AT236512B - Synchrone Verstärkermaschine für Gleichstrom - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Synchrone Verstärkermaschine für Gleichstrom 
Die üblichen Verstärkermaschinen für Gleichstrom, beispielsweise in der Bauform der Amplidyne, sind hinsichtlich ihrer Leistung begrenzt durch den Kollektor, an dem bei grösseren Leistungen   Kommutie-   rungsschwierigkeiten auftreten, die nicht oder nur mit erheblichem Aufwand überwunden werden kön- nen. 



   Die Erfindung betrifft eine synchrone Verstärkermaschine für Gleichstrom. Sie ist dadurch gekenn- zeichnet, dass ausser einem rotierenden Steuerteil ein Statorteil mit einer feststehenden Wicklung vor- handen ist, die an vielen Punkten angezapft ist, wobei diametrale Anzapfungen über gesteuerte Strom- richterelemente, vorzugsweise steuerbare Siliziumzellen, in einem niederohmigen Kurzschlusskreis im Rhythmus der Rotation so verbunden sind, dass ein synchron mit dem Steuerteil umlaufendes Querfeld entsteht, das die Erregung bewirkt.

   Unter Verwendung der erwähnten gesteuerten Stromrichterelemente wird an der Statorwicklung die notwendige Kurzschlussverbindung zeitweise hergestellt und auf diese Weise für die Entstehung eines Querfeldes gesorgt, dass seinerseits als Haupterregerfeld wirkend, in der Statorwicklung eine Spannung hervorruft, die nach Gleichrichtung dem Verbraucherkreis zugeführt wird. Eine Maschine dieser Bauform besitzt keinen Kollektor und ermöglicht dadurch den Übergang zu beträchtlich grösseren Leistungen, als dies bisher der Fall war. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 vereinfacht den Aufbau der Maschine, Fig. 2 die Prinzipschaltung des Gleichstromnutzkreises und des Stromrichtersteuerkreises. 



   Die Maschine nach Fig. 1 besitzt einen Rotor 10, der eine kleine mit Gleichstrom erregte Steuerfeldwicklung 12 und gegebenenfalls eine Kompensationswicklung 13 trägt. Beide Wicklungen 12, 13 sind auf kleinen Steuerpolen 14 des Rotors 10 angebracht. Der Rotor 10 besitzt einen im Vergleich zu den Steuerpolen wesentlich breiteren unbewickelten Rückschluss. Im Stator befindet sich eine Wicklung, die bei dem Beispiel der Fig. 1 als Ringwicklung gezeichnet ist. Diese Ringwicklung ist mit zahlreichen Anschlüssen 1 bis n (Phasen) versehen. Jede dieser Phasen ist, wie in Fig. 2 unter I angedeutet, über zwei umschichtig arbeitende Ventile an die beiden Sammelschienen 15, 16 des Gleichstromnutzkreises angeschlossen, der zu einem nicht dargestellten Verbraucher führt.

   Ausserdem ist jede der Phasen 1 bis n, wie in Fig. 2 unter II dargestellt, ebenfalls in Brückenanordnung mit einem Stromrichterkreis verbunden, der möglichst wenig Widerstand, aber eine Drossel 17 enthält und dessen Ventile gesteuert sind. Die Steuerspannung   für die einzelnen Ventilstrecken ist nicht eingezeichnet :   sie wird zweckmässigerweise aus einem Wechselstromsystem, das sich in Synchronismus mit der Drehung des Rotors 10 befindet, fest oder mit Hilfe eines Drehreglers verstelltbar, abgeleitet. 



   Die Wirkungsweise ist folgende : Die kleine rotierende Steuerfeldwicklung 12 induziert in der Ringwicklung 11 eine Wechselspannung. Die Anordnung ist nun so getroffen, dass die Ventilstrecken des Gleichstromnutzkreises jeweils bei der Spannungsamplitude stromführend sind, während die Ventilstrekken des Stromrichterkurzschlusskreises in der Nähe des Nullwertes der Wechselspannung stromführend sind Das bedeutet folgendes : Sind z. B. die Ventile an den Anzapfungen n/4 und 3 n/4 stromführend, so stellen sie im Stromrichterkreis II eine sehr niederohmige Verbindung über die Drossel 17 her, die sich über die Ringwicklung 11 schliesst, einen starken Strom und ein von ihm erregtes Querfeld, wie bei einer Gleichstromverstärkermaschine, zur Folge hat. Dieses Feld bildet den Hauptfluss und schliesst sich über 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 den unbewickelten Teil des Rotors 10.

