Anordnung zur Erregung von Kommutatorhintermaschinen mit einer dem Schlupf proportionalen Spannung. Für die Drehzahlregelung von Asynchron maschinen verwendet man Kommutatorhinter maschinen, die entweder im Ständer oder im Läufer mit einer dem Schlupf proportionalen Spannung erregt werden, so dass sie eine Spannung erzeugen, die die Sekundärspan nung der asynchronen Vordermaschine ganz oder teilweise aufhebt. Die dem Schlupf proportionale Spannung für die Speisung der Erregerwicklung der Kommutatorhinter maschine kann von der Sekundärwicklung der asynchronen Vordermaschine geliefert werden.
Es zeigt sich dabei, dass die genaue Proportionalität zwischen dieser Spannung und dem Schlupf durch den von dem Be lastungsstrom erzeugten ohmschen Spannungs abfall in der Sekundärwicklung erheblich beeinflusst wird, insbesondere in der Nähe der synchronen Drehzahl. Um dies zu ver meiden, kann man an der Vordermaschine eine sekundäre Hilfswicklung vorsehen, die die Erregerspannung für die Kommutator hintermaschine liefert. Abgesehen davon, dass diese Hilfswicklung eine abnormale Bauart des Läufers der Asynchronmaschine bedingt, so ist auch die von dieser Hilfswicklung ge lieferte Spannung nicht genau proportional dem Schlupf, da sie durch das von der sekundären Hauptwicklung erzeugte, dem Belastungsstrom proportionale Streufeld eben falls induziert wird.
Bei der Anordnung nach der Erfindung wird zur Erregung der Kommutatorhinter maschine mit einer dein Schlupf proportionalen Spannung nicht die Spannung der Sekundär wicklung der Vordermaschine benutzt, son dern ihre Schlupffrequenz. Erfindungsgemäss ist eine von der Sekundärwicklung der asyn chronen Vordermaschine gespeiste Maschine, deren Drehzahl wenigstens angenähert dem Schlupf proportional ist, vorgesehen, die mit einer Maschine gekuppelt ist, die eine ihrer Drehzahl und somit dem Schlupf proportionale Spannung erzeugt, mit welcher die gewünschte Erregung der Kommutatorhintermaschine be werkstelligt wird. Die von der Sekundär wicklung gespeiste Maschine kann ein syn chroner oder asynchroner Motor, oder auch ein Einankerumformer sein.
Bei dieser An ordnung können also die durch den sekun dären Belastungsstrom hervorgerufenen stören den Erscheinungen nicht auftreten, da die Drehzahl des Motors ausschliesslich durch die von der Sekundärwicklung gelieferte Frequenz bestimmt ist.
Die Zeichnung zeigt in Abb. 1 ein Aus führungsbeispiel der neuen Anordnung, wobei die im Läufer mit Netzfrequenz erregte, im Ständer mit einer Kompensationswicklung ausgerüstete Kommutatorhintermaschne 2 mit der asynchronen Vordermaschine 1 mechanisch gekuppelt ist. Für die Erregung der Kommu tatorhintermaschine dient ein synchrones Aggregat, bestehend aus dem vom Netz ge speisten Synchronmotor 3 und einem Syn chrongenerator 4. In den Gleichstromerreger kreis dieses Synchrongenerators ist die dem Schlupf proportionale, gemäss der Erfindung erzeugte Spannung eingeführt. Es ist dazu ein Asynchronmotor 5 vorgesehen, der von den Schleifringen der Maschine 1 aus gespeist wird und der eine fremderregte Gleichstrom maschine 6 antreibt. Ihre Kommutatorspan nung speist den Erregerkreis des Generators 4.
Zur Erregung der Kommutatorhintermaschine 2 mit einer konstanten, beliebig einstellbaren Spannung ist in den Wechselstromkreis des Generators 4 noch ein regelbarer Trans formator 7 eingeschaltet.
Selbstverständlich kann die Erfindung auch in anderer Weise ausgeführt werden, beispielsweise kann für die Erregung der Kommutatorhintermaschine mit Schlupffre quenz die mit der Maschine 5 gekuppelte, also mit einer dem Schlupf der Maschine 1 proportionalen Drehzahl umlaufende Maschine als Asynchronmaschine ausgebildet und im Ständer oder im Läufer mit Gleichstrom erregt werden, so dass in der induzierten Läufer- oder Ständerwicklung dieser Asyn- chronmaschine eine Spannung auftritt, die erstens die Schlupffrequenz der Maschine 1 besitzt und zweitens in ihrer Grösse propor tional dem Schlupf der Maschine 1 anwächst. Diese Spannung wird dann der Erregerwick lung im Ständer der Kommutatorhinter maschine zugeführt.
Ebenso könnte man bei der dargestellten Anordnung die Spannung der Maschine 6 dazu benutzen, den Trans formator 7 in Abhängigkeit von der Schlupf- Frequenz zu verstellen.
Abb. 2 der Zeichnung zeigt ein Aus führungsbeispiel, bei dem die Hintermaschine der Asynchronmaschine als Gleichstrom maschine ausgebildet ist, wobei die Energie der Sekundärwicklung der Asynchronmaschine über einen Einankerumformer der Gleich stromkommutatormaschine zugeführt wird. 11 ist die asynchrone Hauptmaschine, deren Sekundärwicklung über Schleifringe an den Einankerumformer 12 angeschlossen ist. Der Einankerumformer speist in bekannter Weise die mit der Maschine 11 gekuppelte Gleich strommaschine 13. Die Erregerwicklung 14 dieser Gleichstrommaschine wird nun von einer Gleichstromhilfsmaschine 16 gespeist, die mit dem Einankerumformer 12 gekuppelt ist und daher mit einer dem Schlupf propor tionalen Drehzahl läuft. Diese Gleichstrom hilfsmaschine besitzt im Ständer Fremd erregung.
