Elektrische rotierende Maschine Gegenstand vorliegender Erfindung ist :eine elektri sche rotierende Maschine, die entweder als Generator mit Fremdantrieb für mindestens zwei verschiedene Frequenzen oder als Frequenzumformer dienen kann und als ein ein einziges Flussleitersystem aufweisender Ein ankerumformer tausgebildet ist.
Durch eine besondere Einrichtung der Induktor-Feldwicklung kann bei be kannten Maschinen die Gleichstromzuführung bürsten los :erfolgen.
Solche Maschinen werden z. B. zur Umformung von Landesversorgungs-Netzfrequenz .in Mittelfrequenz be nützt.
Bei diesen bekannten Frequenzumformern sind in folge der überlagerung :der hoch- und niederfrequenten Flüsse ,gewisse Pole stärker gesättigt .als andere, wodurch eine asymmetrische Flussverteilung hervorgerufen wird, die in die Wicklung höherer Frequenz :
erhebliche Span- nungsdifferenzen induziert. Ausserdem sind Strom- und Feldbelag unsymmetrisch über den Rotorumfang ver teilt, wodurch eine starke Verzerrung oder Spannungs- und der Stromkurve hervorgerufen wird. Die bekannten Maschinen weisen deswegen auch einen .schlechten Wir kungsgrad auf und ihr Rotor ist unsymmetrischen magnetischen Zugkräften ausgesetzt, wodurch die Lager abnützung vergrössert und die Gangruhe gestört wird.
Vorliegende Erfindung betrifft :eine rotierende .elek trische Maschine, die entweder als Generator mit Fremd antrieb für mindestens zwei verschiedene Frequenzen oder als Frequenzumformer dienen kann und als ein ein einziges Flussleitersystem aufweisender Einankerumfor- mer ausgebildet ist,
dessen einer Magnetteil mit minde stens zwei mit Gleichstrom gespeisten Feldwicklungen verschiedener Polzahl ausgerüstet ist und,dessen anderer Magnetteil ebenfalls mit mindestens zwei Wicklungen von :
entsprechenden Polzahlen versehen ist, wobei bei Generatorbetriebdiese zwei letztgenannten Wicklungen induzierte Wicklungen sind und .bei Umformerbetrieb eine derselben mit ein oder mehrphasigem Wechsel strom gespeist wird und ebenfalls als Feldwicklung wirkt und die :andere eine induzierte Wicklung ist.
Diese Maschine zeichnet sich ,gegenüber den bekannten Maschinen dadurch aus, dass auf beiden Magnetteilen der Maschine die niederpoligen Wicklungen ,gegenüber den hochpoligen um 90 elektrisch verschoben sind.
Die Statorwicklungen können z. B. beide ,gen:erato- rnsch arbeiten, indem die Maschine durch :die Welle des Rotors eines Motors angetrieben wird und somit in die sen Statorwicklungen Ströme verschiedener Frequenzen induziert werden, wobei aber .die Maschine nur einen einzigen Statoreisenkörper und einen einzigen Rotor eisenkörper, kurz ein einziges Flussleitersystem genannt, aufweist,
welches also Flüsse verschiedener Frequenzen leitet.
Diese Maschine kann gleichzeitig :motorisch und ,ge- neratorisch arbeiten, indem beispielsweise :eine der Sta- torwicklungen mit Wechsel- oder Drehstrom der La.n- desversorgung gespeist wird, während eine andere Sta- torwicklung Wechsel- oder Drehstrom anderer Frequen zen :abgibt.
In diesem Falle arbeitet die Maschine als Frequenzumforiner, wobei sie ebenfalls den genannten Vorteil aufweist, dass sie nur ein einziges Flussleitersy- stem besitzt.
Die Zeichnungen stellen .den Erfindungsgegenstand, teils schematisch, in verschiedenen beispielsweisen Aus- führungsformen dar.
F.ig. 1 und 2 sind Querschnitte von zwei verschiede nen Ausführungsbeispielen der Maschine.
