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KaskadenschaltungvonAsynchronmotorundKommutatorhintermaschine.
Bei der Kaskadenschaltung von Asynchronmotor und Kommutatorhintermaschine kann deren Erregerwicklung, ausschliesslich oder in Zusammenarbeit mit andern Spannungsquellen, durch eine rotierende Kommutatorerregermaschine gespeist werden. Die Erregermaschine kann dabei eine vom Ankerstrom des Hauptmotors durchflossene Erregerwicklung (hauptstromerregte Erregerwicklung) und weitere fremderregte Erregerwicklungen (fremdstromerregte Erregerwicklung) tragen. Ihre resultierende Durchflutung ist dabei gleich der geometrisehen Summe der Durehflutungen der verschiedenen Erregerwicklungen.
Erfindungsgemäss soll nun bei dieser Anordnung die Windungszahl der vom Hauptstrom der Kollektormaschine durchflossenen Erregerwicklung der Erregermaschine so gross gewählt werden, dass ihre Durchflutung beim Nennwert des Ankerstromes ein Mehrfaches derjenigen resultierenden Durchflutung der Erregermaschine ist, welche zur Erregung des grössten betriebsmässig verlangten Erregerfeldes erforderlich ist. Dadurch wird eine besondere einfache Regelung des Hauptmotors ermöglicht.
Damit nämlich trotz des grossen Wertes der hauptstromerregten Durchflutung die resultierende Durchflutung nur einen Bruchteil der erstgenannten Durchflutung ausmacht, muss auch die fremdstromerregte Durchflutung viel grösser als die resultierende Durchflutung sein. Hauptstromerregte und fremdstromerregte Durchflutung sind dabei annähernd entgegengesetzt gleich. Ist dies aber der Fall, so ist auch der Ankerstrom des Hauptmotors der fremdstromerregten Durchflutung der Erregermaschine annähernd proportional. Folgt die fremdstromerregte Durchflutung bei wechselnder Schlüpfung des Hauptmotors einem bestimmten Gesetz, so folgt der Ankerstrom des Hauptmotors ungefähr dem gleichen
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Schlüpfung des Hauptmotors ihrerseits entsprechend der erforderlichen Erregerspannung der Kommutatorhintermaschine ändert.
Durch die fremdstromerregte Durchflutung der Erregermaschine wird also das Gesetz, dem der Ankerstrom bei wechselnder Schlüpfung folgt, festgelegt, der Hauptmotor wird also durch sie geregelt.
Es bedeute J den Nennwert des Ankerstromes des Hauptmotors und - die ihm entsprechende hauptstromerregte Durchflutung der Erregermaschine. Ändert sieh bei einer Schlüpfungsänderung des Hauptmotors die resultierende Durchflutung der Erregermasehine vom Wert Null auf den grössten auftretenden Wert au, so verursacht diese Änderung bei konstanter fremdstromerregter Durchflutung
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mit dem Nennwert des Stromes ist also die Beeinflussung des Ankerstromes des Hauptmotors durch die wechselnde resultierende Durchflutung der Erregermaschine gering, wenn die hauptstromerregte Erregerwicklung der Erregermaschine erfindungsgemäss bemessen wird, der Ankerstrom des Hauptmotors ist also wirklich der fremdstromerregten Durchflutung der Erregermaschine angenähert proportional.
Ein Ausführungsbeispiel zeigt die Abbildung. In ihr bedeuten 1 das Netz, 2 den Hauptmotor, 3 die Kommutatorhintermaschine und 4 deren Erregermaschine. 3 und 4 werden gemeinsam durch die
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entsprechender Bemessung des Widerstandes und der Wicklung ist sie ihr nach Grösse und Phasenlage annähernd gleich. Wenn nun die Durchflutung der Wicklung 16 gleich der verlangten resultierenden Durchflutung der Maschine ist, ist die Summe der Durchflutungen der Wicklungen 8, 11 und 12 bei jedem Wert der Ankerspannung Null, der Fehlbetrag des Ankerstromes des Hauptmotors also Null. Der Ankerstrom der Erregermaschine ist dabei gleich der geometrischen Summe der Ströme der Wicklungen 9 und 16.
Da nun die Wirkungsweise der Anordnung unabhängig vom Ankerstrom der Erregermaschine ist, wird sie durch die Überlagerung der beiden Ströme nicht beeinflusst.
Die Ankerspannung und die erregende Durchflutung der Erregermaschine können dadurch verkleinert werden, dass in Reihe zur Erregerwicklung der Hintermaschine eine weitere Spannungsquelle geschaltet wird, welche einen Teil der erforderlichen Erregerspannung liefert. Diese Spannung kann die Schleifringspannung des Hauptmotors sein. Dabei ist es oft zweckmässig, sie durch einen Transformator konstanten oder auch veränderlichen'Übersetzungsverhältnisses auf kleineren Wert zu transformieren.
Die Ankerspannung der Kommutatorhintermaschine ist angenähert der Schlüpfung, ihre Erregerspannung also dem Quadrat der Schlüpfung proportional. Das gleiche gilt für den Induktionsfluss der Erregermaschine. Die von ihm durch Pulsation in den kurzgeschlossenen Spulen der Läuferwicklung induzierte Transformatorspannung ist also der dritten Potenz der Schlüpfung proportional. Soll diese Transformatorspannung durch Rotation in einem Wendefeld aufgehoben werden, so muss dieses Feld ebenfalls der dritten Potenz der Schlüpfung proportional sein.
Eine teilweise Aufhebung der Transformatorspannung erfolgt auch schon, wenn der das Feld erregende Strom der Schlüpfung proportional ist, wobei der grösste nicht aufgehobene Restbetrag der Transformatorspannung wesentlich kleiner als der grösste auftretende Wert der Transformatorspannung gehalten werden kann. Wird nun eine Erregerwicklung der Wendepole über eine Drosselspule, deren Blindwiderstand das Mehrfache des Blindwiderstandes der Wicklung beträgt, an die Ankerklemmen der Erregelmaschine angeschlossen, so fliesst in der Wicklung ein der Sehlüpfung proportionaler Strom auch wenn die Wendepole noch zusätzlich von weiteren Strömen, z. B. vom Ankerstrom der Erregermaschine, erregt werden.
Schliesslich können die Erregerwicklungen 8, H, 12 und 16 auch auf einer Hilfserregermaschine angeordnet werden, deren Ankerkreis in an sich bekannter Weise die Haupterregermaschine erregt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kaskadenschaltung von Asynchronmotor und Kommutatorhintermaschine, deren Erregerenergie ausschliesslich oder teilweise durch eine Erregermaschine geliefert wird, welche durch eine vom Ankerstrom des Hauptmotors durchflossene und durch weitere fremderregte Erregerwicklungen erregt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch zweckmässige Wahl der Windungszahl der erstgenannten Erregerwicklung (8) ihre Durchflutung beim Nennwert des Ankerstromes ein Mehrfaches der grössten Durchflutung ist, die betriebsmässig zur Erregung des Feldes der Erregermaschine (4) erforderlich ist.