AT151870B - Elektrische Wechselstrom-Synchronmaschine. - Google Patents

Elektrische Wechselstrom-Synchronmaschine.

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AT151870B
AT151870B AT151870DA AT151870B AT 151870 B AT151870 B AT 151870B AT 151870D A AT151870D A AT 151870DA AT 151870 B AT151870 B AT 151870B
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Jacob Dr Ing Lell
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Jacob Dr Ing Lell
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Description


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  Elektrische   Wechselstrom-Synchronmaschine.   



   Die Erfindung bezieht sich auf synehrone Wechselstrommasehinen mit veränderlicher Drehzahl, bei denen ein umlaufendes Magnetfeld in der Umfangsrichtung auf dem Rotor relativ zu diesem im Synchronismus mit dem Statordrehfeld wandert und von Spulen erregt wird, die an die Ankerspulen einer Erregermaschine oder an die Lamellen eines Kollektors angeschlossen sind und bezweckt, die Veränderlichkeit der Drehzahl in möglichst   einfacher Weise, u.   zw. so zu erreichen, dass trotz der Regulierbarkeit der synchrone Charakter der Maschine erhalten bleibt. 



   Es ist eine Anzahl von elektrischen   Wechselstrommasehinen   mit veränderlicher Drehzahl bekannt, die aber nicht einen synchronen, sondern nur einen asynchronen Betrieb ermöglichen oder die nicht mit beliebig einstellbarer Drehzahl, sondern beispielsweise nur mit zwei festen Drehzahlen betrieben werden können. Es sind ferner Maschinen bekannt geworden, bei denen der Kollektor mit seiner umlaufenden Bürstenbrücke in den   Wechselstromkreis   des Ankers gelegt ist und bei denen die Feldmagneten in der   üblichen   Weise erregt werden.

   Diese Maschinen haben jedoch den Nachteil, dass bei den verhältnismässig hohen Stromstärken und Spannungen des Ankers die Ausbildung der   erforderlichen Kollektoren schon bei relativ kleinen Maschinen auf Schwierigkeiten stösst, die mit wachsender Maschinengrösse zunehmen.   



   Es sind auch Maschinen bekannt, die mit einem wechselstromgespeisten Anker und gleichstromgespeisten Feldmagneten ausgerüstet sind, wobei die Wicklung der Feldmagnete in einzelne 
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 über umlaufende, besonders angetriebene Bürsten zugeführt wird und der Antrieb der Bürstenbrücke durch eine besondere Kraftmaschine erfolgt. Insoweit hiebei der Bürstenbrüeke durch den Antriebsmotor eine willkürliche Drehzahl erteilt wird, kann die Maschine unter gar keinen   Umständen   überhaupt in Betrieb kommen, weil zwischen Magnetfeld und Statorfeld kein Synchronismus vorhanden ist. 



   Aber auch dann, wenn die   Bürstenbrüeke   durch ihre Antriebsmasehine genau synchron mit dem Statorfeld angetrieben wird, wenn also die Voraussetzungen für den Synchronismus der beiden Felder erfüllt sind, kann der Rotor eine eindeutig bestimmte Drehzahl nicht annehmen ; denn für die beiden umlaufenden Felder ist es gleiehgültig, ob die Eisenmasse des Rotors stillsteht oder sich gleichsinnig oder gegensinnig, schnell oder langsam dreht. Geht man vom Stillstand des Rotors aus, so liegt ohne besondere Massnahme für diesen überhaupt keine Veranlassung vor. sich in Bewegung zu   setzen. Bei von aussen synchron angetriebener Bürstenbrücke besteht kein Zusammenhang zwischen   synchroner Felddrehzahl und Rotordrehzahl, mithin ist die letztere unbestimmt. 



