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Relhenschluss-Kollektormaschine zur Phasenkompensation von Induktionsmotoren.
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geschaltet sind. Der angestrebte Zweck der Phasenkompensation lässt aber auch wesentliche Vereinfachungen der Ausführungsform der im allgemeinen aus Ständer und Läufer bestehenden Kollektormaschine zu. Im Gegensatz zu den Mehrphasenserienmotoren kann die Achse der resultierenden Ständerwicklung mit der Achse der resultierenden Läuferwicklung zusammenfallen, es kann hiebei der Ständer weniger Wicklungen erhalten als der Läufer und sogar ganz wicklungsfrei sein, so dass das genannte Feld dieser Kollektormaschine durch die Rotoramperewindungen erzeugt wird. Das gemeinsame Kennzeichen aller dieser AusfUhrungsformen ist, dass die magnetomotorische Kraft für das Feld proportional dem Strom der Kollektormaschine ist.
Dieser Strom wird für die Phasenkompensation einer Induktionsmaschine den Schleifringen dieser Maschine entnommen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine derartige Ausgestaltung und Dimensionieruug der Kollektormaschine, dass der Phasenkompensationsbereich ein möglichst grosser ist. Werden die Kollektormaschinen in der bei Motoren üblichen Art dimensioniert, dann wird das Kreisdiagramm des in dieser Weise kompensierten Induktionsmotors (also des Aggregates Induktionsmotor-Kollektormaschine) etwa so aussehen, wie es in Fig 1 (ausgezogen)
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sprechenden Rotorstrom bedeutet. Man erkennt, dass nur in engen Grenzen dfr Vektorgrösse il dieser Vektor mit dem Vektor der Spannung e ganz oder nahezu zusammenfällt, dass aber besonders bei kleineren Belastungen eine erhebliche Phasenverschiebung bestehen bleibt.
An Hand der Fig. 2 lässt sich leicht zeigen, dass bei Kollektormaschinen mit gerad-
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lastung selbst in relativ kleinen Grenzen ändert. Geht man von einem Belastungszustand aus, bei welchem Phasenkompensation erreicht war, wo also der Statorstrom il in Richtung der Klemmenspannung e fällt, die Kollektormaschine durch den Rotorstrom prregt wird und die Rotationsspaunung er erzeugt, die bei geringer Sättigung proportional M w ist, dann geht dieses Diagramm bei Steigerung des Stromes. also für höhere Belastung, in die gestrichelt angedeutete Forn) der Fig. 2 über.
Diese bestimmt sich aus der Bedingung.
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zeigen und umgekehrt bei Verkleinerung eine Phasennachoitung. Dass sich bei ungesättigter Maschine das Spannungsdreieck stets ähnlich bleibt, erkennt man ans der Bedingung i2 to und er proportional t,, weil das Feld wegen der geradlinigen Charakteristik proportional mit i. wächst.
Besitzt die Kollektormaschine eine geradlinige Charakteristik, dann kann man den Phasenkompensationsbereich auch nicht dadurch vergrössern, dass man die Kollektormaschine
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die gestrichelt angedeutete Form übergeführt, aber auch diese Form gibt nur in engen Grenzen wirkliche oder angenäherte Phasonkompensationen.
Zwar wird der cos < p bei kleinen Belastungen verbessert, aber bei der normalen Belastung tritt eine relativ starke
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vom Rotorstrom des Induktionsmotors erzeugten Hauptfeldes der Kollektormaschine derart dimensioniert wird, dass schon bei geringem Prozentsatz der maximalen Betriebebelastung die EMK der Kompensatioosmaschine annähernd ihren Höchstwert erreicht Wählt man in der Kollektormaschine die Amperewindungen pro cm Eisenweg sehr hoch, dann wird infolge der Sättigung schon bei relativ kleinem Strom das entstehende Hauptfeld der Kompenaationsmaschme den Höchstwert erreicht haben, und eine weitere Steigerung des
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motor durch den gestrichelten Kreis der Fig. 1 gegeben ist.
Bei grösseren Strömen der Kollektormaschine arbeitet sie auf dem gekrümmten Teil ihrer Charakteristik, und schliesslich wird die Feldstärke mit wachsendem Strom nicht mehr wesentlich zunehmen. Da die Feldzunahme also aufhört, wird auch die EMK in der Kompenaationsmalchine von einer gewissen Stromstärke an annähernd konstant bleiben, d. h. aber, eine Überkompensation, wie sie sich aus dem Diagrammkreis der Fig. 1 ergibt, wird vermieden.
Man kann sich die Sache so vorstellen, dass jedem Sättigungszustand der Kollektormaschine ein anderer Diagrammkreis der Induktionsmaschine entspricht, so dass der Stromvektor der Induktionsmaschine, wenn er gemäss Fig. 3 sieh auf 0 A, also in die Richtung des Spannungsvektors bewegt, von einem Diagrammkreis auf den anderen übergeht, wobei die Diagrammkreise mit kleinerem Durchmesser den Zuständen höherer Sättigung der Kollektormaschine entsprechen. Der geometrische Ort für den Punkt A des Voktors schmiegt sich eng an
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kleiner Belastung an über den ganzen normalen Arbeitsbereich mit e nahezu phasengleich ist.
Dur Phasenkompensationsboreich ist atso erweitert und erstreckt sich auch auf relativ niedrige Werte der Belastung.