Für Selbsterregung eingerichtete Synchronmaschine. Synchronmaschinen werden vielfach für Selbsterregung gebaut. Sie erhalten zu diesem Zweck einen mit Erregerkollektor versehenen Anker, welchem der Erregergleichstrom für das Magnetfeld entnommen wird. Bei der artigen Synchronmaschinen kann die Belast barkeit durch. eine eigenartige Dämpfer wicklung erhöht werden, wie aus folgender Überlegung hervorgeht. Das Drehmoment eines Synchronmotors wächst bekanntlich rit der Winkelabweichung zwischen der vom Hauptfeld induzierten elektromotorischen Kraft und der aufgedrückten Klemmenspannung, und zwar bei kleiner Winkelabweichung angenähert proportional mit dieser. Die vek torielle Differenz zwischen Klemmenspannung und induzierter EMK ist, wenn man von der Streuung absieht, gleich der vom Quer feld induzierten EMK.
Der aufgenommene Wattstrom ist der Magnetisierungsstrom dieses Querfeldes. Durch die Winkelab weichung ist somit das Querfeld und durch dieses die Grösse des Wattstromes, also das entwickelte Drehmoment, bestimmt. Je grösser das Querfeld ist, das von einem Wattstrom gegebener Grösse erzeugt wird, desto kleiner ist der aufgenommene Wattstrom für eine gegebene Winkelabweichung und desto kleiner unter sonst gleichen Umständen die maximale Belastbarkeit des Motors. Aus diesem (!runde ist bekanntlich die Überlastbarkeit beispiels weise von synchronisierten Asynchronmotoren, welche einen kleinen Luftspalt haben, bei welchen also ein bestimmter Wattstrom ein besonders grosses Querfeld erzeugen kann, besonders gering.
Die Erfindung bietet nun ein Mittel. das vom Wattstrom erzeugte Querfeld zu ver mindern und dadurch die Belastbarkeit des Motors zu erhöhen, indem auf dem mit Gleichstrom erregten Teil des Motors eine Querfeld-Dämpferwicklung angebracht wird, die mit einem mit wachsendem Querfeld zunehmenden Strom so gespeist wird, dass ihre Ampère-Windungen den Querfeld ent gegenwirken.
Wird beispielsweise bei diesen Maschinen zur Erregung eine Gleichstromwicklung ver wendet, auf deren Kollektor zwei Bürstenpaare schleifen, dann werden diese reit den beiden Phasen der Erregerwicklung (Hauptfelder regerwicklung und Querfelddämpferwicklung) derart verbunden, dass die Hauptfelderreger wicklung auf Selbsterregung, die Querfeld dämpferwicklung dagegen auf Aberregung geschaltet ist.
Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Schaltung. Hier bedeutet 1 die an das Netz angeschlossene Arbeitswicklung, die auf dem rotierenden Teil des Motors angeordnet ist. G ist die mit Kommutator versehene, ebenfalls auf dem rotierenden 'Teil angeordnete Gleichstromwicklung, welche den Erregergleichstrom liefert. Diese Wicklung ist mit den zwei Bürstenpaaren Bh, und Bq versehen und speist über diese Bürsten die Hauptfelderregerwicklung HI und die Quer felddämpferwicklung (Q. Die Wicklungen H und (2 sind auf dem feststellenden Teil des Motors angebracht.
Die Wirkung des Statordrehfeldes auf die beiden zueinander räumlich senkrechten Systeme des Rotors, die durch die Indices Ir und q kenntlich gemacht sind, lässt sich in einfacher Weise erkennen, wenn man sich dieses Drehfeld in zwei in den Axen der Wicklungen q und h verlaufenden Wende feldern 0q und 01, zerlegt denkt, deren Vectoren einen zeitlichen Phasenwinkel von 90 miteinander einschliessen. Das Feld )h induziert. dann eine EMK zwischen den Bürsten Bh und erzeugt somit einen Strom in der Wicklung H. Der Drehsinn des Motors ist so angenommen, dass die so ent stellenden Ampère-Windungen in der Wicklung H die Richtung haben, die durch den mit A1Wh bezeichneten Pfeil angegeben ist. Diese Ampère-Windungen sind mit dem Feld I'h, gleichgerichtet und verstärken dieses <B>I</B> Feld.
Die Bürsten Bh, sind also mit der Wicklung HI im Sinne der Selbsterregung verbunden. Unter denselben Voraussetzungen über die Art der Darstellung wird das Feld Oq eine Spannung zwischen den Bürsten Bq induzieren und damit einen Strom in der Wicklung Q erzeugen, dessen Ampère- Windungen All' den erzeugenden Feld e'q entgegenwirken. Die Bürsten B@ sind also mit der Wicklung Q auf Aberregung geschaltet.
