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Anordnung zur Speisung der Schlupffrequenz führenden Erregerwicklung von Mir die Drehzahlregelung oder Phasenkompensierung von Asynchronmaschinen dienenden Kommutatorhinter- maschinen.
Die Anwendung eines Drehstromkollektormotors mit ausgeprägten Haupt-und Hilfspolen in Kaskadenschaltung mit einem Asynchronmotor, zum Zweck, die Drehzahl des Asynchronmotors zu regeln, ist allgemein bekannt Mit einer solchen Kaskadenschaltung lässt sich eine Drehzahlregelung sowohl tibersynchron als untersynchron erreichen.
Für die Erregung der Kommutatorhintermaschine im Ständer mit Schlupffrequenz ist eine Anordnung bekannt, bei der die Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine vom Netze aus über einen Kommutatorfrequenzwandler gespeist wird. Zwischen dem Kommutatorfrequenzwandler und dem Netze sind dabei Drosselspulen derartiger Grösse eingeschaltet, dass der Erregerstrom der Kommutatorhintermaschine durch die Änderung der Schlupffrequenz im wesentlichen nicht beeinflusst wird.
Der Scheinwiderstand der Drosselspulen ist also derart gross, dass der mit dem Widerstand der Drosselspulen in Reihe geschaltete Widerstand der Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine und des Kommutatorfrequenzwandlers demgegenüber in seinem Einfluss auf den die Reihenschaltung durchfliessenden
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mutatorhintermasehine, was für eine gute Regelung der Drehzahl, namentlich in der Nähe des Synchronismus, erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft nun Verbesserungen an einer derartigen Erregersehaltung für die Kom-
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ausser von dem Kommutatorfrequenzwandler noch von der Schleifringspannung der asynchronen Vordermaschine gespeist. Diese kombinierte Speisung der Erregerwicklung ist an sich bereits bekannt.
In Verbindung mit der Einschaltung von Drosselspulen zwischen Kommutatorfrequenzwandler und Netz
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Kommutatorfrequenzwandler nicht mehr die gesamte Spannung an der Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine zu liefern ist, sondern nur noch, wie an Hand der Fig. 2 der Zeichnung später erläutert ist, die Differenzspannung zwischen der quadratisch verlaufenden Selbstinduktionsspannung an der Erregerwicklung und der linear mit dem Schlupf ansteigenden Spannung an den Schleifringen der asyn- chronen Vordermaschine. Nachdem diese Differenzspannung nur einen geringen Bruchteil der maximalen Grösse der Spannung an der Erregerwicklung darstellt, so vermindert sich in demselben Masse die Grösse der Drosselspulen.
Trotzdem erfüllen aber die Drosselspulen mit derselben Genauigkeit wie bisher den oben geschilderten Zweck.
In folgendem ist die Erfindung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. In Fig. 1 ist A der Hauptasynchronmotor, B die Kollektorhintermaschine mit ihrer Kompensationswicklung k und ihrer Erregerwicklung e. Die Erregerwicklung e erhält ihren Strom vom Primärnetz über die Drosselspulen D und den Frequenzwandler 0, der mit dem Hauptmotor synchron läuft. E ist schliesslich ein Umschalter, mittels dessen die Stromrichtung in der Erregerwicklung umgekehrt werden kann.
In Fig. 1 sind die drei Phasen der Erregerwicklung geschaltet zwischen dem Frequenzwandler einerseits und den Schleifringen des Hauptmotor anderseits. Die Schleifringspannung Es ist im wesent-
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dem Quadrat des Schlupfes proportional ist. In Fig. 2 sind Es und Ee als Funktion des Schlupfes dargestellt. Bei der Schaltung nach Fig. 1 hat der Frequenzwandler 0 nur die Differenz der Spannungen Es und Es zu liefern, die bei richtiger Wahl der Verhältnisse nur etwa ein Sechstel der maximalen Erregerspannung beträgt. Der Frequenzwandler ist deshalb nur für sehr geringe Leistung zu bemessen.
