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Einrichtung zur Stabilisierung selbsterregter, elektrischer Maschinen.
Bei selbsterregten Nebenschluss- Gleichstrommaschinen kann man bekanntlich die Spannung nur in ganz engen Grenzen regeln, da beim Arbeiten auf dem geraden Teil der Charakteristik, d. h. bei geringer Sättigung, die Spannung labil wird.
Die allgemeine Spannungsformel lautet bekanntlich :
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wobei A eine Konstante, N der gesamte Krattzut1u auf dem Umfange der Maschine, Z die Anzahl der in Reihe geschalteten Leiter des Läufers und n die Drehzahl pro Meute
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Man hat bisher die Spannung durch gleichmässige Änderung von Bm in der ganzen Maschine geregelt. Da man aber bei seibbterregten Maschinen bekannthch mit Bm unter eine gewisse Grenze nicht gehen kann, so war auch der Regelungsbereich eng begrenzt.
Nach der Erfindung ändert man zu genanntem Zweck zwar den Gesamtfluss der Maschine, lässt aber in einem Teil derselben den Wert von Bm über der Labilitatsgrenze bestehen. Dadurch erhält die ganze Masctnne, seihst bei schwachem Gesamtnuss, eine vollkommen ausreichende Stabilität.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Induktion bei elektrischen Maschinen durch Änderung des Querschnittes flir die magnetischen Felder zu ändern. Hiebel wurde'n auch oft nur einzelne Polwicklungen durch Widerstände überbrückt und mehr oder minder wirkungslos gemacht. Diese bekannte Regelungsweise wird gemäss der Erindung bei sditerregten Maschinen verwendet, um ein stabiles Arbeiten und damit eine Erweiterung ds Rssgelungs- bereiches dieser Maschinen zu erreichen. Dadurch ist es möglich, mit einfachen Mitteln
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Spannung labil (etwa bei 50 Volt).
Erfindungsgemäss wird nun nicht durch Vorschalten eines Widerstandes im Feldstromkreis geregelt. sondern durch allmilhliches Abschalten, z. B. durch Kurzschliessen, eines oder mehrerer Polpaare. Die Kurve 6 in Fig. 2 stellt beispielsweise die Charakteristik bei Erregung von nur zwei Polen dar, beispielsweise entsprechend einer Spannung von 100 Volt. Die Pole werden paarweise hintereinandergeschaltet, wobei jedes Paar aus einem Nord-und
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Nach dem Abschalten der vorher kurzgeschlossenen Spulen kann man den Widerstand w als Regulier-Vorschaltwiderstand für die übriggebliebenen Pote benutzen, etwa zur weiteren
Spannungsverminderung der Maschine. Man kann den Widerstand teilweise oder ganz als
Eisenwiderstand ausbilden und dadurch die Spannung der Maschine auf 20 bis 30 Volt herunterregeln.
Je mehr Polpaare die Maschine besitzt, desto mehr kann die Spannung verringert werden.
Statt vier Pole gleichzeitig kurzzuschliessen, kann man zuerst nur zwei Pole, beispiels- weise durch den punktiert gezeichneten Kontakt k2 (Fig. 3) und dann erst die Pole n2, s2 durch den Kontakt k1 kurzschliessen.
In Fig. 3 wird der Widerstand w nur mit einem Ende an die Maschine angeschlossen.
Man kann nach Fig. 3 a den Widerstand mit dem anderen Ende an die andere Klemme der Maschine schliessen und erhält dann den Vorteil, dass die Stromschwankung in den jeweils nicht geshunteten Teilen der Erregerwicklung geringer ist als in der Schaltung nach Fig. 3. Man kann ferner mit ein und demselben Hebel kl einmal zwei und das
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andere Mal vier Polo kurzschliessen. Unter Umständen kann es zweckmässig sein, in dem Mittelleiter l noch einen Widerstand, gegebenenfalls mit veränderlichem Widerstandskoeffizienten (Eisen), einzuschalten.
Man kann den Kontakt k1, da er nur einen Teil des Errcgeratromcs führt (Fig. 3 und 3 a), in bekannter Weise in Abhängigkeit von der Spannung oder dem Strom oder auch der Leistung der Maschine sich selbsttätig verstellen lassen und erreicht damit eine selbsttätige Kompoundierung der Maschine bzw. der Anlage auf konstante Spannung, Strom oder Leistung.
Man kann auch, wie beispielsweise beim Tirrillregler, den Kontakt um eine bestimmte Mittellage schwingen lassen. Durch Änderung der mittellage ändert sich die gesamte Erregung der Maschine. Diese Änderung der Mittellage kann von Hand aus oder selbst- tätig in Abhängigkeit von Spannung, Strom oder Leistung der Maschine bewirkt werden.
Die im obigen beschriebene Regelungsweise eignet sieh für Maschinen mit beliebiger Läuferanordnung (Reihen-, Reihenparallel-, Schleifen- und Spiralwicklung),
Anstatt einzelne Pole abzuschalten bzw. zu schwächen, kann man bei einzelnen oder sämtlichen Polen einen Teil des Po) es schwächen, den anderen Teil aber stark gesättigt b/w. weniger geschwächt halten. Zu diesem Zweck wird man am besten die Pole etwa nach Fig. 4 unterteilen. Jeder Pol besteht beispielsweise nach Fig. 5 aus zwei Teilen, einem inneren Teil M'j und einem äusseren u. Ks werden dann aus allen Teilen M'j eine Gruppe und aus allen Teilen w2 eine weitere Gruppe gebildet.
Die Gruppen werden in
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generators mit einem Reihenmotor) durch die übliche Nebenschliessnng der Erregerwicklung das Feld nicht unter einer gewissen Grenze schwächen, da sonst Pendetungen auftreten. Schwächt man aller das Feld in der oben beschriebenen Weise, so kann man den Reihensatz in weiten Grenzen regeln, ohne dass dabei Pendelungen auftreten.
Die Erfindung kann auch für Wechselstrom-Kollektormaschinen verwendet werden.
Statt sämtliche Poi"in Reihe zu schalten, kann man sie auch paarweise in Reihe und alle oder einen Teil derselben parallel schalten (Fig. 6). Ferner kann man, statt die einzelnen Polpaare kurzzuschliessen, die@e auch teilweise gegeneinanderschalten.
Bei verwendung der beschriebenen Rewgelungsweise bei einer Maschine mit Schleifen-
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Für die Stabilisierung der Maschine kommt es im wesentlichen darauf an, dass bei der Schwächung des Gesamtfeldes mindestens in einem Teil der Maschine die Sättigung über der Labilitatsgrenze liegt. Dann wird die Selbsterregung der ganzen Maschine stabil.
Aus Gründen eines ruhigen und funkenlosen Ganges wird man die Stellen schwacher und starker Sättigung symmetrisch anordnen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Stabilisierung selbsterregter, elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass d) e Grüsse der Flachen, in denen das Feld oder die Felder erzeugt werden, so geregett wird, dass die mittlere Induktion auch bei schwachem Gesamtfelde über der Labilitätxgrenze bleibt.