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Einrichtung zum Betrieb von Wechselstrom-Kommutatormaschinen als Motoren, die mit Spannungsveränderung und gleichzeitiger Bürstenverschlebung geregelt werden.
Es ist bekannt, dass man bei Wechselstrom-Kommutatormotoren, deren Geschwindigkeit durch Spannungsänderung geregelt wird, die sprungweise Erhöhung des Drehmomentes beim Zuschalten einer neuen Spannungsstufe dadurch vermeiden kann, dass man gleichzeitig mit der Erhöhung der Spannung die Bürsten aus der Arbeitsstellung in eine Stellung verschiebt, die bei gleicher Klemmenspannung einem kleineren Drehmoment entspricht. Die Wirkung der Spannungserhöhung wird also zunächst durch die Bürstenverschiebung neutralisiert, und erst durch Zurückverstellen der Bürsten in die Arbeitsstellung wird die Geschwindigkeit allmählich gesteigert.
Bei dieser Art der Regelung können aber, besonders bei Motoren, denen sowohl im Stator als auch im Rotor eine Arbeitsspannung zugeführt wird, setbsterregte Gleichströme oder langsam pulsierende Wechsel ströme entstehen, die sich über den zugeführten Wechselstrom lagern, und denen gegenüber die Maschine sich wie ein kurzgeschlossener Hauptschlussgenerator verhält, so dass sie zu grosser Stärke anwachsen und den Betrieb stören können.
Gemäss vorliegender Erfindung werden nun bei der erwähnten Regelung Mittel vorgesehen, die das Auftreten der selbsterregten Ströme verhindern.
Es soll zunächst die Entstehung der selbsterregten Ströme an Hand eines Beispiels näher erläutert werden. In Fig. 1 ist S der Stator, R der Rotor eines sogenannten doppeltgf'speisten Htfhptschlussmotors mit einfacher Statorwicklung, d. h. Erreger-und Kompensationswirklung sind zu einer Wicklung vereinigt, deren Achse einen bestimmten Wnikel mic der Rotorachse bildet.
Stator und Rotor werden von zwei Sekundärwicklungen T1 und T2 desselben Leistungstransformators gespeist und die Spannungserhöhung geschieht beispielsweise durch Zuschalten einzelner Spulen der Sekundärwicklung T2 für die Rotorspannung. Die in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile deuten die Stromrichtung des Stromes in Stator und Rotor und in den Transformatoren- wicklungen an, der Statorstrom und der Rotorstrom magnetisieren zum Teil einander entg-gen. weil der Statorstrom das Rotorfeld aufheben soH. und die Drehrichtung des Motors ergibt sich. wie der Pfeil in Fig. 1 andeutet, entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers.
Denken wir uns nun bei dieser Drehrichtung z. B. durch remanenten Magnetismus im Rotor einen Strom im Sinne des gestrichelten Pfeiles in Fig. 2 entstehend, so wird er die Transformator-
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durch die als Stromtransformator wirkenden Transformatorspulen T1, T2 in Reihe mit dem Rot geschattet ist Der Anstoss zu dem selbsterregten Strom kann, wie oben angenommen, durch remanenten Magnetismus gegeben sein, er kann aber auch durch irgend einen Momentanwert des zugeführten Wechselstromes bedingt sein.
Obwohl die Möglichkeit der Entstehung des selbsterregten Stromes somit stets besteht, so braucht er nicht notwendig bei allen Betriebszuständen zu entstehen. Die Wahrscheinlichkeit
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Bei dieser Regelung braucht daher bei der Arbeitsstellung der Bürsten, d. h. bei geringer Ver- schiebung der Bürsten aus der Statorachse keine Selbsterregung einzutreten. während sie während der Regelung, d. h. beim Verschieben der Bürsten entstehen kann.