   Es ruft die Spannung hervor, die mit entsprechender Phasenverschiebung über die Ventile n und n/2 abgenommen wird und den Nutzgleichstrom im Stromkreis I liefert. 



   Die Steuerfeldwicklung 12 sorgt für die umlaufende Kommutierung und damit für die Weiterschaltung des Hauptflusses, der sich durch den   Rotorkern'schliesst.   Die Steuerspannung für die Ventilstrecke wird. wie schon   erwähnt,   aus einem Wechselstromsystem abgeleitet. Die Impulse für die Steuerung der Stromrichter können unter Umständen direkt oder transformatorisch von der Gesamtwicklung abgeleitet werden. 



   Die Beeinflussung des Generators zum Zweck   der Spannungsregulierung   im   Gleichstromnutzkreis   wird über die Steuerwicklung 12 vorgenommen ; sie kann durch Veränderung der Erregung der Steuerfeldwicklung eingestellt werden. Durch Anbringung der Kompensationswicklung 13 kann die Ankerrückwirkung weitgehend beseitigt werden. 



   Wesentlich für die Erfindung ist also, dass man im Gegensatz zu der üblichen Gleichstromamplidyne jetzt mit dem rotierenden Magnetfeld, das nur die Steuer- und gegebenenfalls die Kompensationswicklung trägt, arbeiten kann und dass man in dem ruhenden Gleichstromteil der Maschine durch Anwendung der Gleichrichter zu sehr viel höheren Spannungen und grösseren Leistungen übergehen kann, als dies bei bekannten Maschinen mit Kollektor der Fall ist. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Synchrone Verstärkermaschine für Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet, dass ausser einem rotierenden Steuerteil (10) ein Statorteil mit einer feststehenden Wicklung (11) vorhanden ist, die an vielen Punkten   (1   bis n) angezapft ist, wobei diametrale Anzapfungen über gesteuerte Stromrichterelemente, vorzugsweise steuerbare Siliziumzellen, in einem niederohmigen Kurzschlusskreis   (II)   im Rhythmus der Rotation so verbunden sind, dass ein synchron mit dem Steuerteil umlaufendes Querfeld entsteht, das die Erregung bewirkt.

Claims (1)

1. 2. Verstärkermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerteil (10) auf kleinen Steuerpolen (11) eine gleichstromerregte Steuerfeldwicklung (12) und gegebenenfalls eine Kompensationswicklung (13) trägt und mit einem im Vergleich zu den Steuerpolen wesentlich breiteren unbewikkelten magnetischen Rückschluss versehen ist.

   3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, d ? ss eine Doppelausnutzung der Wechselstromwicklung vorgesehen ist, in der Weise, dass von jedem Punkt sowohl zu den gesteuerten Stromrichtern des Kurzschlusskreises (II) als auch zu den Stromrichtern desGleichstromnutzkreises (I) eine Verbindung besteht.

   4. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichterelemente des Gleichstromnutzkreises (1) bei der Spannungsamplitude stromführend sind, während die Stromrichterelemente des Kurzschlusskreises (ici) in der Nähe des Nullwertes der Spannungen stromführend sind.

   5. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichter in Brükkenschaltung angeordnet sind.

   6. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Phasen (1 - n) über zwei umschichtig arbeitende Ventile mit den Sammelschienen (15, 16) des Gleichstromnutzkreises (1) verbunden ist.

   7. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem jede der Phasen (l-n) ebenfalls in Brückenschaltung mit dem Stromrichterkurzschlusskreis (II) verbunden ist, der möglichst wenig Widerstand, aber eine Drossel (17) enthält und dessen Ventilstrecken gesteuert sind.

   8. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse für die Steuerung der Stromrichter im Stromrichterkurzschlusskreis (II) direkt oder transformatorisch von der Wechselstromwicklung abgeleitet werden und in der Phase fest oder mittels eines Drehreglers einstellbar sind.