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Eine derartige Maschine bildet den Gegenstand der Erfindung.
Das Wesen der Neuerung soll im folgenden an Hand der beigegebenen Zeichnung erläutert werden.
Es soll dabei in erster Linie die Anwendung bei einem Frequenzumformer in Betracht gezogen werden. Selbstverständlich lassen sich die Gesichtspunkte aber auch auf einen Doppelgeneratnr ohne weiteres übertragen.
A. Induzierter Teil.
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wiedergegeben ist.
Die induzierte Wicklung für die hohe Frequenz muss nun so eingerichtet werden, dass das Feld
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gerichtete Spannungen hervorgerufen, die durch Pfeile nach Richtung und Grosse dargestellt sind. Infolge der Reihenschaltung wirken diese Spannungen einander entgegen und heben sich dabei auf. Die Spannung in dem einzelnen Stab ist nämlich proportional der Felddichte an der betreffenden Stelle.
Bei sinusförmigem Feld ergibt sich dann aber, wenn die Entfernung des einen Stabes vom Nullpunkt des Feldes geringer Polzahl eine Leliebigen Winkel # beträgt, für 3 aufeinanderfolgende Stäbe zusammen eine Spannung, die dem Werte
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schalteten, vor den1 anderen Pol des Feldes geringer Polzahl liegenden Stäbe. Bei der dargestellten Anordnung wird also die Wicklung für die hohe Frequenz durch das Feld niederer Polzahl in keiner Weise beeinilusst.
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das Feld der niedrigen Polzahl vermeiden.
Die Wicklung für die niedrige Frequenz müsste man, um eine möglichst volle Wirkung von dem
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des Feldes höherer Polzahl voneinander entfernt Hnd. Dieses Feld erzeugt daher in den beiden Stäben Gleichgerichtete Spannungen von gleicher Grösse, die in Anbetracht der Reihensehrltung einauder ent- gegenwirken und sich somit aufheben. In dieser Beziehung wird nichts geändot. wenn d ; e beiden in Reihe liegenden Stäbe statt um zwei etwa um vier Pole des Feldes höherer Polzahl auseinander liefen. Wesentlich ist mir, dass die Entfernung eine gerade Zahl von Polen dieses Feldes beträgt. In den meisten Fällen wird
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B. Induzierender Teil.
Für den Induktor kann man zwei getrennte Wicklungen verwenden, um die beiden Felder hervorzubringen. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass man die beiden Felder ganz unabhängig voneinander regeln kann. In vielen Fällen wird man es aber vorziehen, solche Teile beider Wicklungen, die in denselben Nuten liegen und entgegengesetzte Stromrichtung haben, zusammenzufassen. Man
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nach dem, ob man die Maschine als Synchronmaschine für beide Frequenzen oder als Asynchronmaschine für beide Frequenzen oder schliesslich als Synchronmaschine für die eine und als Asynchrommaschine für die andere Frequenz ausbildet.
Eine besonders günstige Form ergibt sieh im letzteren Falle, wenn man also das eine Feld, z. B.
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Statt der Kurzschlusswicklung wird man bti der praktischen Ausführung zumeist eine Phasenwickhung für den asynchronen Teil verwenden. Auf diese Weise wird ein einfaches Anlassen ermömglicht, falls der asynchrone Teil den Motor bildet, und man kann ferner beim normalen Lauf Phasenkompensatoren, Vibratoren oder dgl. einschalten. Die Verwendung derartiger Mittel zur Verbesserung des Leistungsfaktors bietet aber die Möglichkeit, den Luftspalt der Maschine grösser zu wählen, was für den synchronen
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Schleifringen in Verbindurg.
Zwischen den Schleifringen erhält man dann die höhere Ptriodenzahl, während die Wicklu g zugl ich für das Feld der kleineren Pelzahl als Kurzschlussanker wirkt und die Dämpferwicklungbildet.
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klein halten zu können, ist es demgemäss von Wichtigkeit, beide Felder in solche gegenseitige Lage zu bringen, dass die sieh ergebende Höchstdichte möglichst gering ist. Das wird erreicht ; wenn das Plus-- maximum des einen Feldes mit dem Minusmaximum des anderen Feldes zusammenfällt. Dabei ist jedorch zu berücksichtigen, dass die Lage des einzelnen Feldes nicht nur von der Lage der erzeugenden wicklung
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Umgekehrtruftgemäss Fig. 5 die aufgedrückte Spannung E beim Motor einen um 90 nacheilenden Magnetisierungsstrom im hervor.
