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Anordnung zur selbsttätigen Kompensation der primären Phasenverschiebung von Induktionsmotoren.
In dem Stammpatente ist eine Anordnung angegeben, bei der es möglich ist. mit Kollektormaschinen Induktionsmotoren in ihrer Phase zu kompensieren, dadurch, dass man die Kollektor maschinen an die Schleifringe der letzteren anschliesst und die Dimension der Nebenschlusserregung derart wählt, dass eine Stabilisierung der verschiedenen Spannungen für alle Periodenzahlen so erfolgt, wie es die Phasenkompensation für die verschiedenen Belastungen verlangt.
Die Kompensation bleibt bei dieser Anordnung nur unter der Annahme richtig, dass der Hauptmotor streuungslos ist. Diese Vernachlässigung ist für normale Motoren belanglos. da man trotz dieser Tatsache immer angenähert so kompensieren kann. dass die Kompensation praktisch vollkommen ist. Es wäre nun aber gerade vorteilhaft, die angegebene Anordnung zur Phasenkompensation nicht nur bei normalen Motoren zu verwenden, sondern auch bei Motoren auf besonders grosser Streuung, da man diese Motoren billiger als Motoren mit normaler Streuung bauen kann.
Für solche Fälle muss man die imStammpatente angegebene Anordnung noch derart erweitern. dass bei höheren Belastungen eine verstärkte Magnetisierungsarbeit an die Schleifringe des Induktionsmotors zugeführt wird- Dies kann man nach der vorliegenden Erfindung dadurch erreichen. dass 111an ausser der Nebenschlusserregung noch eine dem Strom proportionale Erregung benutzt, die die Spannung der Kollektormaschine, die in die Richtung des Magnetisierungsstromes fällt, vergrössert. Man kann die Hauptstromkomponente durch besondere Erregerpole oder aber auch durch jene Pole erzeugen. die die Nebenschlusswicklung tragen. Im letzteren Falle hat man dafür zu sorgen. dass die Einwirkung des Nebenschlusserregerfeldes auf das Hauptstromerregerfeld nicht zu gross ist.
Diese Beeinflussung der beiden Felder tritt bei höheren Periodenzahlen im steigenden Masse hervor, so dass die Wirkung des Hauptstromes. die man gerade für die steigenden periodenzahlen und höheren Belastungen braucht, gerade dann abgedämpft wird. Falls man also die konstruktiv vereinfachte Anordnung treffen will, bei der Hauptstrom- und Nebenschluss-Erregerwindungen auf demselben Pol liegen. so hat man dafür Sorge zu tragen. dass der Nebenschlusserregung ein genügend grosser Ohmscher Widerstand vorgeschaltet ist, welcher die Kompensation der Hauptstromamprewindunagen durch phasengleiche amperewindungen in der Nebenschluss u : klunll verhùtet.
Da nun aber
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wenn die Haupttromerregung auf dein Erregerteil selbst angebracht ist. sondern auch dann. wenn. wie weiter unter beschrieben. das Kompoundierungsfeld durch den Ankerstrom oder dgl. erzeugt wird.
Gerade bei der Maschine nach dem Stammpatente ist ein dem Belastungsstrom proportionales Feld von besonderer Wirkung, indem es den durch die Nebenschlusswicklung erzielten Bereich guter Phasenkompensation noch erheblich erweitert. Das hinzutretende Hauptstromfeld ist nur ais Erganzungsfeld gedacht. und die von diesem Feld erzeugte Erk wirkt nur modifizierend auf die im wesentlichen durch die Nebenschlusswicklung bedingte Phasenkompensation.
Es ist nun zunachst durchaus micht ohneweiters vorauszushen, welchen Einfluss dieses Feld auf den Gesamtcharakter der Maschine haben wird und ob sich die Einflüsse beider Felder
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Durch Fig. 2 wird der Vorgang erläutert : Wäre nur das Nebenschlussfeld nach Patent Nr. 56878 vorhanden, dann erhalt man ein Spannungs- und Stromdiagramm der Fig. 1 jener
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Der Wmkel zwischen e.a und A ist durch das Verhältnis des Ohmschen zum induktiven Wider- stand des Erregerkreises gegeben.
