<Desc/Clms Page number 1>
Asynchrone Erregermaschine für synchrone und asynchrone Wechselstromerzeuger.
Vorliegende Erfindung betrifft eine Erregermaschine für asynchrone sowie für synchrone Wechselstrommaschinen, welche die gleichen Vorteile wie die bekannten Erregermaschinen von Boucherot und Leblanc besitzt. Die neue Erregermaschine besteht aus einem gewöhnlichen Gleichstromdynamoanker R mit dem Kommutator und einem Ständer S, der ebenfalls eine den Gleichstromankerwicklungen entsprechende Wicklung mit Kollektor besitzt.
Auf dem Kollektor des umlaufenden Ankers R schleifen zur Abnahme des Erregerstromes für den Generator gleichweit voneinander abstehende feste Schleifbürsten (A, B, ( ! in Fig. 1), während dem feststehenden Induktorkollektor mittels gleichweit voneinander abstehender Bürsten (ss, b, c in Fig. l), weiche synchron mit der Welle der zu erregenden Wechselstrommaschine gedreht werden, erregender Strom zugeführt wird.
EMI1.1
sind, dass sie selbst als Kollektoren dienen können. Der Anker R wird mit einer beliebigen, jedoch wesentlich unveränderlichen Geschwindigkeit angetrieben, welche verschieden sein kann von der des zu erregenden Generators.
Die beweglichen Schleifbürsten a, b, c werden übereinstimmend mit der Welle der Wechselstromerzeugermaschine umgedreht. Würde allgemein 2 P die Polzahl der Wechselstromerzeugermaschine und 2 die des Ständerkollektors der Erregermaschine bezeichnen, so muss man zwischen der Welle der Wechsel-
EMI1.2
Annahme eines für Drehstrom gewickelten Läufers L wird der Erregerstrom von den drei Bürsten A, B, C der Erregermaschine geliefert. Den umlaufenden Schleifbürsten a, b, c der Erregermaschine werden dem von der Wechselstrom maschine gespeisten Leistungsnetze entnommene Ströme zugeführt.
Bezeichnet bei einem zweipoligen Generator und zweipoliger Erregermaschine N die
EMI1.3
Unterschied N-. N1 gemessen. Dann müssen die in den Läufer der Wechselstrommaschine einzuführenden Ströme dio Wechselzahl N-N1 haben.
Die dem Leitungsnetze it entnommenen und den Schleifbürston a, b, c zugeführten mehrphasigen Ströme würden, falls die Bürsten festständen, ein mit der Geschwindigkeit N umlaufendes Induktorfeld erzeugen. Lässt man aber die Schleifbürsten a, b, c mit der Ge- schwindigkeit JV im entgegengesetzten Sinne dieses Feldes umlaufen, so beträgt die Ge- schwindigkeit des Induktorfeldes im Raume N-JVj.
Mithin erhalten die im Anker R der Erregermaschine induzierten Ströme, gleichviel, wie gross die Umlaufgeschwindigkeit des letzteren ist, die Wechselzahl jV- und sind zur Speisung des Läufers I., der Wechsel- strommaschine geeignet.
<Desc/Clms Page number 2>
Der Ständer S. der Erregermaschine empfängt die Ströme vom Leitungsnetze n entweder Über Nebenschlusstransformatoren oder über Serientransformatoren oder in beiden Anordnungen zugleich.
Fig. 2 veranschaulicht eine bekannte Schaltung der Transformatoren.
Unter der Annahme, dass die Wechselstromerzeugermaschine mit unveränderlicher Geschwindigkeit angetrieben wird, kann die Erregung des Ständers S so geregelt werden, dass die Spannung der Wechselstrommaschine selbsttätig unverändert erhalten bleibt, gleichviel, wie gross die Induktionsbelastung oder die induktionsfreie Belastung der Wechselstrommaschine ist.
Bei einer synchronlaufenden Wechselstrommaschine vermindert sich die Anzahl der Ringe zur Zuführung des Erregerstromes auf zwei, d. h. der Anker der Erregermaschine gibt Gleichstrom ab, denn in diesem Falle ist JV==j\ und das Feld im Ständer der Erregermaschine bleibt feststehend im Eisen. Die Fig. 3 zeigt diese Anordnung in der Anwendung auf eine Einphàsensynchronmaschine.
In diesem letzten Fall müssen zur Erzeugung des Erregerfeldes ausser den Schleifbürsten a, b, welche den Strom dem Leitungsnetze n entnehmen und in den Ständer S der Erregermaschine einführen, noch um 900 von den Schleifbürsten a, b abstehende, ebenfalls umlaufende Schleifbürsten e, f angeordnet werden, welche untereinander kurz geschlossen sind. Diese Kurzschlussbürsten werden gebraucht, damit die Selbstinduktion in der Ständerwicklung der Erregermaschine verschwindet und damit die Kommutation verbessert wird.
Die Speisung des Ständers S erfolgt über Transformatoren, deren Leistung 1/1000 derjenigen der Wechselstrommaschine nicht überschreitet. In allen Fällen fällt also der Kollektor des Ständers S sehr klein aus und ist die Kommutierung des zugeführten Wechselstromes ganz unbedenklich.
Unabhängig von der Polzahl 2 p des Feldes der Erregermaschine kann der Kollektor des Ständers mit geeigneten Mordeyverbindungen eine beliebige Polzahl haben. Man könnte ihn übrigens stets zweipolig machen, wenn nur die beweglichen Schleifbürsten p mal schneller in Umdrehung versetzt würden. Offenbar kann dieser Kollektor bei Anwendung hinreichend langer Verbindungsdrähte-vom Ständer der Erregermaschine entfernt in die Höhe der Ankerwelle der Wechselstrommaschine gesetzt und die Bürsten A, B mit dieser gekuppelt werden. Dabei ist zu beachten, dass der Teil, welcher übereinstimmend mit der Welle der Wechselstrom maschine umgetrieben werden muss, nur ein bewegliches Schleifbürstengestell von sehr schwachem Durchmesser zu sein braucht und dass die in der Nähe der Welle der Wechselstrommaschine anzubringenden Teile sich auf einen sehr kleinen Kollektor beschränken.
Ein Vorteil der Erregermaschine nach vorliegender Erfindung ist auch der, dass die Erregermascbine, ohne Rücksicht auf die Umdrehungszahl, für welche sie gebaut werden soll, eine beliebige kleine Polanzahl erhalten kann. Daraus ergibt sich, dass der Anker mit sehr kleinen Wechselzahlen arbeiten kann, so dass man einen Kollektor mit einer grossen Anzahl von Segmenten für jeden Pol bauen kann. Für eine gegebene zwischen den Schleifbürsten A, B, C zu entwickelnde Spannung erhält man daher nur einen geringen Spannungsunterschied zwischen zwei benachbarten Lamellen und die Kommutierung an dem Anker R wird dadurch sehr erleichtert.