   Diese Verhältnisse ändern sich grundsätzlich in dem Augenblick, wo der Gesehwindigkeitsunterschied zwischen Rotor und Magnetfeld von der Drehung des Rotors mittels einer veränderlichen Übersetzung eindeutig bestimmt wird. Durch eine Verkopplung des materiellen Rotors mit dem auf ihm wandernden Feld ist es unmöglich gemacht, dass der Rotor eine unbestimmte oder irgendwie beliebige Drehzahl annehmen könnte. 



   Der Zweck der Erfindung wird bei elektrischen   Wechselstrom-Synehronmaschinen,   bei denen ein umlaufendes Magnetfeld in der Umfangsrichtung auf dem Rotor relativ zu diesem im Synchronismus mit dem Statordrehfeld wandert und von Spulen erregt wird, die an die Ankerspulen einer Erregermaschine angeschlossen sind, dadurch erreicht, dass der Anker der   Erregeimasehine   vom Magnetrad der Hauptmaschine getrennt, aber mit dessen Welle starr verbunden angeordnet ist und die Magnet- 

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 feldspulen der Hauptmaschine mit den Spulen des Erregerankers so verbunden sind, dass die Auf- einanderfolge der Magnetfeldspulen und die Aufeinanderfolge der zugeordneten Erregerspulen auf dem Umfang entgegengesetzte Richtung haben (inverse Wicklung). 



   In ähnlicher Weise wird der Erfindungszweck durch Verwendung einer zum Umlauf befähigten Bürstenbrüeke durch inversen Anschluss der Magnetfeldspulen des Rotors an die Lamellen eines Kollektors erreicht, wobei der Kollektor mit dem Magnetrad fest verbunden ist und der Erregerstrom durch die umlaufende Bürstenbrücke zugeführt wird. 



   Die vorliegende Erfindung ergibt eine Maschine, die von den bereits erwähnten Mängeln und   einschränkenden   Besonderheiten der bisher bekanntgewordenen Maschinen frei ist, derart, dass sie sowohl als Generator wie auch als Motor verwendet werden kann ; dass ihre Drehzahl nicht stufenweise, sondern stetig veränderbar ist ; dass irgendeine Labilität der Drehzahl vermieden ist, vielmehr die einmal eingestellte Drehzahl im Motorbetrieb ebenso sicher erhalten bleibt wie bei einer normalen synchronen Drehstrommaschine und beim Generatorenbetrieb die Frequenz des erzeugten Stromes unabhängig ist von der jeweiligen Antriebsdrehzahl, d. h. konstant innerhalb des gesamten Regulierbereiehes der Maschine ; dass der synchrone Charakter der Maschine bei jedem Betrieb erhalten bleibt ;

   und dass ihre Herstellungsmöglichkeit bzw.   Betriebsmogliehkeit   nicht begrenzt ist durch die Grösse der Leistung, sondern dass jede erforderliche   Masehinengrösse   bzw. Maschinenleistung ausführbar bleibt, weil nur der Erregerstrom durch den Kollektor übertragen wird und die umlaufende   Biirsten-   brüeke in Verbindung mit dem Kollektor nicht eine Kommutierungseinrichtung darstellt, sondern einen umlaufenden Schalter. 



   Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird weiterhin der Vorteil erreicht, dass auch bei sehr niedrigen und   veränderlichen   Drehzahlen unmittelbar gekuppelte Maschinen synchronen Charakters verwendet werden können, deren elektrische Ausrüstung in den wesentlichen Teilen für höhere Drehzahlen ausgelegt ist und die im Bedarfsfalle eine Anpassung der Drehzahl an die   Ungleichmässigkeit   der Energiequelle oder des   Energieverbrauchers ermöglichen.   



   In dem so umrissenen Rahmen ergibt sich der Aufbau des Erfindungsgedankens wie folgt :
Es werde zunächst ausgegangen vom normalen gleichstromerregten synchronen Drehstrommotor. Eine   Veränderung   seiner Rotordrehzahl unter Aufrechterhaltung des synchronen Charakters hat offenbar zur Voraussetzung, dass entweder das Wechselstromfeld eine von aussen erzwungene 
 EMI2.1 
 
Drehung zu einer Resultierenden zusammensetzt, die ihrerseits die Rotordrehzahl bestimmt, oder aber dass das Wechselstromfeld völlig unberührt bleibt und das Magnetfeld um den Rotor herum- wandert, u. zw. so, dass die absolute Geschwindigkeit des Magnetfeldes dem Synchronismus entspricht. 