Das Hinzutreten einer Spannung fn durch Rotation des Ankers in einem dem Strom proportionalen Feld bedingt nun die Änderung einiger Grössen dieses Diagrammes.
Es sei aber, um den Einfluss der Grösse en recht klar zu zeigen, eine konstante Leistung u-üd Schlüpf ung des Aggregates vorausgesetzt. Zunächst ist der Wi'ikel zwischen der jetzt vom
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Man könnte die Erregung eines solchen Hauptstromfeldes auf einfache Weise auch dadurch erreichen, dass ma. n die Kompensationswicklung von vorneherein schwächer bemisst, als zur vollkonunenen Kompensation notwendig wäre. Man könnte sie auch vollkommen weglassen und im übrigen die Abmessung der Maschine derart wählen, dass das dann entstehende Ankerfeld gerade die richtige Phasenkompensation einstellt.
Um die Kompensation in diesem Falle zu beeinflussen, kann man auch das Statoreisen mit ausgeprägten Polen ausführen und den Polwinkel so wählen, dass gerade ein in seiner Grösse richtiges Feld zum Zwecke der Kompensation der Einflüsse der Streuung erzeugt wird. In Fig. 3 ist das Hauptfeld mit ta und dasKompensationa- feld mit 4)n bezeichnet. Man erkennt, dass die Hauptfelder sich vollkommen ausbilden können. während die Kompensationsfelder zum Teil in ihrer Ausbildung gehindert sind, da sie kein Eisen, sondern Luft vorfinden.
Die gleiche Wirkung kann auch durch Veränderung des Luftspaltes erzielt werden. Nimmt man eine Mehrphasen-Nebenschluss-Kollektormaschine nach dem Stammpatente, und bemisst die Kompensationswicklung derart, dass die Ampèrewilldungen des Ankers überwiegen, dann ist das entstehende Kompensationsfeld eine Funktion des Luftspaltes und kann durch diesen geregelt werden. Bei dieser Regelung bzw. Einstellung des Kompensationsfeldes kann durch gleichzeitige Regelung oder Einstellung des Widerstandes bzw. der Windungszahl der Nebenschlusserregerwicklung dafür Sorge getragen werden. dass das Hauptfeld seine Stärke unverändert beibehält.
In dieser Weise kann erreicht werden, dass die Luftapaltänderung nur das Kompensationsfeld beeinflusst und daraus ergibt sich ein wirksames Mittel zur Phasenkompensation des Motors.
Statt die Hauptstromerregerwicklung unmittelbar auf irgend eine der genannten Weisen auf das Feld der Maschine wirken zu lassen, kann man auch ein Hauptatromfeld unter Zwischenschaltung eines Transformators erzeugen. Dieser Transformator beeinflusst bei der Periodenzahl Null das Feld des Kollektormotors überhaupt nicht, da eine Spannung nicht übertragen
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Auf diese Weise ist eine noch stärkere Beeinflussung der Streuungseinnüsse im Motor zu erreichen.
Wenn man das besprochene Kompensationsfeld durch den Anker erzeugen lässt, so kann das unter Umständen einen schädlichen Einfluss auf die Kommutation haben und man wird daher zu diesem Zweck nach Bedarf Hilfspole anordnen, die vom Ankerstrom erregt werden und in der neutralen Zone das Ankerfeld aufheben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur selbsttätigen Kompensation der primären Phasenverschiebungen bei Induktionsmotoren mit in Kaskade geschalteter Kollektormaschine nach Patent Nr. ;) 6R7R. dadurch gekennzeichnet, dass ausser der Nebenschlusserreung noch eine dem Strom proportionale Erregung für die Kollektormaschine vorgesehen ist, die veranlasst, dass mit wachsender Belastung eine stärkere Phasenvoreilung des Stromes bewirkt, wird.