Fig. 3 und 4 ,sind Draufsichten :auf ,die Polflächen von zwei weiteren Ausführungsbeispielen des Rotors in Abwicklung dargestellt.
Fig. 5 ist ein Teilquerschnitt durch Stator und Rotor eines weiteren Ausführungsbeispiels.
Fig. 6 bis 17 sind schematische Teilquerschnitte von anderen Ausführungsbeispielen des Rotors, in welchen die Anordnung der Wicklungsräume mit den Wicklun gen dargestellt ist.
Fig. 18 ist das Schema eines Ausführungsbeispieles .eines Frequenzumformers.
F:ig. 19 ist ein Längsschnitt der Maschine nach Fig. 18 reit einer Abart der Erregungsvorrichtung verse- hei und deren Statur un<B>d</B> Rotor nach der Linie XIX- XIX der Fig. 5 geschnitten sind.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt nur die elektrisch und magnetisch aktiven Teile der Maschine ,im Querschnitt. Der geblechte Statoreisenkörper St weist beispielsweise zwölf grosse Nutlöcher 1 auf,
die mit einer zweipoligen motorischen Drehfeldwicklung 2 be legt sind. Diese Wicklung 2 wird mit Drehstrom der Landesversorgung von 50 Hz .gespeist.
Eine achtpolige generatori.sche Wicklung 3 für die höhere Frequenz, beispielsweise 200 Hz, ist in kleineren Nutlöchern 4 untergebracht, von denen die Hälfte eine halsförmige Fortsetzung der grossen mit der Wicklung 2 belegten Nuten 1 bilden. Die andere Hälfte der kleine ren Nutlöcher 4 hingegen befindet sich zwischen den Zahnköpfen 5 der Statorbleche St.
Der rotierende Teil R weist eine motorische Feld- wicklung 7 :auf, die beispielsweise -zweipolig ist und deren aktive Teile in zwei zur Rotationsachse symme trisch angeordneten Längs-Wickelräumen 8 unterge bracht ist.
Dieser zweipolige Teil R gleicht in Form und Wirkungsweise dem bekannten Doppel-T-Anker. Nur an der Peripherie hat er noch eine in Nuten 10 eingelegte Feldwicklung 9, ;
die beispielsweise in Fig. 1 achtpolig ist und Polschenkel 11 umschlingt. Die Wickelräume 8 der niederpoligen Wicklung sind auf der Mittelachse von zwei Polendes hochpoligen Systems gelegen.
Das gemeinsame Flussleitersystem besteht aus einem geblechten Statur Eisenpaket und dem Rotorkörper, dessen Feldwicklungen mit Gleichstrom erregt werden.
Wird die Maschine zur Umformung von Netzfre- quenz in höhere Frequenz verwendet, so dient die nie- derpolige Stator-Drehstromwicklung Tals motorische und erregt im Flussleitersystem ein Drehfeld mit der Kreis frequenz co. In diesem Stator-Drehfeld läuft der Rotor asynchron .an.,
wozu ein nicht dargestellter Kurzschluss käfig dient. Nach asynchronem Anlauf erfolgt die Feld erregung des Rotors, wodurch er in den Synchronismus gezogen wird. Die niederpolige Erregung wirb teilweise vom Stator-Drehfeld geliefert, welches vom Netz ge speist wird, und ferner noch vom Erregerfluss der nieder- poligen Rotor-Feldwicklung. Die Summe des elektri schen Stator-Drehfeldes :und des Rotor-Drehflusses der niederpoligen Wicklung ;
bilden den Grundfluss. Auf die- sem. niederpoligen Grundfluss reitet ;der höherpolige Drehfluss, indem sich diese superponieren.
Praktische Versuche haben bewiesen, dass die höherpolige Statorwicklung die niederpolige Rotorwick- lung nicht beeinflusst und umgekehrt.
