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Maschine zur Umformung oder zur gleichzeitigen Erzeugung von Wechselströmen verschiedener Frequenz.
Das Stammpatent betrifft eine Maschine, die es durch eine besondere Ausbildung der Wicklungen ermöglicht, gleichzeitig und unabhängig voneinander zwei Wechselströme verschiedener Frequenz zu erzeugen oder einen Wechselstrom von gegebener Frequenz in einen solchen von anderer Frequenz umzuformen. Bei derartigen Maschinen kann an Stelle zweier Arbeitswicklungen bei geeignete r Aus- bildung und passender Wahl der Anschlusspunkte auch eine einzige für beide Frequenzen gemeinsame
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bildet den Gegenstand der Erfindung. Sie soll im folgenden an Hand der beigegebenen Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei ist als Ausführungsbeispiel das Polzahlverhältnis 3 : 1 und einphasiger Wechselstrom zugrunde gelegt.
Wenn man 6 Stäbe hat. die je um eine Polleitung des Feldes hoher Polzahl voneinander entfernt liegen und diese in der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Weise verwendet, so bilden gemäss dem Hauptpatent die Punkte j-lj. J die Anschlusspunkte für den Strom hoher Frequenz. Anderseits würde man zwischen Anschlusspunkte Bi und B2, die an die Mitten der mittleren Stäbe 2, 5 der beiden Gruppen 1-2--3, 4-5-6 gelegt sind. einen reinen Strom niederer Frequenz erhalten, da diese Punkte in bezug auf den Strom hoher Frequenz Punkte gleichen Potentials sind. Der Strom hoher Frequenz ist in der Fig. 1, der Strom niederer Frequenz in der Fig. 2 für einen bestimmten Augenblick durch Pfeile angedeutet.
Sowohl für die hohe als für die niedere Frequenz sind danach zwei parallele Stromzweig vorhanden.
Die Stäbe 2 und 5 tragen dabei, weil sie um eine volle Polteilung des Feldes geringer Polzahl auseinanderliegen, nichts zu der Spannung für den Strom niederer Frequenz bei. Sie werden jedoch von diesem Strom gleichfalls durchflossen und erhöhen somit unnötigerweise die Wärmeverluste.
Diesen Übelstand kann man vermeiden, indem man bei sonst gleicher Anordnung der Stäbe die
Verbindungen entsprechend Fig. 3 und 4 ändert. Während bisher der Anfang des ersten Stabes mit dem Ende des sechsten und das Ende des dritten mit dem Anfang des vierten verbunden war, wird nunmehr der Anfang des ersten an den Anfang des sechsten und der Anfang des dritten an den Anfang des vierten geschaltet. Alsdann sind die Punkte und A, einerseits, die Punkte A2 und A4 anderseits Anschlusspunkte für den Strom hoher Frequenz, da zwischen ihnen wieder die Stabgruppen 1-2- : ; bzw. 4-5-6 liegen. Zugleich bilden die Verbindungsstellen der Stäbe 1, 2 und der Stäbe 4. 5 die An- schlusspunkte Bt.
B2 für den Strom niederer Frequenz. Der Verlauf des Stromes hoher Frequenz ist in Fig. 3, der Verlauf des Stromes niederer Frequenz in Fig. 4 durch Pfeile bezeichnet. Während danach der Strom hoher Frequenz alle drei Stäbe der beiden Gruppen 1-2-"), 4-5-6 durchfliesst, bleiben die Stäbe. 3 und 6 vom Strom niederer Frequenz vollkommen frei, der seinen Weg über die beiden parallelen Zweige 1-5 und 2-4 nimmt. Sowohl für die Stäbe 1 und 5 als für die Stäbe 2 und 4 ist dabei die Bedingung des Hauptpatentes erfüllt. Jeder der beiden hintereinander geschalteten Stäbe trägt demgemäss einen Anteil für die Spannung niederer Frequenz bei und der frühere unnötige Wärmeverlust ist demgemäss vermieden.
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können.
Man kann dem aber leicht abhelfen, indem man unter Aufrechterhaltung der sonstige Anordnung in der einen Stabgruppe den vom Strom niederer Frequenz freien Stab etwas anders anschliesst. So ist
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aus wickeltschni-ichen Gründen im allgemeinen wieder nicht unmittelbar hintereinander schalten, sondern solche Stäbe, die um eine Polteilung des Feldes geringer Polzahl auseinander liegen, zu einer Windung zusammenfassen und wird ferner mehrere Stäbe in einer Nut übereinander legen. Eine derartige vollständige Wicklung zeigt die Fig. 7. Al und A3'4 sind die Anschlusspunkte des Stromes hoher Frequenz.
B1, B2 die Anschlusspunkte niederer Frequenz. Die Stromriehtung des Stromes hoher Frequenz ist durch die oberen, die des Stromes niederer Frequenz durch die unteren Pfeile angegeben.
