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Drehetrom-Qenerator.
Es ist häufig erwünscht, Drehstrommotoren zur Änderung ihrer Drehzahl mit Spannungen verschiedener Frequenz aus demselben Generator zu speisen, ohne dabei am induzierten Teile des Generators oder an den Verbindungsleitungen zwischen Generator und Motor oder an letzterem selbst irgend welche Umschaltungen vornehmen zu müssen. Unter Umständen wird ferner erwünscht sein, die Änderung der Frequenz nicht durch Änderung der Drehgeschwindigkeit des Generators zu erzielen. Ein dieser Forderung entsprechender neuer Generator ist nachfolgetil beschrieben, und zwar wird bei ihm die Frequenzänderung in an sich bekannter Weise durch Polumschaltung des induzierenden Magnetsystems erzielt.
Mit dieser Frequenzänderung durch Polumschaltung ist, wie sich weiter unten ergeben wird, unter Umständen bei mehrphasigen GenetMLoren eine Änderung des Umlaufsinnes des Drehfeldes im Generator verbunden, so dass, wenn nicht gleichzeitig eine Umsteuerung des vom Generator gespeisten Motors vorgenommen wird, dieser mit seiner Geschwindigkeit gleichfalls seinen Drehsinn ändert. In gewissen Fällen ist aber diese gleichzeitige Änderung von Geschwindigkeit und Drehsinn des Motors gerade erwünscht.
Die Erfindung besteht nun in einer solchen Änderung des polumschaltbaren Generators, dass eine Umschaltung der induzierten Wicklungen beim Übergange auf eine andere Polzahl nicht erforderlich ist.
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Die mit dem Umschalter u herstellbare verschiedene Polarität der Magnetpole ist in der Nebenfigur 1 a angedeutet., deren punktierte Linien den Polen gleicher Richtung in Fig. 1 entsprechen. Die Erregerströme können darnach in der üblichen Weise so geleitet werden, dass Pole abwechselnder
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ständigen vierpoligen Drehstromwicklung erforderlichen Zahl von 6 Spulen, also aus drei Spulen, so dass bei der üblichen Anordnung der Spulen auf dem Stator etwa die Hälfte von dessen Umfang wicklungsfrei ist.
Der Grund dafür liegt darin, dass sonst beim Umschalten des vier-
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Gerade in der Benutzung nur der Hälfte der vollen Spulenzahl liegt gegenüber bekannten Generatoren für verschiedene-Frequenz das Wesen der vorliegenden Erfindung. Indem nämlich
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werden, erübrigt sich jede Umschaltung, welche an den bisherigen Generatoren für verschiedene Frequenz bei einem Teile der Spulen erforderlich war.
Rotiert das Magnetsystem in der vierpoligen Schaltung, so wird bei der in Fig. 1 an-
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Demnächst kommt der Nordpol n2 unter die Mitte der Spule 2, dann der Nordpol n, unter die Mitte der Spule 3 u. a. f. Die Phasenfolge ist demnach durch die Zahlen 1. 2.3 gegeben, und die Frequenz durch die Zahl 2 für eine Umdrehung gerechnet, da zwei Nordpole bei jeder Umdrehung jede der drei Spulen passieren.
Schaltet man dagegen das induzierende Magnetsystem durch den Umschalter u zweipolig, so werden die Doppelpole n, 2 bei demselben Drehsinne des Feldmagneten wie vorher zunächst die Spule 7 passieren, darauf die Spule 3, darauf die Spule 2, dann wieder die Spule 1 u. s. f. Die Phasenfolge ist in diesem Falle also durch die Zahlen 3, 2, 1 gegeben und die Frequenz durch die Zahl 1 für eine Umdrehung, da die Doppelpole bei jeder Umdrehung nur einmal die drei Spulen passieren.
In Fig. 2 sind die induzierenden Pole des Feldmagneten und die drei induzierten Wicklungen 1, 2, 3 des Stators in der Abwicklung dargestellt, in Fig. 3 und Fig. 4 die Spannungskurven bei vierpoligen bezw. bei zweipoligen Magnetsystemen. Die in den Spannungskurven markierten Punkte entsprechen den beim Fortschreiten des induzierten Magnetsystems um je eine Teilung des Stators entstehenden Spannungen, bezw. der Zahl der von den Kraftlinien geschnittenen
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annähernd den Spannungskurven gewöhnlicher Drehstrom-Generatoren. Die Spannungskurven nach Fig. 4 zeigen aber eine erhebliche Abweichung, indem zusammengehörige positive und negative Teile durch breitere Zwischenräume in der Horizontalen getrennt sind. Diese spannungs-
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in Fig. 1 war zunächst der Fortfall der Hälfte der sonst benutzten Statorspulen angenommen.
Die so entstehenden wicklungsfreien Räume können aber ebenfalls nutzbar gemacht werden, wie aus wirtschaftlichen Gründen angezeigt ist. Wenn man nämlich bei dem Generator nach Fig. 1 die zunächst fortgefallenen drei Spulen in derselben Weise ausführt und schaltet wie die gezeichneten drei Spulen, so erhält man neben den ersten ein zweites Drehstromsystem, mit dem man einen zweiten Motor (oder allgemein ein zweites Netz) speisen kann, wie durch das Beispiel Fig. 5 schematisch dargestellt ist. Die beiden Motoren iyb, und 1n2 werden von je einem der beiden selbständigen Drehstromsysteme des Generators fI gespeist. Die einzelnen Spulen der beiden Systeme sind mit 1, 2, 3 bezw. la, 2a, 3a bezeichnet.
Auf diese Weise ist eine vollständige Aus-
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turbine darstellt. Mit Hilfe der Einrichtung kann der Propeller ohne irgend welche Beeinflussung der Dampfturbine von Vorwärtsfahrt bei voller Frequenz auf Rückwärtsfahrt bei halber Frequenz umgesteuert werden, ohne dass Verbindungsleitungen zwischen Generator und Motor umzuschalten sind. Selbstverständlich kann aber durch entsprechende Umschaltungen der Verbindung- hitungen zwischen Generator und Motoren auch mit halber Geschwindigkeit vorwärts gefahren werden.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten für den beschriebenen Generator finden sich im Walz- werkbetricbe, beim Betriebe von Hebezeugen, im Bahnbetriebe u. s. f.
Die oben an einem vierpoligen Motor erläuterte Einrichtung kann natürlich ohne weiteres auch auf 8, 12, 1 (1.... polige Maschinen angewendet werden und bei anderen sonst geeigneten Phasenzahlen.
PATENT. ANSPRÜCHE :
1. Drehstrom-Generator, der bei Umschaltung des induzierenden Magnetsystems von 4 n-auf 2 n-Pole ohne. Änderung des Drehsinne und der Drehzahl Ströme verschiedener Frequenz liefert, dadurch gekennzeichnet, dass die induzierte Wicklung nur die Hälfte der der höheren Polzahl entsprechenden Zahl von Spulen besitzt, wobei bei beiden Polzahlen die Spulen in gleicher Weise mit dem zu speisenden Netze verbunden sind.