Der Strom in den Drosselspulen D, der im wesentlichen durch die primäre Netzspannung bedingt ist, dagegen von der niedrigen Spannung des Frequenzwandlers kaum beeinflusst wird, fliesst über den Frequenzwandler 0 in die Erregerwicklung e, wobei der Frequenzwandler gewissermassen als Stromwandler funktioniert. Damit Primärstrom und Sekundärstrom des Frequenzwandlers nicht wesentlich voneinander verschieden sind, muss der eigene r. 1agnetisienmgsstrom des Frequenzwandlers bei den vorkommenden
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hängig von der Polzahl des Kommutators, ausgeführt werden.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist also der Erregerstrom des Hintermotors im wesentlichen bedingt durch die Reaktanz der Drosselspulen D und von etwaigen Schwankungen der Sekundärfrequenz praktisch gesprochen unabhängig. Mit regelbaren Drosselspulen lässt sich eine einfache und stetige Drehzahlregelung sowohl übersynehron als untersynchron erreichen. Beim Durchgang durch den Synchronismus wird die Erregung durch den Umsehalter E umgekehrt.
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Leistungsfaktors. Zum selben Zweck kann man auch dem Frequenzwandler über einen zweiten Satz Drosselspulen il (in Fig. 1 ist eine Phase gestrichelt dargestellt) einen phasenversehobenen Strom zuführen. D dient dann in erster Linie für die Drehzahlregelung, il für die Phasenkompensierung.
Jede Phase der Drosselspulen d, die entweder fest oder regelbar sein können, muss auf eine andere Phase umge-
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umgeschaltet wird.
Die Drosselspulen D und il können selbstverständlich auch über einen Transformator vom Netze gespeist werden. Drosselspulen und Transformator können schliesslich auch in einem Apparat kombiniert werden.
Der Frequenzwandler C kann selbstverständlich mit zwei getrennten Wicklungen mit beliebigem Übersetzungsverhältnis ausgeführt werden.
Die Anordnung nach Fig.'l kann sehr leicht für eine abfallende Drehzahlcharakteristik umge- ändert werden, indem auf den Hauptpolen der Kommutatorhintermasehine noch eine Serienerregerwicklung angebracht wird.
Eine abfallende Drehzahleharakteristik lässt sich auch erreichen mit der Anordnung nach Fig. 3, wobei die Serienkomponente des Erregerstromes einem primären Stromtransformator F entnommen wird.
Serienkomponente und Nebensehlusskomponente überlagern sich in diesem Falle in der Wicklung e.
In demselben Augenblick, in dem e mittels B umgeschaltet wird, muss auch F umgeschaltet werden, damit die Stromrichtung der Serienkomponente übersynchron und untersynchron dieselbe bleibt. Diese Umschaltung von F ist in Fig. 3 nicht angedeutet.
Schliesslich kann man zwischen Netz und Drosselspulen D einen Serientransformator schalten und in dieser Weise eine von der Belastung abhängige Erregung bekommen.
Bei der Anordnung für abfallende Drehzahlcharakteristik besteht noch eine Schwierigkeit, wenn diese Charakteristik teils übersynchron, teils untersynchron verläuft. Fig. 4 zeigt nochmals die Kurven Es
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der Voraussetzung, dass die Wicklung e beim Durchgang durch den Synchronismus nicht umgeschaltet wird. Aus Fig. 4 sieht man, dass die Differenz der Spannungen Es und Ee schnell zunimmt, sobald die Drehzahl bei zunehmender Belastung untersynchron wird.
Diese Differenzspannung muss vom Frequenzwandler geliefert werden, weshalb es im genannten Falle keinen Vorteil mehr hat, die Rückleitung der Wicklung e an den Schleifringen des Hauptmotor anzuschliessen, sondern soll man lieber diese Rückleitung zu einem Nullpunkt vereinigen, wie in Fig. 6 angegeben.
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Fig. 6 für das gemischte Regelgebiet, wo die Drel1zahlcllarakteristiken teils übersynchron, teils untersynchron verlaufen.
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