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Kombinierte Haupt-und Hilfserregermaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Haupt- und Hilfserregermaschine, die aus einer Aussenpol-Synchron-Haupterregermaschine mit im Ständer verteilter Erregerwicklung und ein-oder mehrphasiger Arbeitswicklung im Rotor und eingeschachteltem Mittelfrequenzgenerator in Gleichpolbauart als Hilfserregermaschine besteht.
Die bisher gebauten bzw. in ihrer Konstruktion bekanntgewordenen Wechselstrom-Erregermaschinen wurden entweder über Spannungsumsetzter mit oder ohne Stütztransformator von der Primärseite des Hautgenerators oder, um die Anlage von ändern Stromquellen unabhängig zu machen, von einer angebauten Hilfserregermaschine unter Zwischenschaltung eines Reglers erregt. Abgesehen von der erstangeführten Erregungsart wird bei Ausrüstung des Aggregates mit Hilfserregermaschinen die Baulänge des Maschinensatzes vergrössert ; für Generatoren mit zwei Wellenenden muss ausserdem der Durchmesser des Hilfsgenerators unverhältnismässig gross gewählt werden. Man wird bei Neuschöpfungen auch trachten, keine Schleifringe bzw. Kommutatoren vorsehen zu müssen, da diese Bauelemente störanfällig sind und daher leicht zu überwachen sein müssen.
Aus Patentschriften sind verschiedene Maschinenkombinationen bekanntgeworden, beispielsweise aus der österr. Patentschrift Nr. 246845 eine Synchronmaschine mit Selbsterregung, bei welcher die Hilfswicklung in den Nuten, die der doppelten Hauptpolzahl oder einem Vielfachen davon entsprechen, angeordnet ist und Schleifringe für die übertragung der Erregerenergie auf das Polrad der Hauptmaschine erforderlich sind. In der deutschen Auslegeschrift 1105981 ist beispielsweise eine
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Spannungen durch Modulation sowohl des magnetischen Haupt-und auch des überlagerten Hilfsflusses mittels eines gezahnten Rotors erfolgt. Auch in diesem Fall ist zur Polradspeisung eines Innenpolgenerators die Anbringung von Schleifringen notwendig.
Die erfindungsgemässe kombinierte Haupt-und Hilfserregermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Ständer als auch das Rotorblechpaket aus zwei gleichen Teilen besteht, die beiden Teile jeweils räumlich so distanziert sind, dass dazwischen die Anbringung einer Erreger-Ringspule bzw. verteilt angebrachte Permanentmagnete für den Gleichpol-Mittelfrequenzgenerator möglich ist, die beiden Ständerteilpakete die verteilte Erregerwicklung für die Aussenpol-Synchronmaschine und die Arbeitswicklung für den Mittelfrequenzgenerator tragen und im Rotor in offenen Nuten die ein-oder mehrphasige Arbeitswicklung der Haupterregermaschine eingebaut ist.
Werden für die Grunderregung des Gleichpol-Mittelfrequenzgenerators Permanentmagnete vorgesehen, dann ist darauf zu achten, dass das Ständerjoch aus nicht magnetisierbarem Material hergestellt wird.
Die Erfindung wird nun an Hand eines in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Fig. 1 und 2 zeigen den Aufbau der erfindungsgemässen kombinierten Haupt-und Hilfserregermaschine im Axialschnitt und einem Schnitt in der Rotorsymmetrieebene.
Es wird die an sich bekannte Bauweise der Aussenpol-Synchronmaschine für die
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Haupterregermaschine mit verteilter Erregerwicklung --7-- im Ständer und ein-oder mehrphasiger Arbeitswicklung--9--im Rotor weitgehend beibehalten. Das Ständer-und Rotorblechpaket wird jedoch axial in der Mitte geteilt, Ständerblechpakete--2 und 2a--, Rotorblechpakete-3 und 3a--, und beide Hälften räumlich distanziert. Dies deshalb, damit eine Ringspule--6--für die Erreger der eingeschachtelten Mittelfrequenzmaschine in an sich bekannter Gleichpolart angeordnet und der Streufluss klein gehalten werden kann.
