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Kompoundierung einer Kaskade, bestehend aus Induktionsmotor und Nebenschluss-
Kommutatormaschine.
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Daten der Kaskade bestimmte Konstante ist, so wird die vom primären Strom A über den Frequenzumformer in den Erregerkreis e der Kommutatormaschine eingeführte Spannung = A (8 + A s), bei richtiger Wahl der Konstanten a wird sie also den zusätzlichen Schlupf A s bewirken. Voraussetzung ist dabei, dass der Widerstand 1'1 gross ist gegenüber den in Reihe mit ihm liegenden Reaktanzen. Im augemeinen wird verlangt, dass der zusätzliche Schlupf der Belastung proportional sei. Bei Halblast z. B.
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ist umso kleiner, je grösser s und je kleiner A s ist.
In der Nähe des Synchronismus kann er sehr gross sein, hier wird aber der Schlupf überhaupt nicht durch die induktive, sondern durch die ohmsche Spannung des zusätzlichen Erregerstromes festgelegt, die auf andere, bekannte Weise gedeckt werden muss.
Besondere Bedeutung gewinnt die neu vorgeschlagene Schaltung, wenn der ohmsche Spannungabfall des bei Leerlauf bestehenden Erregerstromes der Kommutatormaschine ebenfalls über einen Frequenzumformer vom Netz her gedeckt wird. Denn dann kann unter Umständen dieser Frequenzumformer mit dem zur Kompoundierung notwendigen vereinigt werden. Die Schaltung zeigt Fig. 2.
Es ist wieder N das Netz, J der Induktionsmotor, K die Kommutatormaschine mit der Erregerwicklung e, K, die Erregermasehine mit den Erregerwicklungen e, und e2. Die Erregerwicklung e2 liegt an den Kom-
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des Regulierwiderstandes)'s in Reihe von der Sekundärwicklung des Kompoundtransformators KT, dessen Primärwicklung vom Primärstrom des Induktionsmotors durchflossen ist und von der Sekundärwicklung des Transformators HT gespeist, dessen Primärwicklung an die Netzspannung angeschlossen ist.
Der Transformator HT bezweckt die Deckung des ohmschen Spannungsabfalles des Erregerstromes im Erregerkreis der Kommutatormaschine K. Da dieser Erregerstrom dem Schlupf ungefähr proportional ist, ist bei konstantem Widerstand dieses Kreises auch der ohmsche Abfall dem Schlupf wenigstens annähernd proportional ; da die sekundäre Spannung des Transformators HT konstant ist, muss der Widerstand 1'2 in Hinsicht auf den Transformator HT bei einer dem Leerlaufschlupf s entsprechenden
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werden. Wird auch bei anderen Werten des Leerlaufschlupfes derselbe Widerstand zur Regulierung beider Transformatoren verwendet, so muss entweder ein Fehler in der zur Deckung des ohmschen Abfalles des Erregerstromes dienenden Spannung oder ein Fehler in der kompoundierenden Spannung in Kauf genommen werden.
Im ersten Fall ändert der resultierende Erregerstrom seine Phase, im zweiten Fall ändert sich der Betrag der Kompoundierung. Innerhalb gewisser Grenzen sind beide Fehler gering.
Die Sekundärspannung des Transformators HT und die vom Primärstrom des Induktionsmotors im sekundären Teil des Transformators ET induzierten Spannungen müssen ungefähr 90 in der Phase gegeneinander verschoben sein. Der Widerstand 1'2 muss stets mindestens so gross sein, dass er die Stromstärke im Kreis des Frequenzumformers gegenüber den Reaktanzen beherrscht.
Wird der Einfluss des Transformators KT vorübergehend vernachlässigt, so verdreht sich infolge des induktiven Spannungsabfalles im Induktionsmotor J bei Übergang von Leerlauf zu Last die Phase der Schleifringspannung des Induktionsmotors und damit die Phase des Erregerfeldes und des Erregerstromes der Kommutatormaschine gegenüber der Kommutatorspannung des Frequenzumformers um einen Winkel, der von der Leerlaufdrehzahl annähernd unabhängig und nur der Belastung annähernd proportional ist. Die Kommutatorspannung des Frequenzumformers soll den ohmschen Abfall des Erregerstromes decken. Diese Verdrehung ist also im allgemeinen nicht gewünscht. Da der Verdrehungwinkel nur dem Belastungsstrom proportional ist, kann er durch die Wirkung des Transformators KT aufgehoben werden.