Bei Fig. 6 ist angenommen, dass dem Generator ein Strom J1g entnommen wird. Der Induktorstrom J2f1 muss alsdann soweit heraufgeregelt werden, dass die Resultierende aus J1g
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Eine entgegengesetzte Verschiebung ergibt sich beim Motorteil. Dort nimmt der Ständer einen urgefähr in Richtung der aufgedrückten Spannung E verlaufenden Strom J1m auf. Damit tich ein resultierender Magnetisierungsstrom im ergibt, muss demgemäss der Induktionstrom, wie dies die Fig. 7 zeigt, gegen den Magnetisierungsstrom um einen Winkel n nacheilen. Der Nacheilungswinkel wächst wieder mit
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mehr gegen die Achse der Induktorwicklung vor.
Nach alledem ergibt sich bei verschiedener Belastung eine gegenseitige Versehieburg zwischen dem Generatorfeld einerseits und dem Motorfeld anderseits, die gleich der Summe der Einzelverschiebungswinkel ist. Dabei muss jedoch jeder Winkel seiner zugehörigen Polzahl entsprechend angesetzt werden.
Hat z. B. der Motorteil sechs Pole, der Generatorteil zwei Pole, so ist die Gesamtver chieburg mit
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erwähnte Bedingung erfüllt ist, dass das Plusmaximum des einen Feldes mit dem Minusmaximum des anderen Feldes zusammenfällt. Die Induktorwicklurg muss daher so ausgeführt werden, dass bei Leerlauf das Plusmaximum des einen und das Minusmaximum des anderen Feldes gegeneinander verschoben sind und erst bei Erreichung der normalen Belastung zusammentreffen. In Fig. 8 ist dies für den Fall dargestellt, dass der Generatorteil zwei, der Motorteil sechs Pole besitzt. Die ausgezogene Kurve ver-
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Bei Belastung muss das Generatorfeld grössc-r sein als bei Leerlauf, um den Spannungsabfall in der Ständerwicklung zu decken. Auch für den Motorteil lässt sich die Einrichtung so treffen, dass der
Ständerstrom mit wachsender Last mehr voreilt und infolgedessen gegenlektromotorische Kraft und 1fotorfeld steigt, während bei L ? erlauf das Umgekehrte der Fall ist. So ergibt sich trot, der ungünstigeren gegenseitigen Lage der beiden Felder für das resultierende Feld bei Leerlauf ein Höchstwert, der den Höchst-
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Soll für beide Induktorfelder eine gemeinsame Wicklung verwendet werden, so ist es vorteilhaft. diese als fortlaufende GleichstromwicHung auszuführen.
Dabei ist jedoch zu beachten, dass eine in der
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wie sie in Fig. 10a dargestellt ist, immer nur das eine Feld beeinflusst. Eine derartige Wicklung kann also nicht als gemeinsame Erregerwicklung für die beiden Felder verschiedener Polzahl dienen. Es lässt sich jedoch unter Beibehaltung der bisherigen Ansehlüsse und der Schaltung einfach durch Änderung des Wickelschrittes erreichen, dass eine Wirkung auf beide Felder zugleich auftritt. Hat z. B. das zweite
Feld eine im Verhältnis 3 : 1 kleinere Polzahl, so muss man den Wickelschritt gleich dem Dreifachen der Polteilung des Feldes hoher Polzahl machen. Wie Fig. 10b zeigt, sind in diesem Falle die Stromrichtungen in den entsprechenden Leitern unverändert und die Wirkung auf das Feld hoher Polzahl bleibt demgemäss nach wie vor bestehen.
Zugleich ergibt sich aber auch eine Wirkung auf das Feld geringer Polzahl. da
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des Feldes geringer Polzahl anzubringen. Beide Ströme lagern sich dann einfach übereinander.
Genau das gleiche gilt, wenn die Polzahl des Feldes hoher Polzahl ein anderes, ungerades Viel-
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der Polteilung des Feldes hoher Polzahl bleiben. So würde z. B. für ein Polzahlverhältnis 4 ein Wickelschritt gleich dem Drei-oder Fünffachen der Polteilung, für ein Polzahlverhältnis 6 gleich dem Fiinf-oder Siebenfaehen, für ein Polzahlverhältnis 8 gleich dem Sieben-oder Neunfachen und allgemein für ein Pol- zahlverhältnis 2n+2- gleich dem 2n + 1- oder 2 n + 3fachen in Betracht kommen. Der Wickelsehritt entspricht dann also nicht ganz einer Polteilung des Feldes geringer Polzahl.