In den Ständerteilpaketen sind die Nuten für die Aufnahme
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--7-- vorhandenGleichfluss--14--der die linken Pakethälften (--3a-Luftspalt-2a-), das Ständerjoch-l-- oder Permanentmagnet--5--, die rechten Pakethälften (--2-Luftspalt-3--) sowie das
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--8-- eineMittelfrequenzspannung wird gleichgerichtet und über einen Spannungsregler der verteilten Erregerwicklung --7-- zugeführt und damit der Hauptfluss--13--erzeugt. Durch diesen Hauptfluss - wird in der Arbeitswicklung --9-- eine niederfrequente Spannung induziert, die über Dioden--10--die Polradwicklung des Hauptgenerators speist.
Was die Erregung der eingeschachtelten Mittelfrequenzmaschine betrifft, so bestehen hiefür drei Möglichkeiten : a) Nebenschlussschaltung der Ringspule--6-- ; nach der Gleichrichtung der Mittelfrequenzspannung für die Erregung der Haupterregermaschine wird ein Teil des Gleichstromes über einen Justierwiderstand der Ringspule--6--als Erregerstrom zugeführt. Bei dieser Schaltungsart ist vorausgesetzt, dass die Remanenz der Ständerblechpakete ausreicht, die Grunderregung sicherzustellen. b) Permanentmagneterregung durch verteilt angeordnete Magnetstücke --5--, die von der Ringspule--6--erforderlichenfalls aufmagnetisiert werden können.
Das Statorjoch-l--muss in diesem Fall aus nicht magnetisierbarem Material gefertigt werden. c) Erregung durch die Ringspule-6-wie unter a) beschrieben oder Spule-6-in Reihenschlussschaltung mit zusätzlicher teilweiser Permanentmagneterregung zur Sicherstellung der Grunderregung.
Bei der Ausführung der erfindungsgemässen kombinierten Haupt-und Hilfserregermaschine ergeben sich folgende Vorteile : kleine Bauart ; die Grunderregung kann mit verteilt angeordneten Permanentmagneten bei nichtmagnetisierbarem Ständerjoch--l-erreicht werden ; bessere Materialausnutzung ; leichte Montage am zweiten Wellenende der Hauptmaschine : Entfall von Schleifringen und Kommutatoren ; gute Zugänglichkeit aller Maschinenteile, insbesondere der mitrotierenden Gleichrichter für die Erregerspeisung der Hauptpole ; gute Kühlung der Wicklungen und Gleichrichter, da diese im Kühlstrom des Hauptgenerators einbezogen werden können ; frei wählbare
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Ankernutung abhängig ist und in keinem ursächlichen Verhältnis zur Polteilung der Hauptwicklung steht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kombinierte Haupt-und Hilfserregermaschine, bestehend aus einer Aussenpol-Synchron- maschine mit im Ständer verteilter Erregerwicklung und ein-oder mehrphasiger Arbeitswicklung im Rotor und eingeschachteltem Mittelfrequenzgenerator in Gleichpolbauart, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass sowohl das Ständerblechpaket (2, 2a) als auch das Rotorblechpaket (3, 3a) aus zwei gleichen Teilen besteht, die beiden Teile jeweils räumlich so distanziert sind, dass dazwischen die Anbringung einer Erreger-Ringspule (6) für den Gleichpol-Mittelfrequenzgenerator möglich ist, die beiden Ständerteilpakete die verteilte Erregerwicklung (7) für die Aussenpol-Synchronmaschine und die Arbeitswicklung (8)
für den Mittelfrequenzgenerator tragen und im Rotor in offenen oder teilgeschlossenen Nuten (15) die ein-oder mehrphasige Arbeitswicklung (9) der Haupterregermaschine eingebaut ist.