Wird der Transformator KT so dimensioniert, dass sein Primärstrom in der Sekundärwicklung ausser der zur Kompoundierung notwendigen Spannung eine zusätzliche Spannung induziert, die gegen die Spannung des Transformators HT ungefähr 90 in der Phase verschoben ist, so bewirkt diese Spannung eine Verdrehung der Schleifringspannung und damit der Kommutatorspannung des Frequenzumformers. Da diese zusätzliche Spannung nur dem primären Strom des Induktionsmotors proportional ist, dreht sich bei richtiger Bemessung die Kommutatorspannung des Frequenzumformers bei jeder Belastung um den gleichen Winkel, um den sich die Schleifringspannung des Induktionsmotors dreht, und hebt dadurch die relative Verdrehung beider Spannungen auf.
Auch wenn keine Kompoundierung verlangt ist, kann ein Transformator KT in der Schaltung der Fig. 2 nur zum Zweck der Aufhebung der genannten Verdrehung verwendet werden.
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Die Schaltungen Fig. 1 und 2 sind für unter-und übersynchronen Betrieb brauchbar. Wird bei Durchgang durch Synchronismus keine Umschaltung der Verbindungen zwischen Erregermaschine K1 und Erregerwicklung e vorgenommen, so darf auch in den Verbindungen von Transformator KT über
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Der Transformator KT ist in Fig. 2 in Reihe zur Sekundärwicklung des Transformators HT gezeichnet, er kann natürlich auch in Reihe zu dessen Primärwicklung geschaltet werden.
Es ist bekannt, den ohmschen Abfall des zur Kompoundierung notwendigen zusätzlichen Erregerstromes durch einen Kompoundtransformator zu decken, dessen Primärseite ebenfalls vom Primärstrom des Induktionsmotors durchflossen ist und dessen Sekundärstrom über einen konstanten Widerstand den Schleifringen des Frequenzumformers zugeführt wird. Dieser Strom muss gegenüber dem von der Sekundärspannung des Transformators KT erzeugten Strom um 90 in der Phase verschoben sein. Statt einen besonderen Transformator aufzustellen, der diesen Strom erzeugt, kann auch der Transformator KT mit einer zweiten, entsprechend geschalteten Sekundärwicklung ausgeführt werden.
Unter Umständen genügt es, wenn die zur Deckung des ohmschen Abfalles des zusätzlichen Erregerstromes bestimmte Spannung mit dem Strom nicht in Phase, sondern 300 dagegen verschoben ist, In dem Fall kann eine vereinfachte Schaltung nach Fig. 3 angewendet werden, wobei nur der Stromkreis des Frequenzumformers gezeichnet ist. In Fig. 3 bedeutet N wieder das Netz. Der Hilfstransformator HT ist sekundär mit geöffnetem Nullpunkt ausgeführt und in diesem Nullpunkt ist die Sekundärwicklung des Transformators KT mit den drei Phasen e, el, t"'eingeschaltet. Die Primärwicklung des Transformators KT ist vom Primärstrom des Induktionsmotors durchflossen.
Beide Sekundärwicklungen HT und KT speisen in Reihe über der Regulierwiderstand r2 die Schleifringe s/, s. s/ des Frequenzumformers F, dessen Kommutator die Eregerwicklung der Erregermaschine speist. Ausserdem aber ist die Sekundärwicklung des Transformators KT noch über einen konstanten Widerstand ri mit den Schleifringen S2 in Phasenvertauschung derart verbunden, dass die Phase t'des Transformators, die über den Widerstand r2 mit dem Schleifring s/verbunden ist, über den Widerstand reg mit dem Schleifring s/" verbunden ist.
Der über den Widerstand rs fliessende Strom bewirkt im Erregerkreis der Kommutatormaschine eine nur dem primären Strom des Induktionsmotors proportionale Spannung, die gegen den zur Kompoundierung verlangten zusätzlichen Erregerstrom um 30 in der Phase verschoben ist und dessen ohmschen Abfall wenigstens annähernd deckt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Kompoundierung einer Kaskade, bestehend aus Induktionsmotor und NebenschlussKommutatormaschine, dadurch gekennzeichnet, dass dem Erregerkreis der Kommutatormaschine über einen Frequenzumformer eine Spannung zugeführt wird, die dem primären Strom des Induktionsmotors und dem Schlupf, mit dem der Induktionsmotor bei diesem primären Strom arbeiten soll, proportional ist.