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Induktionsreglersehaltung zur Regelung der Spannung und Phasenverschiebung bei beliebiger
Phasenzahl.
Gegenstand der Erfindung ist ein Induktionsregler für Mehrphasenstrom, insbesondere zur Drehzahlregelung von Kommutatormotoren und zum Spannungsausgleich.
Induktionsregler für Drehstrom, bestehend aus je zwei Stator-und Rotorwicklungen, die gegenseitig verdrehbar angeordnet sind und zur beliebigen Änderung der Grösse und Phase der Spannung dienen, sind bereits bekannt ; doch eignen sich solche Induktionsregler nicht für alle Verwendungszwecke, wie z. B. zur Drehzahlregelung von Kollektormotoren, bei welchen Magnetisierungsstrom zur Kompensation des Blindstromes in jeder Stellung des Reglers dem Motor zugeleitet werden muss, was bei den bekannten Induktionsreglern nicht ohne weiteres erzielt werden konnte.
Wenn sich nämlich der Induktionregler in seiner Nullstellung befindet, wo sich die induzierten Spannungen vollkommen oder nahezu gänzlich gegenseitig aufheben, liefert der Regler kein oder nur einen zu kleinen Kompensationsstrom, wodurch die Phasenverschiebung an den Klemmen des regulierten Motors in dieser Stellung des Reglers sehr ungünstige Werte aufweisen kann. Da aber eine vollkommene Kompensation unter allen Umständen stattfinden soll, also auch in der Nullstellung des Reglers, so sind die gewöhnlichen Induktionsregler in vielen Fällen unbrauchbar, insbesondere wo es sich um Herstellung einer Phasenverschiebung in der Nähe des Synchronismus handelt.
Auch können solche Induktionsregler für Mehrphasenstrom nicht ohne weiteres zum Spannungsausgleich verwendet werden, da, falls die Primärwicklungen des Reglers von der regulierten Seite aus gespeist werden, eine Phasenverschiebung des Stromes eintreten kann, was z. B. beim Parallelbetrieb von Transformatoren eine normale Arbeit ausser Frage stellt.
Die Anordnungen nach der Erfindung beseitigen alle diese Nachteile und ermöglichen eine einwandfreie Wirkung des Reglers.
Auf der Zeichnung sind drei Schaltungen des Reglers nach der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 und 2 veranschaulichen die Schaltung des Reglers für Drehzahlregelung von Kommutatormotoren, während Fig. 3 die Anordnung zum Spannungsausgleieh darstellt. Die Schaltungen veranschaulichen nur eine Phase des Reglers. In bekannter Weise sind die Phasenwieklungen Ra und R4 der zwei miteinander starr gekuppelten Rotoren des Induktionsreglers in Serie und seine Statorwicklungen 81 und 82 parallel geschaltet, wobei die durch die Primärwicklungen erzeugten Drehfelder in entgegengesetzter Richtung rotieren. Durch ein Verdrehen der beiden Rotoren wird eine Spannungsregelung des Sekundärstromes erzielt, ohne jedoch eine Phasenverschiebung zu verursachen ; diese wird durch ein Verdrehen einer der Primärwicklungen, z.
B. der Wicklung 82, erzielt, welche, um die Spannung-
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diese bekannte Anordnung kann jede willkürliche Phasenverschiebung des Sekundärstromes erzielt werden.
Wenn sich die Sekundärwicklungen Ra und R4 in der auf Fig. 1 veranschaulichten Stellung befinden, heben sich die induzierten Ströme gegenseitig auf, so dass die Sekundärwicklung vollkommen ausgeschaltet werden kann, um die durch den ohmschen Spannungsabfall und die induktive Belastung entstandenen Verluste zu vermeiden. Die Ausschaltung der Rotorwicklung erfolgt, indem der Kurzschliesser 6, welcher einerseits aus den auf den Schleifringen ausgebildeten Ansätzen 7 und anderseits aus den kurzgeschlossenen Bürsten besteht, in Tätigkeit tritt und die beiden Rotorwicklungen in der veranschaulichten Stellung aus dem Stromkreise ausschaltet.