   Die erste der beiden geschilderten Möglichkeiten lässt sich verwirklichen, wenn in den Wechselstromkreis des Ankers ein Kollektor mit umlaufender   Bürstenbrüeke   geschaltet wird, so dass die Drehgeschwindigkeit des Weehselstromfeldes von aussen geändert werden kann. Die Wirkung ist dieselbe wie bei einer   Netzfrequenzänderung   ; die Anordnung hat aber die oben beschriebenen Nachteile und ist insbesondere für grössere Einheiten unbrauchbar. 



   Demgegenüber kann beispielsweise zur Durchführung der zweiten Möglichkeit der Gesehwindigkeitsuntersehied zwischen Rotor und Gleichstromfeld von der Drehung des Rotors mittels einer ver-   änderlichen   Übersetzung eindeutig bestimmt werden. Zu diesem Zweck wird das umlaufende Feld in eine Reihe von in Richtung des Umfanges nebeneinanderliegende Einzelfelder zerlegt, von denen jedes von einer an einen Kollektor mit umlaufender Bürstenbrüeke angeschlossenen Spule erregt ist und wobei die Zufuhr des Erregergleie. hstromes zum umlaufenden Feld mit Hilfe von Schleifringen über die umlaufende   Bürstenbrücke   geschieht, deren Drehung von der Drehung des Rotors unter Zwischenschaltung eines   veränderlichen Übersetzungsgetriebes   hergeleitet ist.

   Diese Anordnung bewirkt, dass die gleiehstromerregten Pole sieh mit einer Drehzahl drehen, die stets dem elektrischen Synchronismus des Wechselstromdrehfeldes entspricht, je nach der gewählten Übersetzung gegenüber dem Rotor aber kleiner, gleich oder grösser sein kann als die Rotordrehzahl. 



   Bei der nach vorstehenden Gesichtspunkten aufgebauten Maschine ist die Wechselwirkung zwischen Magnetfeld und Weehselstromdrehfeld bei jeder Drehzahl genau dieselbe wie bei einer normalen Drehstrommasehine und die so gebaute Maschine kann sowohl als Generator wie auch als Motor betrieben werden. 



   Wie bereits erwähnt, ist die Aufeinanderfolge der Magnetfeldspulen und ihrer Zuleitungen erfindungsgemäss entgegengesetzt (inverse Wicklung). Dabei kann es dahingestellt bleiben, ob der den Magnetspulen zuzuführende Strom von den Spulen einer Erregermasehine (Eigenerregung) oder von den Lamellen eines Kollektors (Fremderregung) unter Zuhilfenahme einer an anderer Stelle noch eingehender zu beschreibenden   Bürstenbrücke   entnommen wird. 



   Bei Erregung der Magnetfeldspulen durch eine besondere   Erregermaschine   (Eigenerregung), bestehend aus Anker und Polrad, ist der Anker etwa neben dem Magnetrad, aber getrennt von diesem auf der Rotorwelle befestigt, während die Drehung des Polrades von der Drehung des Rotors unter Zwischenschaltung eines   veränderlichen   Übersetzungsgetriebes hergeleitet werden kann. Jeder Magnetfeldspule auf dem Magnetrad ist eine mit ihr verbundene Erregerspule auf dem Anker der Erreger- 

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 maschine zugeordnet, so dass bei der Drehung des Polrades unter dem Einfluss des in den Ankerspulen induzierten Stromes ein umlaufendes Feld entsteht. 