Gemäss vorliegender Erfindung werden nun Mittel vorgesehen, uni das Entstehen des selbsterregten Stromes zu verhindern. Zu diesem Zwecke können beispielsweise vor den Rotor oder vor den Stator oder vor beide Wicklungen im wesentlichen induktionsfreie Widerstände geschaltet werden.
Diese Widerstände drosseln jedoch nicht nur den selbsterregten Strom, sondern zum Teil auch den Netzstrom, man wird daher den Widerstand gegebenenfalls ausschaltbar machen. Ein Beispiel zeigt Fig. 3. Hier ist für einen Motor der gleichen Art wie in Fig. 1 ein induktions-
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heier Widerstand W vor den Rotor geschaltet, parallel zu dem Widerstand liegt ein Ausschalter A, durch den der Widerstand eingeschaltet oder kurzgeschlossen werden kann.
Da, wie erwähnt, die Selbsterregung bei stark verschobenen Bürsten leichter eintritt als in der Arbeitsstellung, so kann man den Ausschalter derart mit der Bürstenverschiebungsvorrichtung kuppeln, dass bei Verschiebung der Bürsten nach der Nullage hin der Widerstand eingeschaltet wird, während er in der Arbeitsstellung der Bürsten kurzgeschlossen ist. Der Widerstand kann auch unterteilt sein und zwangläufig mit der Bürstenverschiebung stufenweise eingeschaltet werden, derart, dass bei Vergrösserung der Bürstenverschiebung auch der Vorschaltwiderstand vergrössert wird, und dass bei kleiner Bürstenverschiebung (in der Arbeitsstellung) der Widerstand ausgeschaltet ist. Analog der Fig. 3 kann auch der Widerstand vor den Stator geschaltet werden, oder je ein Widerstand vor Stator und Rotor.
Eine andere Einrichtung zur Verhinderung des selbsterregten Stromes bei der Bürstenverschiebung ist in Fig. 4 dargestellt, sie besteht darin, dass parallel zur Statorwicklung eine Drosselspule geschaltet wird, deren Ohmscher Widerstand kleiner ist, als der der Statorwicklung. Dadurch fliesst der grösste Teil des selbsterregten Stromes des Rotors in die parattelgeschaltete Drosselspule und nur ein kleiner Teil in den Stator, so dass der Stator den selbsterregten Strom des Rotors nicht verstärken kann.
Die Drosselspule muss eine hohe Selbstinduktion besitzen, um die Stromentnahme aus dem Netz zu beschränken, da sie aber in diesem l : t)l sehr schwer wird, wird man sie zweckmässig auch ausschaltbar machen und den Ausschalt 'r I in Fig. 4 ebenso wie für den induktionsfreien Widerstand in Fig. 3 mit der Bürsten- verschiebung zwangläung kuppeln.
Eine besondere Schaltung ergibt sich für den induktionsfreien Widerstand in dem besonderen Fall. da IB Stator und Rotor annähernd gleiche Windungszahlen besitzen. Schaltet man dann den Widerstand nach Fig. 5 in die gemeinschaftliche Verbindungsleitung zwischen Stator und Rotor einerseits und Transformator andererseits, so wird der Widerstand, wie sich aus dem Stromverlauf der Fig. l ergibt, von der Differenz der Netzströme des Stators und des Rotors durchflossen, während er, wie sich aus dem Stromverlauf der Fig. 2 ergibt, von der Summe der selbst-
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daher in dieser Schaltung unter Umständen gar nicht nötig, den Widerstand bei der Regelung auszuschalten, sondern er kann dauernd eingeschaltet bleiben.
Du'beschriebenen Einrichtungen gelten auch bei anderen Ausführungen als in dem an-
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änderung am Stator oder am Rotor geschieht.
PATENT-ANSPRÜCHE:
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oder in den Statorstromkreis oder beiden zugleich vorhanden sind. um das Entstehen von selbst- erressn'n Strumen von anderer als der Netzperiodenzahl bei der Bürstenverschiebung verhindern zukonnen.