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Elektrische Maschine
Bei elektrischen Antrieben, insbesondere Leonardantrieben, ist in gewissen Fällen eine stufenlose Regelung der Spannung des Steuergenerators bzw. der Drehzahl des Antriebsmotors erforderlich. In solchen Fällen kann mit Vorteil als Erreger-oder Hilfserregermaschine eine Maschine verwendet werden, deren Spannung durch Bürstenverschiebung geregelt wird, bei der also die abgegebene Spannung durch Verstellen der Bürsten längs des Kommutatorumfangs stetig in ihrem Wert verändert wird. In diesem Fall ist in der Maschine in besonders zweckentsprechender Form Steuerapparat und Erregeroder Hilfserregermaschine vereinigt ; wird sie zugleich als Umformer ausgebildet, so entfällt ein eigener Antriebsmotor, und sie kann unmittelbar ohne Anlasswiderstand ans Netz angeschlossen werden.
Ist eine Regelung von einem positiven
Spannungsbereich uber Spannung Null in den negativen Bereich und umgekehrt gefordert, so hat die Praxis gezeigt, dass es fur den Bedienenden eine bedeutende Erleichterung und
Sicherheit bedeutet, wenn der Spannungsnull- durchgang besonders ausgeprägt ist, d. h. an der
Stelle des Spannungsnulldurchgangs deutlich eine Art Haltepunkt in der Regelung zu er- kennen ist. Dies kann dadurch erzielt werden,
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schine mit zugehörigem, von Polfonn und Bürstenstellung 2 abhängigem Spannungsverlauf 3 wiedergegeben. Die Polausnehmung 4, die eine fast feldfreie Zone darstellt, bedingt (wegen der nicht ganz vermeidbaren Streuung) nur ein schwaches Ansteigen der Spannung beiderseits des Spannungsnulldurchgangs.
Erst ausserhalb der Polausnehmung 4 steigt die durch die verstellbaren Bürsten abgegriffene Spannung wieder wesentlich steiler an. Damit ist für den Bedienenden der Spannungsnulldurchgang deutlich wahrnehmbar ausgeprägt, wodurch für die Regelung eine wesentliche und wichtige Stütze erhalten wird. Die eisenfreie Zone innerhalb der Pole kann auch auf irgendeine andere entsprechende Weise erhalten werden, z. B. durch spaltpolartige Ausführung der Pole. Sind die Nuten des Läufers der Maschine in bekannter Weise zwecks möglichst stetigen Verlaufs der Regelspannung geschrägt, so ist auch die eisenfreie Zone innerhalb der Pole in dieser Schrägung auszuführen, um die richtigen magnetischen Verhältnisse zu gewährleisten.
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Abnahme der Regelspannung bestimmten verschiebbaren Bürsten, an die die Erregerwicklung 5, z.
B. eines Steuergenerators eines Leonardantriebes, angeschlossen ist. Ein zweites festes Bürstenpaar 6 dient zur Zuführung des Motorstroms aus dem Netz. 7 ist die Nebenschlusserregung der Maschine.
Um störende Feldeinflüsse vor allem durch den Motorleerlaufstrom im Bereich des Spannungsnulldurchgangs zu beseitigen und damit diesen in der gewünschten Weise örtlich festzulegen, ist die Kompensationswicklung 8 vorgesehen, die unter Vorschaltung eines entsprechenden Widerstandes 12 im Nebenschluss an die Motorklemmenspannung der Maschine angeschlossen ist, also, abgesehen von Schwankungen der Netzspannung, im wesentlichen konstant erregt ist.
Sie könnte daher auch ummittelbar an eine besondere Spannungsquelle mit konstanter Spannung, z. B. an eine Battene, angeschlossen sein. Diese
Kompensation ist so bemessen, dass sie das vom Motorleerlaufstrom erzeugte Feld im wesentlichen aufhebt und dadurch dessen störenden Einfluss beseitigt.
Um weitere unerwünschte Beeinflussungen im
Spannungsnulldurchgangsbereich auszuschalten, kann eine weitere Kompensationswicklung vor- gesehen werden, die alle magnetischen Störungen im Bereich des Spannungsnulldurchgangs un- mittelbar am Ort selbst erfasst. Diese Kom- pensationswicklung kann mit Vorteil an feste, in der Spannungsnullstellung stehende Hilfs- bürsten angeschlossen sein, so dass sie einer un- erwünschten Spannungsbildung an diesen Bürsten, d. h. also im Nullspannungsbereich, entgegenwirkt.
In Fig. 3 ist eine entsprechende Ausführung- form einer Regelmaschine nach der Erfindung wiedergegeben, die beide Kompensations- möglichkeiten aufweist. Die erfindungsgemäss mit in der Mitte ausgenommenen Polen 1 versehene Maschine hat drei Bürstenpaare, u. zw. das verschiebbare Bürstenpaar 3 zur Abnahme der Regelspannung, das feste Bürstenpaar 6 zur Zuführung des Motorstroms und ein Hilfsbürstenpaar 10, das ebenfalls feststeht und in der Zone des Spannungsnulldurchgangs angeordnet ist. Die konstant erregte Kompensationswicklung 8 liegt in diesem Fall in Reihe mit der Nebenschlusserregerwicklung 7, wodurch ein eigener Vorschaltwiderstand für die Kompensationswicklung entfallen kann. An das Hilfsbürstenpaar 10 ist die zweite Kompensationswicklung 11 angeschlossen.
Durch die festen Bürsten 10 werden alle störenden Feldeinflüsse an Ort und Stelle erfasst und durch die an diese Bürsten an- geschlossene Kompensationswicklung beseitigt. Die Kompensationswicklung kann so wie die Kompensationswicklung 8 wegen ihres geringen Umfangs gleichfalls in der Polausnehmung selbst untergebracht werden.
Es wird nicht immer nötig sein, zwei Kom- pengationswicklungen vorzusehen. Besonders wenn die Regelmaschine lediglich als Stromerzeuger ausgebildet ist und durch einen eigenen Motor angetrieben wird, wird man im allgemeinen von der Anordnung einer konstant erregten Kompensationswicldung absehen können und sich auf eine einzige Kompensationswicklung beschränken können, die unmittelbar nur von Feldeinflüssen im Nullspannungsbereich selbst abhängig ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Maschine mit Spannungsregelung durch Bürstenverschiebung, insbesondere Erreger- oder Hilfserregermaschine für stufen10s geregelte Leonardantriebe, dadurch gekennzeichnet, dass in jenen Feldbereichen der Maschine, in denen sich die durch die Bürsten kurzge- schlossenen Leiter beim Spannungsnulldurchgang befinden, eisenfreie Zonen, vorzugsweise nuten- artige Ausnehmungen, in den Erregerpolen der
Maschine vorgesehen sind.