   Unter dem Einfluss der inversen Wicklung ist die Drehgesehwindigkeit des Magnetfeldes nicht wie bei der offenen Wicklung nur von der   Dreh Geschwindigkeit   des induzierenden Polrades P oder   - bei Fremderregung-des Zuleitorganes   B allein abhängig, sondern auch von der Drehgesehwindigkeit des Ankers bzw. des Kollektors. Bei Gegenläufigkeit von Erregeranker und Polrad bzw. Kollektor und Bürstenbrüeke setzt sich die Umlaufgeschwindigkeit des Hauptmagnetfeldes zusammen   aus :  
1. Dem Teil, der durch die Drehung von P bzw. B bedingt   ist-Magnetfelddrehrichtung   entgegengesetzt und Drehgesehwindigkeit gleich derjenigen von P oder B. 
 EMI3.1 
 drehrichtung im Sinne von P bzw.   B-Drehgeschwindigkeit   doppelt so gross wie diejenige von P bzw. B. 



   Die voraussetzungsgemäss synchrone Drehgeschwindigkeit des Hauptmagnetfeldes ist also gleich der Summe aus der   Drehgesehwindigkeit   des Polrades bzw. der Bürstenbrücke und aus der doppelten Drehgeschwindigkeit des Ankers bzw. Kollektors, seine Drehrichtung ist gleich derjenigen des Rotors bzw. entgegengesetzt derjenigen des Polrades oder der Bürstenbrücke. 



    Im Falle der Zuführung von Wechselstrom über die Bürstenbrücke ist sinngemäss noch dessen Frequenz zu berücksichtigen.   



   Der Antrieb des Polrades P bzw. der   Bürstenbrücke   B kann auch bei dieser Anordnung auf dem Wege über ein veränderliches Getriebe durch den Rotor selbst erfolgen. Dies ist aber keine unvermeidliche Notwendigkeit mehr ; vielmehr besteht jetzt die   Möglichkeit,   das Polrad bzw. die   Bürstenbrücke   über ein einstellbares Getriebe mittels jeder beliebigen Kraftquelle anzutreiben, denn die Drehzahl des Rotors wird nach der Parallelschaltung wie bei jeder normalen Weehselstrommaschine durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld und dem Ständerfeld der   Hauptmaschine   erhalten. 



   Zum Zwecke der Drehzahlsteigerung des umlaufenden Feldes kann die Anordnung der Spulen des Erregerankers und des Magnetfeldes sowie der Verbindungsleitungen zwischen diesen Spulen in der an Hand der Fig. 1 nachstehend beschriebenen Weise ausgebildet werden. 



   Das Polrad P der Errege. rmaschine induziert in der Wicklung des Ankers A der Erregermaschine Spannung und Strom. Der Anker   A   und das Magnetfeld   ill   der   Hauptmaschine   sind auf der Generatorwelle nebeneinander, aber getrennt, angeordnet und durch die Welle starr miteinander verbunden. Die Ankerwicklung der Erregermaschine besteht aus   Einzelspulen   und ist in so viele Gruppen mit je x Spulen eingeteilt, als Einzelpole auf dem Polrad angeordnet sind. Dem Schema liegt ein Polrad mit drei Polpaaren zugrunde. Demzufolge ist die Ankerwicklung in sechs Gruppen eingeteilt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind im Schema für jede Gruppe nur sechs Spulen und für jede Spule zwei Nuten vorgesehen.

   Je höher die Spulenzahl ist, desto mehr gleichen die nach M übertragenen Pole den induzierenden Polen von   A.   Zwischen der Ankerwicklung der Erregermasehine und dem Magnetfeld der   Hauptmaschine   sind ebensoviele Sammelschienenpaare S angeordnet, als Spulen in einer Gruppe sind und es sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, die Enden der Spulen so mit den Sammelschienen verbunden, dass jeweils alle im selben Induktionszustand befindlichen Spulen auf eine Sammelschiene gehen. Mit diesen Sammelschienen verbunden sind nun die Spulen, die zur 
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   erforderlichenfalls geändert werden durch Antrieb von P im gleichen oder entgegengesetzten Drehsinn von A. Dieser Antrieb kann durch eine beliebige Kraftquelle erfolgen ; er kann auch von der Welle der Hauptmasehine abgeleitet werden.