Praktisch wird man ihn stets kleiner wählen als diese Polteilung, so dass bei einem Polzahlverhältnis 4 ein WicMschritt gleich dem Dreifachen der Polteilung des Feldes hoher Pozabl, bei einem PoIzahlverMttnis ss gleich dem Fünffachen usw. benutzt wird. Die Wicklung wirkt dann in bezug auf das Feld geringer Polzahl wie eine Wieldung mit verkürztem Schritt (Sehnenwicklung).
Die neue Wieklnngsanordnung kann sowohl bei einer Wechselstrom als auch bei einer Gleichstrom führenden Induktorwicklung Anwendung finden. Sie ist also für die verschiedenen erwähnten Fälle brauchbar, dass die Maschine für beide Felder asynchron oder synchron oder auch für das eine asynchron und für das andere synchron ausgeführt ist.
So würde man eine gemeinsame Kurzsehlusswieklung (Dämpferwicklung) z. B. in der Weise herstellen, dass einzelne in sich l.'1lrzgeschlossene Windungen auf dem Induktor angebracht werden, deren Wickelschritt den dargelegten Bedingungen entspricht. Statt dessen könnte aber auch die Wicklung als fortlaufende Schleifen-oder Wellenwicklung hergestellt und in grösseren Abschnitten kurzgeschlossen werden. In vielen Fällen wird es vorteilhaft sein, diese Wicklungsabschnitte nicht unmittelbar kurz- zuseh1iessen, sondern sie an Schleifringe zu führen, so dass man unter Vorschaltung eines Widerstandes anlassen kann. Das Kurzschliessen wird dann erst nach Erreichen der vollen Geschwindigkeit bewerk- stelligt.
Ist nur der Strom für das eine Feld ein Wechselstrom, für das andere dagegen ein Gleichstrom. so werden die Anschlüsse für den Wechselstrom nach wie vor kurzgeschlossen, während der Gleichstrom
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werden diejenigen Windungen, die als Dämpferwicklung dienen sollen, durch Kurzschlussstücke überbriiekt, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist. Die zweite und dritte Windung sind dort kurzgeschlossen, ebenso die sechste Windung. Der zugeführte Gleichstrom fliesst daher durch die erste Windung, dann unmittelbar
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die erste enthält daher zwei. die zweite eine D ämpferwindung.
Bei Gleichstromerregung und ungeradem Polzahlverhältnis kann die gemeinsame Induktorwicklung auch als Sprulenwicklung ausgeführt werden. Dieser Fall ist in Fig. 12 dargestellt. Die Spaulen-
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dieselbe und man kann wieder Windungen mit entgegengesetztem Strom weglassen oder im Querschnitt verringern.
DiedurchdasWeglassendersichgegenseiteigaufgebendenWindungendereinzelnenNutenentstehende gemeinsame Erregerwicklung ist unsymmetrisch und es weisen stets nur zwei um eine ganze Polteilung entfernte Nuten gleiche Amperewindungszahlen auf. Zugleich kommen innerhalb ein und desselben Poles auch Nuten mit wechselnden Stromrielhtungen vor. Man kann dann die Wicklung als fortlaufende Gleichstromwicklung mit einem wickelschritt gleich der Polteilung des Feldes geringer Polzahl ausführen, wie dies Fig. 14 für ein Polzalverhältnis 3:1 zeigt. und die innerhalb eines Poles liegenden Windungen 5, 5' mit entgegengesetzter Stromrichtung in umgekehrten Sinne anschliessen. Dabei ergeben sich jedoch grosse Wickelköpfe. die einerseits viel Material erfordern. and erseits die Verluste erhöhen.
Es ist daher besser, entsprechend Fig. lä, die innerhalb eines Poles liegenden Windungen 5, 5'
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hineingelegt ist.
Ist so die fortlaufende Gleichstromwicklung in einer oder der anderen Weise als gemeinsame Erregerwicklung für beide Induktorfelder ausgebildet und führt man die beiden Erregergleichströme unabhängig voneinander über passende Ansehlusspunkte zu, so können die beiden Felder unabhängig voneinander geregelt werden. Vielfach ist es aber vorteilhaft, einen gemeinsamen Strom der Wicklung zuzuführen und diesen die einzelnen Wicklungsabschnitte unter entsprechender Schaltung hintereinander durchzulaufen zu lassen. Eine Änderung dieses Stromes beeinflusst dann die Felder beider Polzahlen
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**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.