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Die Fig. 1-6 zeigen sechs verschiedene Schaltungen der Induktionsspule und Fig. 7 stellt Schaltungsschema, eines Sechsphasenkonverters dar.
Gamäss Fig. 1 ist 1 der Kommutator der Gleichstromseite des Konverters, 2 die aus dem Gleichstromkreis des Ankers erregte Wendepolwicklung, 3 die gemäss der Erfindung mit dieser parallel geschaltete Induktionsspule.
Gemäss Fig. 2 bildet die mit dem Wendepol 2 parallel geschaltete Induktionsspule 3 die Sekundärwicklung eines Transformators, dessen Primärwicklung 4 mit der Wendepolwicklung 2 in Reihe geschaltetist.
Nach der Fig. 2 ist die Induktionsspule 3 mit der Wendepolwicklung 2 unmittelbar, also leitend verbunden, während nach Fig. 3 die Selbstinduktionsspule 3 durch Vermittlung der Wicklung 5, also auf induktivem Wege, mit der Wendepolwicklung 2, u. zw. dadurch in paralleler Verbindung steht, dass die in dem Stromkreis der Spule 3 geschaltete Wicklung 5 mit der Wendepolwicklung 2 auf einem gemeinschaftlichen Eisenkern sitzt.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1-3 ist die Selbstinduktionsspule 3 mit der ganzen Wendepolwicklung parallel geschaltet. Unter gewissen Umständen kann es jedoch zweckmässiger sein, einen Teil der Wendepolwieklung ohne induktiven Nebenschluss zu lassen und die Selbstinduktionsspule nur zu einem Teil derWendepolwicklung parallel zu schalten.
Fig. 4 zeigt eine solche Variante der Fig. 1. Hier ist die Wendepolwicklung in zwei Teile 2 und 5 unterteilt und die Induktionsspule 3 ist zu dem mehr Windungen aufweisenden Teil 2 des Hilfspols über den wenigen Windungen aufweisenden Teil 5 parallel geschaltet.
Die Induktionsspule kann auch in den Eisenkörper des Wendepols eingebaut werden, so dass sich die Anwendung einer besonderen Drosselspule erübrigt. Fig. 5 zeigt ein Beispiel dieser Ausführungsform, bei welcher die Induktionswieklung 3 unmittelbar auf den die Wicklung 2 tragenden Hilfspol J gewickelt ist, der mit zum Schliessen des durch die Wicklung 3 erregten magnetischen Kraftflusses dienenden magnetischen Nebenschlüssen 14 versehen ist.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist die Induktionsspule 3 zur Wendepolwieklung 2 nicht leitend, sondern auf induktivem Wege parallel geschaltet. Diese Lösung kann dadurch vereinfacht werden, dass die Hilfspolwicklung 2 gleichzeitig als Primärwicklung des Transformators 4, 5 dient, während die Selbstinduktionsspule 3 gleichzeitig auch die Rolle der Sekundärwicklung 5 des Transformators übernimmt.
Fig. 6 zeigt die letztere Lösung, bei der der Wendepol 13, die mit ihm benachbarten Hauptpole 15, mit dem deren Sohlen verbindende : m Joch 16 und der zwischen ihre Pole eingefügten Brücke 17 zusammen, den magnetischen Kreis des durch die Wicklungsgruppen 2-3 gebildeten Transformators schliessen.
Die den Hilfspol 13. erregende Wicklung 2 dient gleichzeitig als Primärwicklung des Transformators, während die auf der Brücke i17 sitzenden kurzgeschlossenen Wicklungen 3,3 einerseits den Sekundärkreis des Transformators, anderseits die mit der Wicklung 2 in induktiver Parallelschaltung stehenden Selbstinduktionsspulen bilden. In den Kraftlinienstrom a des Wendepols 2 ist ein Luftspalt 18 eingeschaltet.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ergibt sich aus den nachstehenden Darstellungen.
In stationärem Betriebe verteilt sich der Gleichstrom auf die Wendepolwic1dung und die mit ihr leitend verbundene Induktionsspule (Fig. 1, 2, 4, 5) in verkehrtem Verhältnisse zum Ohmschen Widerstande dieser beiden Zweige, während im Falle der induktiven Parallelschaltung (Fig. 3 und 6) der Gesamtstrom die Wendepolwicklung durchfliesst, während die Induktionsspule stromlos ist. Die Windungszahl des Wendepols bzw. der einzelnen Teile der Wendepolwicklung wird derart gewählt und der Ohmsche Widerstand der leitend parallel geschalteten Drosselspule (Fig. 1, 2,4, 5) so bemessen, dass der Wendepol die zum stationären Betriebe notwendige Amperewindungszahl für funkenfreie Kommutierung liefert.
Bei plötzlicher Stromänderung erleidet die Stromverteilung zugunsten des Hilfspols eine Änderung.
Bei Anordnung einer leitend parallel geschalteten Induktionsspule (s. Fig. l, 2,4, 5) erfolgt dies derart, dass der Strom dabei in verkehrtem Verhältnis zu den induktiven Widerständen verteilt wird.