   Wenn dieser Antrieb über ein Getriebe mit veränderlichem, aber fest einstellbarem Übersetzungsverhältnis erfolgt, so ergibt die Konstruktion eine synchrone I Wechselstrommaschine mit veränderlicher Drehzahl ; denn jede Änderung der Drehzahl von. A lässt sich mittels der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, also durch Änderung der Drehzahl von P, so ausgleichen, dass das Feld 1'1-1 im Synchronismus mit dem Statorfeld umläuft. 



  Umgekehrt kann jede beliebige Drehzahl von A durch Änderung der Drehzahl von P eingestellt werden. 



  Wie auch der Antrieb des Polrades erfolgen mag, so wird immer die einmal synchronisierte Maschine synchron weiterlaufen, genau so wie jede normal gebaute synchrone Weehselstrommaschine ; sie ist sowohl als Generator wie auch als Motor in beiden Drehriehtungen verwendbar. Der Antrieb des Polrades der Erregermaschine, soweit ein solcher vorhanden ist, muss in diesem Falle umkehrbar gemacht werden.

   Wenn das Übersetzungsgetriebe, das zwischen dem Polrad und seiner Antriebsmaschine eingebaut ist, mit so grosser Veränderbarkeit ausgerüstet wird, dass bei stillstehendem Anker A das in M erzeugte Drehfeld mit dem Statorield synchron läuft, so kann nach erfolgter Parallelschaltung die Maschine als Motor ohne Stromstoss in beiden Drehrichtungen dadurch in Gang gebracht werden, dass durch erzwungenes Nacheilen des Feldes M gegenüber dem Ständerdrehfeld der Läufer in Drehung versetzt wird. 



  Dieses Nacheilen kann durch entsprechende Verstellung der Antriebsglieder des Polrades P, beispielsweise durch Axialverschiebung eines schräg geschnittenen Zahnrades, erzwungen werden. 



  Durch Regelung der veränderlichen Übersetzung kann dann die gewünschte Drehzahl eingestellt werden.   
 EMI4.1 
 Polrades P kann ebenso gut als Weehselstromdrehfeld ausgebildet sein ; nur müssen gegebenenfalls Vorkehrungen getroffen werden, die es   ermöglichen,   die Drehzahl des Drehfeldes den diesbezüglichen Erfordernissen der Hauptmaschine anzupassen. 



   Es liegt im Interesse eines möglichst einfachen Aufbaues der Maschine und einer betriebssieheren Ausbildung der zur Drehzahlverstellung erforderlichen Teile, dass die zum Antrieb des Polrades nötige Leistung bzw. die über die Bürstenbrücke von aussen zugeführte Energiemenge so klein als möglich 
 EMI4.2 
 arbeitet. Vielmehr wirkt es auf eine Zwischenerregermaschine, die ihrerseits erst das neue Magnetfeld   M   der Hauptmasehine erzeugt. 



   Zu diesem Zweck werden, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, in einem feststehenden Ständer ein Anker A und daneben, aber getrennt, ein Magnetfeld M1 so angeordnet, dass die Spulen von Al mit den Spulen von Mi invers verbunden sind und dass in der Spulenwicklung Al durch das umlaufende Feld M Spannung und Strom erzeugt werden, das hiedurch in M1 erregte Feld läuft in entgegengesetzter Richtung um wie das induzierende Feld   M.   



   Die Wicklung des   Ankers-Ai   und des Magnetfeldes Mi stimmt sinngemäss mit jener überein, die zu Fig. 1 gegeben worden ist. 



