache des Sekundärwiderstandes beträgt, vorzuschalten, um bei der mittleren Drehzahl wieder die richtige Kompensation zu erreichen. Der Wirkungsgrad wird also hiebei nur wenig verschlechtert, im Gegensatz zu einer Regelung ohne Widerstandsvorschaltung, bei der durch die starke Phasenverschiebung die Stator-und Rotorkupferverluste auf ein Vielfaches der normalen anwachsen. Die Regelung ist im gewissen Sinne als verlustlos zu bezeichnen, da die Verluste gering sind und im wesentlichen nur die Magnetisierung geändert wird. Bei den mittleren Drehzahlen tritt allerdings bei Belastung durch den höheren Sekundärwiderstand eine grosse Sehlüpfung ein.
In Fig. 3 ist die Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der Belastung bei verschiedenen Drehzahlen beispielsweise dargestellt. Die Kurven lassen erkennen, dass der cos # bei allen Drehzahlen in weiten Belastungsgrenzen annähernd auf dem Wert 1 gehalten werden kann. Die Widerstandsstufen können zweckmässig im Anlasser selbst untergebracht werden. Die Veränderung des Widerstandes kann zwangläufig mit der Bürsteneinstellung erfolgen, wodurch eine leichte Handhabung erzielt und eine Kontrolle des Leistungsfaktors überflüssig gemacht wird.
Es ist auch möglich, den Sekundärwiderstand durch eine Schaltungskombination der Wieklungs- elemente der Sekundärwicklung zu verändern. So wird beispielsweise bei der Umschaltung von A auf A, die einer Veränderung des Bürstenwinkels entspricht, gleichzeitig eine Erhöhung des Widerstandes
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Der Hauptvorzug des Verfahrens ist darin zu erblicken, dass man eine praktisch verlustlose Dreli- zalilregelulig bei günstiger Kompensation ohne Änderung der Grösse der vom Kollektor gelieferten Regelspannung bewirken kann.
Zusätzliche Einrichtungen, wie doppelte Bürstensätze, Transformatoren, wie sie die bisher bekannten Einrichtungen, die auf eine Veränderung der Grösse der Resvlspannung abziehen, benötigen, kommen somit in Wegfall.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung der Drehzahl kompensierter Asynchronmaschinen nach Patent Nr. 106340, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig der Widerstand im Sekundärkreis und der Winkel zwischen der Regulier- und Sekundärspannung verändert wird.