Die Wirkungsweise eines so geschalteten Motors ist nun folgende: Wird der Motor auf irgend eine Weise, zum Beispiel mit Hilfe von Anlasswiderständen, die in den Stromkreis der Wicklungen H und Q ein geschaltet sind, angelassen, so wird sich die aus den Wicklungen G und H bestehende Gleichstrommaschine beim Überschreiten der kritischen Drehzahl, die man in die Nähe der synchronen Drehzahl, jedoch noch unter halb derselben legen wird, mit Gleichstrom selbst erregen. Dadurch wird der Motor in den Synchronismus gebracht. Wird er nun belastet, so wird der in der Wicklung _f fliessende Wattstrom ein Feld pq erzeugen.
Dieses Feld, wird aller wegen der auf Ab erregung geschalteten Wicklung (Q nicht in der Stärke entstehen, welche den Ampère- Windungen des Wattstromes in der Wicklung A entspricht, sondern nur in der Stärke, welche der Differenz dieser Ampère-Windungen und der in der Wicklung (Q erzeugten Am- père-Windungen entspricht. Es wird daher eine viel grössere Aufnahme voll Wattstrom in der Wicklung A1 möglich sein, ehe der Motor wegen allzustarkem Anwachsen des Querfeldes ausser Tritt fällt.
An Stelle der getrennten Wicklungen HI und Q kann natürlich auch eine gewöhnliche Dreiphasenwicklung auf dem feststehenden Teil der Maschine verwendet werden, welche mit drei Bürsten auf dem Kommutator der Gleichstromwicklung G in der in Fig. 2 gekennzeichneten Weise verbunden ist. Gegen über den bekannten phasen-kompensierten Asynchronmotoren, bei welchen ebenfalls eine dreiphasige Statorwicklung durch eine mit drei Bürsten versehene, auf dem rotie renden Teil angebrachte Gleichstromwicklung gespeist wird, sind bei dieser Anordnung zwei Verbindungen zwischen Bürsten und Statorwicklung vertauscht.
In Iig. 2 gehört die mit Q1 und bezeichnete Wicklung auch zum Teil der Wicklung 11 an, weil die Ströme der Wicklung H sich über die Wicklungen Q1 und @J_ schlicl;ien. 1)1e 1.esultiereilden :111;, setzen sich somit aus den Ampère-Windungen der drei um 120 verstellten Wicklungen zusammen, soweit sie voll dem Strom erzeugt werden, welcher voll der Bürste Bh, nach (Ion Bürsten eBq fliesst (die umkreisten Lind e Zeichen gehören dein Stromkreis h an, während den Stromkreis Q die einfachere und - Zeichen zugeordnet sind).
Die Richtung der genannten drei A1 Ah muss nun eine solche sein, dass ihre Projektionen auf die Wicklungsaxe von H unter siele mit den erzeugenden Feld 01, gleichgerichtet sind. Der Anschluss der beiden Wicklungen Q1 und (Q2 an die Bürsten Bq1 und Bq2 muss derart sein, dass die Projektionen der AWq auf die zur Wicklung H senkrechte Axe unter sich gleichgerichtet, aber entgegen gerichtet dem Feld fq sind. Die Pfeilrichtung der 1Aq muss dabei in Übereinstimmung mit der Stromrichtung von +Bq2 nach -Bq1 sein.
Ebenso wie bei einem gewöhnlichen Syn chronmotor wird auch hier das Querfeld stets weniger stark sein als das Hauptfeld, also auch zum Beispiel die Spannung alt den Bürsten Bq (Fig. 1) kleiner als die an den Bürsten Bh. Wäre nun die Wicklung Q in der gleichen Weise ausgeführt wie die Wicklung H, so dass die beiden Wicklungen zusammen eine gewöhnliche Zweiphasen- wicklung bilden würden, dann wären die Ampère-Windungen in der Wicklung Q kleiner als die in der Wicklung H und die Wicklung (Q wäre nicht voll ausgenützt. Man kann jedoch die Ampère-Windungszahl der Wicklung (Q vergrössern, indem man dieser Wicklung einen grösseren Querschnitt gibt als der Wicklung H.
Dadurch erreicht man, dass auch die vom Wattstrom in der Wick lung A erzeugten Ampère-Windungen noch grösser werden können; die Überlastbarkeit des Motors wird also dadurch noch weiter erhöht.
Die angegebene Schaltung kann ebenso wie bei Synchronmotoren auch bei Synchron generatoren mit Vorteil verwendet werden. Sie bewirkt hier eine Verminderung des Spannungsabfalles und damit ebenfalls eine grössere Überlastbarkeit der Maschine.