   Zwischen dem im stillstehenden Zwisehenständer entgegengesetzt dem Rotor umlaufenden Feld Mi und der   Ständerwicklung   der Hauptmaschine ist auf der Rotorwelle und mit dieser umlaufend 
 EMI4.3 
 Wieklungsart und ihrer Wirkungsweise gleichfalls dem entsprechen, was zu Fig. 1 ausgeführt worden ist.   Ms   dreht sich im Sinne der Rotorwelle und wirkt auf die   Ständerwicklung   der   Hauptmaschine.   



   Die Energiezufuhr zu der so aufgebauten Maschine erfolgt an drei Stellen : a) Bei der   Polradmaschine   :
1. Zufuhr des Erregerstromes der Pole über die üblichen Schleifringe und mechanischer Antrieb des Polrades,
2. mechanischer Antrieb des Ankers A und des Magnetfeldes M durch die Rotorwelle, 
 EMI4.4 
 
2. mechanischer Antrieb des Kollektors und damit des Magnetfeldes M durch die Rotorwelle,
3. mechanischer Antrieb des Ankers   A   und des Magnetfeldes   Ms   durch die Rotorwelle. 



   Die Bürstenbrüeke und das Magnetfeld M1 drehen sich entgegengesetzt dem Rotor. 



   Der Kollektor sowie die Magnetfelder M und M2 drehen sich im Sinne des Rotors. 



   Die Wicklungen der Erregerfelder und der Magnetfelder können auch als Weehselstromwieklungen ausgebildet werden. 
 EMI4.5 
 Erregerfeldern A, Al und      zu unerwünschten Abmessungen führt, können die Felder A und M bzw. 



  Al und Mi sowie   12 und Mz auch konzentrisch   zueinander angeordnet werden. 

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 EMI5.1 
 konzentrisch angeordnet sind. 



   In Fig. 2 der Zeichnung ist eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispieles der Erfindung bei Anwendung einer   Bürstenbrücke   zur Zuleitung des Erregerstromes dargestellt. Innerhalb des stillstehenden Ankers 1 einer   Synchronmaschine ibt   das Magnetfeld mit den Wicklungen 2 drehbar angeordnet. Auf dem den Wicklungen 2 zugeordneten Kollektor 4 schleifen die an den Bürstenhaltern 3 befestigten Bürsten 5. Zwei Schleifringe 6 und 7 führen den erforderliehen Gleichstrom über Verbindungen   8,   die genannten Bürsten 5 und den Kollektor 4 den Wicklungen 2 des Magnetrades zu. 



  Die Zuleitung des Gleichstromes zu den Schleifringen 6 und 7 liegt bei den Stellen 9 und 10. Mit den Bürstenhaltern   3,   den zugehörigen Armen 12 und dem Ring 13 ist ein Zahnkranz 11 fest verbunden. 



  Mit diesem steht ein Zahnrad 14 eines veränderlichen Getriebes in Eingriff, das anderseits in das Magnetrad eingreift und von diesem angetrieben wird, so dass durch geeignete Einstellung des veränderlichen Getriebes eine bestimmte Relativgeschwindigkeit zwischen den Bürsten 5 und dem Kollektor 4 bzw. dem Magnetrad erreicht werden kann. 
 EMI5.2 
 zwischen Rotor und Bürstenbrücke noch mitbestimmt wird von der Frequenz des zugeführten Wechselstromes und der Anordnung der Magnetfeldspulen. 



   Zum Ingangsetzen der als Motor dienenden Maschine werden folgende Möglichkeiten beschrieben :
Zwischen Rotor und Bürstenbrücke bzw. Polrad wird das grösste in der Maschine vorhandene Übersetzungsverhältnis eingestellt. Durch eine besondere Anwurfmaschine wird dann der Rotor auf diejenige Drehzahl gebracht, bei der unter dem   Einfluss   der erwähnten Übersetzung die   Bürstenbrücke   bzw. das Polrad synchron mit dem Wechselstromdrehfeld läuft. Nunmehr werden die Feldmagnete erregt und es kann jetzt die   Weehselstromwicklung   ans Netz gelegt werden, ohne dass ein schädlicher Stromstoss in diesem entsteht. Nach Abschalten der   Anwurfmasehine   läuft die Maschine als Motor mit ihrer geringsten Drehzahl und es kann dann die Übersetzung zwischen   Bürstenbrucke   bzw.