Wenn z. B. der Ohmsche Widerstand des induktiven Nebenschlusses, d. h. der Induktionsspule (Fig. 1, 2, 5) bzw. der Induktionsspule und des Wicklungsteiles 5 mit geringer Windungszahl (Fig. 4), z. B. so press ist, wie der Ohmsche Widerstand der Wendepolwicklung (Fig. l, 2,5) bzw. des Wicklnngsteiles 2 mit grosser Windungszahl (Fig. 4), der induktive Widerstand des induktiven Nebenschlusses jedoch das Dreifache des induktiven Widerstandes der Wendepolwicklung bzw. des Wicklungsteil 2 beträgt, dann wird in stationärem Zustande die Wendepolwicklung bzw. deren Wicklungsteil 2 von der Hälfte, bei plötzlicher Stromänderung hingegen von drei Viertel des Gesamtstromes durchflossen, so dass die Kommulieramperenvindtingszahl zunimmt.
Bei der induktiven ParaTI913chaltung nach Fig. 3 wird im Falle einer Stromänderung die Wicklung 5 lurch den Strom, den Wicklung 4 in Wicklung 3 induziert, derart erregt, dass dadurch die Wirkung der Wendepolwicklung 2 begünstigt wird, denn das Kommutierungsfeld resultiert aus der Summe der Amperewindungszahlen der Spulen 2 und 5.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 6 entsteht ausser dem Kommutierfeld a im stationärem Betriebe noch ein die magnetischen Brücken und die Hauptpole durchfliessender Feld. Den Eisenkorper 13 les Hilfspols und dem Luftspalt 18 durchsetzt die Summe a und b der beiden Felder. Ein beträchtlicher
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Teil der Amperewindungszahl der Hilfspolwicklung 2 muss demnach zum Durchzwängen des Feldes a und b durch den Luftspalt 18 aufgewendet werden und nur der Rest ergibt das Kommutierungsfeld.
Bei plötzlicher Stromänderung bietet der durch die Wendepolwicklung 2 in der Induktionsspule 3 induzierte
Strom der Entwicklung des Feldes b ein Hindernis, so dass in diesem Falle nur das Feld a entstehen kann ; auch den Luftspalt 18 durchsetzt nur das Feld a, für welchen Zweck demnach nur ein geringerer Teil der Amperewindungszahl des Pols aufzuwenden ist, als bei stationärem Betriebe, so dass mehr Amperewindungen zum Hervorrufen des Kommutierungsfeldes verbleiben. Die Induktionsspule 3 erhöht demnach durch das Abblasen des Feldes b die Amperewindungszahl der Wendepolwicklung (induktive Parallelschaltung).
Bei allen diesen Lösungen kann man durch entsprechende Dimensionierung erreichen, dass bei Stromstössen, Kurzschlüssen die Amperewindungszahl des Wendepols derart zunimmt, dass sie die unterbliebene Wirkung der verspäteten Wechselstromzunahme ersetzt und das nötige Kommutierungsfeld herstellt. Dadurch kann die Kurzschlussfunkenbildung wesentlich herabgesetzt und die Rundfeuergefahr beseitigt werden.
Die Einrichtung regelt auch im Augenblicke der Unterbrechung des Kurzschlusses entsprechend.
Hiebei hört nämlich der Gleichstrom auf, das Wendefeld würde jedoch infolge der Wirkung des im Anker fliessenden Wechselstromes noch eine gewisse Zeit bestehen. Wenn jedoch mit der Wendepolwicklung gemäss der Erfindung ein induktiver Widerstand parallel geschaltet ist, so wird im Augenblick der Stromunterbrechung aus der mit der Wendepolwicklung parallel geschalteten Selbstinduktionsspule, ein dem die Wendepolwicklung durchfliessenden Strom entgegengesetzter Strom in die Wendepolwicklung fliessen, der die Wirkung des Wechselstromes des Ankers parallelisiert. Dadurch kann auch im Augenblick des Ausschaltens kein Rundfeuer entstehen. Auch im Falle der induktiven Parallelschaltung tritt dieselbe Wirkung auf.
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Figs. 1-6 show six different circuits of the induction coil and Fig. 7 shows a circuit diagram of a six-phase converter.
According to FIG. 1, 1 is the commutator on the direct current side of the converter, 2 the reversing pole winding excited from the direct current circuit of the armature, 3 the induction coil connected in parallel with this according to the invention.
According to FIG. 2, the induction coil 3 connected in parallel with the reversing pole 2 forms the secondary winding of a transformer, the primary winding 4 of which is connected in series with the reversing pole winding 2.
According to Fig. 2, the induction coil 3 is directly, so conductively connected to the reversing pole winding 2, while according to Fig. 3, the self-induction coil 3 through the intermediary of the winding 5, so inductively, with the reversing pole winding 2, u. between the fact that the winding 5 connected in the circuit of the coil 3 sits with the reversing pole winding 2 on a common iron core.
In the embodiments according to FIGS. 1-3, the self-induction coil 3 is connected in parallel with the entire reversing pole winding. Under certain circumstances, however, it can be more appropriate to leave part of the reversing pole winding without an inductive shunt and to connect the self-induction coil in parallel to only part of the reversing pole winding.