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Soll nun der Induktionsregler zur Drehzahlregelung von Kollektormotoren verwendet werden, so wird in der Stellung, in welcher die in den Sekundärwicklungen induzierten Spannungen sich wesentlich aufheben und die Wicklungen kurzgeschlossen sind, keine Spannung dem Kollektor zugeführt. Da aber auch in dieser Stellung der Blindstrom kompensiert werden muss, so lagert man eine Zusatzwicklung Vi in einer bestimmten Phasenstellung in gemeinsamen Nuten mit der Hauptwicklung des unbe-
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die Kompensation stattfinden kann.
Der gleiche Effekt kann auch durch Verwendung eines weiteren Hilfsinduktionsreglers 8s-Rs, wie in Fig. 2 veranschaulicht, erzielt werden, dessen Rotor % aus einem der Rotoren, z. B. R4, gespeist wird und dessen Stator 8s zwecks willkürlicher Einstellung des Kompensationsstromes bei Verwendung eines Sechsphasensystems drehbar gelagert ist.
Der Rotor jssg ist mit den Hauptrotoren JRg und R4 des doppelt wirkenden Induktionsreglers mechanisch fest verbunden, seine Wicklung konstant aus einer der Sekundärwicklungen des Hauptinduktionsreglers erregt, und sein Stator 8s ist dann in Serie in den Sekundärstromkreis XYZ hinter dem Kurzschliesser 6 geschaltet, so dass sich in der Nullstellung, die Fig. 2 veranschaulicht, der drehbare Stator 8s des Hilfsreglers in dem Sekundärstromlaeis des Kollektormotors befindet und den Magnetisierungsstrom zur Kompensation liefert. Durch diese Vorrichtung ist die Möglichkeit gegeben, die Phasenverschiebung (cos tf) selbst in der Nähe des Synchronismus willkürlich einzustellen.
Bei Verwendung dieses Induktionsreglers zum Spannungsausgleieh werden. die Anfänge und Enden der hintereinander geschalteten Rotorwicklungen laut Fig. 3 herausgeführt und in gleicher Phasenfolge an eines der Stromnetze, z. B. an der Schwankungen aufweisenden Seite RST1, an die Schleifringe K4 angeschlossen, und von den Schleifringen K5 wird die resultierende Spannung STR2 entnommen, wobei die Statoren 81 und 82 von der regulierten Seite aus gespeist werden, ohne dass eine Phasenverschiebung des Stromes durch Streuung erfolgen kann, welcher Umstand von besonderer Wichtigkeit beim Parallelbetrieb von Transformatoren ist. In diesem Falle kann der Spannungsausgleich auch automatisch mit Hilfe eines Spannungsrelais vorgenommen werden, welches den die Verdrehung des beschriebenen Induktionsreglers vornehmenden Servomotor einschaltet.
Gemäss Fig. 3 sind sechs Enden der beiden Rotorwicklungen jssg und R4 herausgeführt, und davon sind drei an die Schleifringe K4 und drei an die Schleifringe Ks angeschlossen. Diese beiden Schleifringsätze sind mit Ansätzen 7 versehen, welche wie früher in der Nullstellung des Induktionsreglers die Überbrückung der Rotorwicklung ermöglichen, so dass die ohmschen Verluste im Rotor vermieden werden oder aber der Induktionsregler vom Netz abgeschaltet werden kann.
Die Bürsten oder Kontakte 6 sind in diesem Falle zwischen die Schleifringe K4 und Ks der korrespondierenden Phasenfolge geschaltet, so dass in der Nullstellung des Induktionsreglers, wo die induzierten Spannungen in den Rotorwicklungen des Hauptreglers gegenseitig annuliert werden, auch diese Sekundärwicklungen in jeder Phase selbsttätig kurzgeschlossen werden, was zusätzliche ohmsche und induktive Verluste ausschliesst.
PATENT-ANSPRÜCHE:
1. Schaltung für Induktionsregler beliebiger Phasenzahl zur Regelung der Spannung und Phasenverschiebung, bestehend aus zwei relativ zueinander verdrehbaren Statoren, deren Wicklungen so parallelgeschaltet sind, dass ihre Drehfelder in entgegengesetztem Sinn umlaufen, und aus zwei mit-oder gegeneinander verdrehbaren Rotoren, deren Wicklungen in Serie geschaltet sind, gekennzeichnet durch eine Kurzschliessvorrichtung (6, 7), welche bei einer resultierenden Rotorpsannung gleich oder ungefähr gleich Null die beiden Rotorwicklungen kurzschliesst.