   Polrad und Rotor allmählich so geändert werden, bis der Rotor irgendeine gewünschte Drehzahl erreicht hat. 



   Ein anderer Weg ergibt sich durch die Verwendung einer Synchronmaschine, die auf die Bürsten- brücke bzw. das Polrad wirkt, wobei zunächst das Übersetzungsgetriebe zwischen dieser und dem
Rotor noch nicht eingeschaltet ist. 



   Mittels des Synchronmotor wird die Bürstenbrücke bzw. das Polrad auf synchrone Drehzahl gebracht ; dann werden die Feldmagnete erregt und die Wechselstromwicklung ans Netz gelegt. Wechsel- stromfeld und Magnetfeld laufen nun, ohne dass von ersterem ein Drehmoment auf das letztere ausgeübt wird, vollständig synchron. Erfährt nun der Synehronmotor, dessen Leistung an sich grösser sein muss, als dies zum Antrieb der   Bürstenbrücke   bzw. des Polrades allein erforderlich wäre, eine zusätzliche Belastung, so läuft er zwar synchron weiter ; es tritt aber zwischen seinem Wechselstromfeld und seinem Magnetfeld diejenige Nacheilung ein, die dem jetzt vom Motor verlangten grösseren Drehmoment entspricht, d. h. sein Rotor ist gegenüber seinem Wechselstromfeld um ein geringes Mass zurückgeblieben.

   In demselben Verhältnis wird hiedurch in der grossen Maschine das Magnetfeld hinter dem Wechselstromfeld   zurückbleiben   und das letztere übt jetzt ein Drehmoment auf das Magnetfeld aus und setzt den Rotor in Bewegung. Sobald nun diejenige Rotordrehzahl erreicht ist, die dem vorher schon eingestellten stärksten Übersetzungsverhältnis zwischen Rotor und Bürstenbrücke bzw. 



  Polrad entspricht, wird die Kupplung zwischen Übersetzungsgetriebe und   Bürstenbrücke   bzw. Polrad eingeschaltet und der Hilfssynchronmotor kann nunmehr ausgeschaltet werden. Schliesslich wird die betrieblich gewünschte Drehzahl mittels des   veränderlichen Übersetzungsgetriebes   hergestellt. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Wechselstrom-Synchronmaschine, bei welel. er ein umlaufendes Magnetfeld in der Umfangsrichtung auf dem Rotor relativ zu diesem im Synchronismus mit dem Statordrehfeld wandert und von Spulen (Magnetfeldspulen) erregt wird, die an die Ankerspulen einer Erregermasehine angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker der   Erregelmaschine   vom Magnetrad der Hauptmaschine getrennt, aber mit dessen Welle starr verbunden angeordnet ist und die Magnetfeldspulen der Hauptmaschine mit den Spulen des Erregerankers so verbunden sind, dass die Aufeinanderfolge der Magnetfeldspulen und die Aufeinanderfolge der zugeordneten Erregerspulen auf dem Umfang entgegengesetzte Richtung haben (inverse Wicklung). 



   2. Elektrische Wechselstrom-Synchronmaschine, bei welcher ein umlaufendes Magnetfeld in der Umfangsrichtung auf dem Rotor relativ zu diesem im Synchronismus mit dem Statordrehfeld wandert und von Spulen (Magnetfeldspulen) erregt wird, die an die Lamellen eines Kollektors invers angeschlossen sind, der mit dem Magnetrad fest verbunden ist und dem der Erregerstrom durch eine Bürstenbrücke zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass diese   Bürstenbrücke   zum Umlauf befähigt ist.