Ist das Polzahlverhältnis grösser, also allgemein (2n+1):1. so treten an die Stelle der zwei Gruppen von drei Stäben zwei Gruppen von 2 ; ?.-l um je eine Polzahl des Feldes hoher Polzahl entfernt liegende in Reihe geschaltete Stäbe. Alsdann können die beiden Gruppen o verbunden werden. dass 2. 4, 8... 2 ib hintereinander liegende Stäbe jeder von ihnen Teilgruppen für den Strom nipderer Freqnpnz bilden, dessen Anschlusspunkte wieder an den Mitten dieser Teilgruppen liegen.
Natürlich können mehrere derartige Wicklungen hintereinander oder parallel geschaltet werden.
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bekannter Weise durch entsprechende Verschiebung mehrerer Teilwicklungen auch mehrphasig aus. bilden. Dabei können für beide Frequenzen gleiche oder verschiedene Phasenzahlen in Betracht kommen. Von Bedeutung ist besonders der Fall, dass der Strom hoher Frequenz ein Mehrphasenstrom. z. 13. Drph- strom, der Strom niederer Frequenz ein Einphasenstrom ist.
Einen n-phasigen Strom hoher Frequenz kann man ohneweiters erhalt@n. wenn man @ nach den vorstehend entwickelten Grundsätzen ausgeführte Wicklungen je nach der Phasenzahl um einen bestimmten Betrag in der Fmfangrichtung verschiebt. Will man jedoch gleichzeitig einen einphasigen Strom niederer Frequenz entnehmen. so sind besondere Schaltungen erforderlich. Man hat dabei die Wahl, entweder die Anschlusspunkte für den Strom hoher Frequenz frei herauszuführen und die Anschlusspunkte für den Strom niederer Frequenz untereinander zu verbinden oder umgekehrt die Anschlusspunkte des Stromes niederer Frequenz frei herauszuführen und die des Stromes hoher Frequenz zu verbinden.
Welche dieser Möglichkeiten in Betracht kommt, hängt von den Umständen des einzelnen Falles ab.
Ausführungsbeispiele für die beiden erwähnten Möglichkeiten sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt.
In den beiden Figuren ist dabei angenommen, dass der Strom hoher Frequenz drciphasig sein sol) und
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in besonderer Weise geschaltet werden. um die richtige Phasenverschiebung für den Strom hoher Frequenz zu erhalten. Gegenüber einer Ausführung mit normalem Verschiebungswinkel von je 120 hat die Verwendung des angenommenen kleineren Versehiebungswinkels von je., n¯ den Vorteil. dass die zwischen
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Phasenverschiebung gegeneinander aufweisen. Der Stromverlauf in den Wicklungen ist wieder durch Pfeile angedeutet, u. zw. beziehen sich die oberen Pfeile auf den Strom niederer Frequenz, die unteren
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ob z.
B. der ganze Stab. j hinter die Stäbe 1- : 2 geschaltet ist, oder ob an die St lle des einen halben Stabes ein damit elektrisch zleichwertig liegender halbar Stab 6 tritt. Sie ist lediglich in Symmetrie-
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schenkeligen Eisenkörpers untergebracht. so dass sie magnetisch miteinander verkettet sind. Zweckmässig werden beide Hilfstransformatoren auf ein gemeinsamdes Ei engestell gesetzt. Auch ist es vorteilhaft, die einzelnen Spulen in der bekannten Zickzackschaltung auf je zwei Kerne zu verteilen.
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sonst an der Schaltung nichts geändert ist.
Zwischen den Punkten A1'', A2', A2''' und anderseits zwischen den Punkten 2 2"besteht, wie sich ohneweiters ersehen lässt, eine reine Drehstromspannung. Für jedes dieser Systeme besteht eine sternförmige Verkettung. Es sind dabei zwei Sternpunkte B1, B2 vorhanden, indem jeder der beiden parallelen Wichlungszweige der einzelnen Phasen gewissermassen für sich verkettet ist. Man kann danach ohneweiters an den beiden verschiedenen Anschlusspunktgruppen verschicdene Ströme abnehmen und unter Umständen auch die eine Gruppe ganz unbelastet lassen. Damit ergibt sich dann aber, dass man
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nunmehr die Anschlusspunkte für das Drehtromsy, tem bilden.
Der Drehstrom hoher Frequenz muss jetzt aber gleichfalls die Hilfsfransformatorwicklung du@chfliessen, Die hedurch erzengten Ampere- windungen heben sich aber auf, wenn nnn, wie früher bereits angegeben, die beiden Hilfstransformatoren
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Spulen in Betracht, die aus mehreren Stäben bestehen. Statt die halben Stäbe parallel zu schalten, wird man alsdmn die betreffenden Spulen mit halber Windungszahl und doppeltem Querschnitt ausführen.
Auch bei der Ausführung nach Fig. 3 liegen in der Praxis natürlich Spulen vor, die um drei Pole des Feldes hoher Polzahl auseinanderliegen. Die zweiten Spulen seiten kommen gerade an die Stellen zu
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am, so dass kein Rtum verloren geht.
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