Sie gibt daher bei konstanter Er regung eine genau mit dem Schlupf an wachsende Spannung ab, die ein entsprechen des Erregerfeld in der Gleichstrommaschine 13 erzeugt. Dieses proportional dem Schlupf anwachsende Erregerfeld erzeugt in der Ma schine 13 eine Spannung, die, nachdem sie im Einankerumformer auf Schlupffrequenz umgeformt, die Sekundärspannung der Ma schine 11 ganz oder teilweise aufhebt. Wird die Sekundärspannung der Maschine 11 durch die genannte Spannung vollständig aufge hoben, so kann mittelst der zusätzlichen Er regerwicklung 15 an der Maschine 13 eine vom Schlupf unabhängige Spannung in den Sekundärstromkreis der Maschine 11 einge führt werden, die dann auch eine konstante Belastung der asynchronen Vordermaschine erzwingt.
Erfolgt die Aufhebung der Sekun därspannung nicht vollständig, dann erhält man eine überaus einfache Kompoundierung.
Arrangement for the excitation of commutator rear machines with a voltage proportional to the slip. To control the speed of asynchronous machines, commutator rear machines are used, which are excited either in the stator or in the rotor with a voltage proportional to the slip, so that they generate a voltage that completely or partially cancels the secondary voltage of the asynchronous front machine. The voltage proportional to the slip for supplying the excitation winding of the commutator rear machine can be supplied by the secondary winding of the asynchronous front machine.
It turns out that the exact proportionality between this voltage and the slip is significantly influenced by the ohmic voltage drop in the secondary winding generated by the load current, especially in the vicinity of the synchronous speed. To avoid this ver, you can provide a secondary auxiliary winding on the front machine that supplies the excitation voltage for the commutator rear machine. Apart from the fact that this auxiliary winding causes an abnormal design of the rotor of the asynchronous machine, the voltage supplied by this auxiliary winding is not exactly proportional to the slip, as it is also induced by the stray field generated by the secondary main winding, which is proportional to the load current.
In the arrangement according to the invention, the voltage of the secondary winding of the front machine is not used to excite the commutator rear machine with a voltage proportional to your slip, but rather its slip frequency. According to the invention, a machine fed by the secondary winding of the asynchronous front machine, the speed of which is at least approximately proportional to the slip, is provided, which is coupled to a machine that generates a voltage proportional to its speed and thus the slip, with which the desired excitation of the commutator rear machine be made. The machine fed by the secondary winding can be a synchronous or asynchronous motor or a single armature converter.
With this arrangement, the disturbing phenomena caused by the secondary load current cannot occur, since the speed of the motor is determined exclusively by the frequency supplied by the secondary winding.
The drawing shows in Fig. 1 an exemplary embodiment of the new arrangement, the commutator rear machine 2, which is excited in the rotor with mains frequency and equipped in the stator with a compensation winding, is mechanically coupled to the asynchronous front machine 1. A synchronous unit, consisting of the synchronous motor 3 and a synchronous generator 4 fed by the mains, serves to excite the commu tator rear machine. The voltage generated according to the invention, proportional to the slip, is introduced into the DC exciter circuit of this synchronous generator. For this purpose, an asynchronous motor 5 is provided, which is fed by the slip rings of the machine 1 and which drives a separately excited direct current machine 6. Your commutator voltage feeds the excitation circuit of generator 4.
To excite the commutator rear machine 2 with a constant, arbitrarily adjustable voltage, a controllable transformer 7 is switched on in the AC circuit of the generator 4.
Of course, the invention can also be carried out in another way, for example, for the excitation of the commutator rear machine with Schlupffre frequency, the machine coupled to machine 5, i.e. rotating at a speed proportional to the slip of machine 1, can be designed as an asynchronous machine and in the stator or in the rotor Direct current are excited so that a voltage occurs in the induced rotor or stator winding of this asynchronous machine, which firstly has the slip frequency of machine 1 and secondly increases in size proportionally to the slip of machine 1. This voltage is then fed to the exciter winding in the stator of the commutator rear machine.
Likewise, in the arrangement shown, the voltage of the machine 6 could be used to adjust the transformer 7 as a function of the slip frequency.
Fig. 2 of the drawing shows an exemplary embodiment in which the rear machine of the asynchronous machine is designed as a direct current machine, the energy of the secondary winding of the asynchronous machine being supplied to the direct current commutator machine via a single armature converter. 11 is the asynchronous main machine, the secondary winding of which is connected to the single armature converter 12 via slip rings. The single armature converter feeds the DC machine 13 coupled to the machine 11 in a known manner. The excitation winding 14 of this DC machine is now fed by a DC auxiliary machine 16 which is coupled to the single armature converter 12 and therefore runs at a speed proportional to the slip. This DC auxiliary machine has external excitation in the stator.
Therefore, with constant excitation, it emits a voltage that increases precisely with the slip, which generates a corresponding excitation field in the DC machine 13. This exciter field, which increases proportionally to the slip, generates a voltage in the machine 13 which, after being converted to slip frequency in the single-armature converter, completely or partially cancels the secondary voltage of the machine 11. If the secondary voltage of the machine 11 is completely lifted by the said voltage, a slip-independent voltage can be introduced into the secondary circuit of the machine 11 by means of the additional excitation winding 15 on the machine 13, which then also puts a constant load on the asynchronous front machine enforces.
If the secondary tension is not completely eliminated, an extremely simple compounding is obtained.