Claims (1)

  1. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem umlaufenden Magnetfeld über die Bürstenbrücke Wechselstrom zugeführt wird. <Desc/Clms Page number 6> 4. Maschine nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Polrades der Erregermaschine von einer besonderen Kraftquelle aus erfolgt. EMI6.1 von der Rotorwelle aus zwangläufig angetrieben wird.
    6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Polrades über ein veränderliches, aber fest einstellbares Übersetzungsgetriebe erfolgt.
    7. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Bürstenbrücke von einer besonderen Kraftquelle aus erfolgt.
    8. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenbmcke von der Rotorwelle aus zwangläufig angetrieben wird.
    9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Bürstenbrücke über ein veränderliches, aber fest einstellbares Übersetzungsgetriebe erfolgt.
    10. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen EMI6.2 stärkung des Erregerstromes dienende Zwischenerregermaschine angeordnet ist, die aus zwei feststehenden und zwei mit der Rotorwelle umlaufenden Spulensystemen besteht, wobei die beiden feststehenden-und desgleichen die beiden umlaufenden-Spulensysteme miteinander so verbunden sind, dass sie eine im Sinne des Anspruches 1 inverse Wicklung bilden.
    11. Maschine nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrad der Erregermaschine stillsteht.
    12. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrad der Erregermasehine bzw. die Bürstenbrücke so ausgerüstet ist, dass die Netzfrequenz bei einer gegebenen Drehzahl des Läufers der Hauptmaschine oder diese Drehzahl bei Netzfrequenz erreicht wird.
    13. Maschine nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderbarkeit der Drehzahl so gross ist, dass auch bei stillstehendem Läufer der Hauptmasehine der Synchronismus EMI6.3 15. Verfahren zum Betrieb von elektrischen Wechselstrom-Synchronmaschinen nach Anspruch 1, für niedrige und für veränderliche Betriebsdrehzahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die synchrone Geschwindigkeit des umlaufenden Magnetfeldes aus der algebraischen Summe von zwei Geschwindig- keiten gebildet wird, deren eine mittels eines veränderlichen Getriebes nach Belieben eingestellt werden kann, während die andere sich selbst so einstellt, dass die Summe beider Geschwindigkeiten dem Synchronismus entspricht.
    16. Verfahren zum Betrieb von elektrischen Wechselstrom-Synchronmaschinen nach Anspruch 2, für niedrige und für veränderliche Betriebsdrebzahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die synchrone Geschwindigkeit des umlaufenden Magnetfeldes aus der algebraischen Summe von zwei Geschwindig- keiten gebildet wird, deren eine mittels eines veränderlichen Getriebes nach Belieben eingestellt werden kann, während die andere sieh selbst so einstellt, dass die Summe beider Geschwindigkeiten dem Synchronismus entspricht.
    17. Verfahren zur Inbetriebsetzung einer elektrischen Wechselstrom-Synchronmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem das Polrad der Erregermaschine bzw. die Bürstenbrüeke zunächst durch eine vorzugsweise in beiden Drehrichtungen betriebsfähige Antriebsmaschine, z. B. einen Anwurfmotor, auf eine Drehzahl gebracht wird, bei der das Magnetfeld der Hauptmaschine die dem Statordrehfeld entsprechende synchrone Geschwindigkeit erreicht, nach Anlegen der Statorwicklung an das Netz die Geschwindigkeit des Polrades der Erregermaschine bzw. der Bürstenbrüeke allmählich bis zu jenem Betrag ermässigt wird, bei dem der Läufer der Hauptmaschine mit der gewünschten Drehzahl läuft.
    18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrad der Erregermaschine bzw. die Bürstenbrücke zunächst bei stillstehendem Läufer der Hauptmaschine mit einer dem Statordrehfeld entsprechenden synchronen Drehzahl angetrieben wird.
AT151870D 1935-01-26 1935-08-03 Elektrische Wechselstrom-Synchronmaschine. AT151870B (de)

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