4 shows such a variant of FIG. 1. Here, the reversible pole winding is divided into two parts 2 and 5 and the induction coil 3 is connected in parallel to part 2 of the auxiliary pole, which has more turns, via part 5, which has a few turns.
The induction coil can also be built into the iron body of the reversible pole, so that the use of a special choke coil is unnecessary. 5 shows an example of this embodiment, in which the induction winder 3 is wound directly onto the auxiliary pole J which carries the winding 2 and which is provided with magnetic shunts 14 serving to close the magnetic flux generated by the winding 3.
In the embodiment according to FIG. 3, the induction coil 3 is not conductive to the reversing pole 2, but rather connected in parallel on an inductive path. This solution can be simplified in that the auxiliary pole winding 2 simultaneously serves as the primary winding of the transformer 4, 5, while the self-induction coil 3 simultaneously also takes on the role of the secondary winding 5 of the transformer.
6 shows the latter solution, in which the reversing pole 13, the main poles 15 adjacent to it, with the yoke 16 and the bridge 17 inserted between their poles, together the magnetic circuit of the winding groups 2-3 the formed transformer.
The winding 2 which excites the auxiliary pole 13 simultaneously serves as the primary winding of the transformer, while the short-circuited windings 3, 3 located on the bridge i17 form the secondary circuit of the transformer on the one hand and the self-induction coils connected inductively in parallel with the winding 2 on the other. An air gap 18 is switched on in the force line flow a of the reversing pole 2.
The function of the device results from the following illustrations.
In stationary operation, the direct current is distributed to the reversing pole and the induction coil connected to it (Fig. 1, 2, 4, 5) in the opposite proportion to the ohmic resistance of these two branches, while in the case of the inductive parallel connection (Fig. 3 and 6 ) the total current flows through the reversing pole winding while the induction coil is de-energized. The number of turns of the reversing pole or the individual parts of the reversing pole winding is selected and the ohmic resistance of the conductive parallel-connected choke coil (Fig. 1, 2, 4, 5) is dimensioned so that the reversing pole provides the number of ampere turns required for stationary operation for spark-free commutation .
In the event of a sudden change in current, the current distribution suffers a change in favor of the auxiliary pole.
When arranging an induction coil connected in parallel (see Fig. 1, 2, 4, 5), this is done in such a way that the current is distributed in the opposite proportion to the inductive resistances.
If z. B. the ohmic resistance of the inductive shunt, d. H. the induction coil (Fig. 1, 2, 5) or the induction coil and the winding part 5 with a small number of turns (Fig. 4), z. B. is as press as the ohmic resistance of the reversing pole winding (Fig. 1, 2.5) or the winding part 2 with a large number of turns (Fig. 4), the inductive resistance of the inductive shunt, however, three times the inductive resistance of the reversing pole winding or of the winding part 2, half of the total current flows through the reversing pole winding or its winding part 2 in the steady state, whereas three quarters of the total current flows through in the case of a sudden change in current, so that the number of commuting amperages increases.
In the inductive ParaTI913chaltung according to Fig. 3, in the event of a change in current, winding 5 is excited by the current that winding 4 induces in winding 3 in such a way that the effect of reversing pole winding 2 is favored because the commutation field results from the sum of the number of ampere turns of coils 2 and 5.
In the embodiment according to FIG. 6, in addition to the commutation field a, a field flowing through the magnetic bridges and the main poles also arises in stationary operation. The Eisenkorper 13 les auxiliary pole and the air gap 18 penetrates the sum a and b of the two fields. A considerable one
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Part of the number of ampere turns of the auxiliary pole winding 2 must therefore be used to force the field a and b through the air gap 18 and only the remainder results in the commutation field.
In the event of a sudden change in current, the one induced by the reversing pole winding 2 in the induction coil 3 offers
Current of the development of the field b an obstacle, so that in this case only the field a can arise; also the air gap 18 only penetrates the field a, for which purpose only a smaller part of the number of ampere-turns of the pole has to be used than in stationary operation, so that more ampere-turns remain to produce the commutation field. The induction coil 3 increases the number of ampere turns of the reversing pole winding (inductive parallel connection) by blowing off the field b.
With all of these solutions, by appropriate dimensioning, the number of ampere-turns of the reversing pole increases in the event of current surges or short circuits so that it replaces the delayed increase in alternating current and creates the necessary commutation field. This can significantly reduce the formation of short-circuit sparks and eliminate the risk of round fire.
The device also regulates accordingly at the moment the short circuit is interrupted.
This is because the direct current stops here, but the turning field would still exist for a certain time due to the effect of the alternating current flowing in the armature. If, however, an inductive resistor is connected in parallel with the reversing pole winding according to the invention, at the moment of the current interruption from the self-induction coil connected in parallel with the reversing pole winding, a current opposite to the current flowing through the reversing pole winding will flow into the reversing pole winding, which has the effect of the alternating current of the armature parallelized. This means that no round fire can arise even when the device is switched off. The same effect also occurs in the case of inductive parallel connection.
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