Die diesbezüglich scharfe Trennung ist !darauf zurückzuführen, dass die Pollücken der niederpoligen Rotor-Feldwicklung jeweils in der Mittelachse zweier Pole des hochpoligen Systems angeordnet ist.
Wird aber der Rotor .an ;der Welle 12 ,durch mecha nischen Fremdantrieb in Umlauf gebracht; dann können beide Statorwicklungen 2 und 3 .generatorisch bean- spracht wenden.
Wird hingegen die zweipolige Stator- wicklung 2 mit 50 periodischem Wechsel- oder Dreh strom gespeist, so läuft der Rotor mit 3000 U/min um und die achtpolige Rotorwicklung- 9 induziert in der achtpoligen Statorwicklung 3 eine zweihundert-periodige Wechselspannung. Es kann auch die !achtpolige Stator- wicklung 3 mit Wechsel- oder Drehstrom ,
gespeist wer den und die zweipolige Wicklung 2 Wechselstrom von entsprechend niederer Frequenz abgeben, der zur Ener gielieferung dient.
Fig. 2 zeigt schematisch im Querschnitt die aktiven Teile im Prinzip wie Fig. 1, jedoch .mit vertauschten Rollen von; Rotor untd Statur. Der Statur 1 ist innen .an- geordnet und .der Rotor R läuft aussen um.
Die Bezugs- zeichen und Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind den Bezugszeichen .und der Wir- kungsweise ;der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform analog.
Fig. 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsbeispiele von Polflächen-Formen in Abwicklung, die zur Erzielung sinusförmmger Spannungen und Ströme bei konstantem Luftspalt :angewendet werden. können.
Es sind die Pol flächen N und S von zwei Ausführungsformen eines achtpoligen Rotors R für ;das zweihundert-.pzrio,dige System von Maschinen nach dem Erfindungsgegenstand dargestellt. Wie dargestellt sind die Nuten n geradlinig und werden von den Polflächen teilweise überlappt.
Fig. 5 zeigt den Teilquerschnitt eines weiteren Aus führungsbeispiels einer praktisch ausgeführten Maschine. Der Rotor R ist motorisch zweipolig und ge- neratorisch achtpolig. Von den Polschenkeln 11 des achtpoligen Systems sind drei ,ganz und zwei halb sicht bar dargestellt. Diese Polschenkel 11 werden von der Feldwicklung 9 umschlungen, die .mit Gleichstrom ge speist wird.
In den Polschenkeln 11 sind noch Wick lungsnuten 13 angebracht, in denen die motorische Feldwicklung 7, beispielsweise (Fig. 5) zweipolig zinge- lenkt ist. Inder hälftigen Darstellung (Fig. 5) sind. jedoch nur die ,einen Spulenseiten der :auf ;drei Spulen verteilten Feldwicklung 7 sichtbar.
Die .andern Spulenseiten befin den sich in den ;diametralen Polschenkeln 11 der nicht dargestellten Hälfte des Rotors R. Dieser auf der Welle 12 festgekeilte Schenkelpol-Induktor läuft in.
dem ste henden Statur St, welcher eine motorische Drehfeld- wicklung 2, die mit Drehstrom gespeist wird, und eine generatorische Wicklung 3 für höhere Frequenz auf weist.
Dieser Schenkelpol Rotor ,mit :dem Eisenkörper R kann,aus massivem Eisen oder auch aus Blechen beste hen. Ist er aus massivem Eisen oder Stahl gebildet, so läuft er motorisch gut an, indem die motorische Dreh feldwicklung 2 ;
des Stators St in seiner Masse starke Wirbelströme induziert. Hat ider Rotor R nach ldem An lauf das Statordrehfeld nahezu reingeholt, so zieht ihn .das polarisierte Feld der motorischen Gleichstrom-Erre- gerwicklung 7 in, den Synchronismus.
Ferner erregt die generatorische Feldwicklung 9 :die Polschenkel 11 des Rotorkörpers R, indem sich die Felder der verschiede nen Polzahlen überlagern.
Ist jedoch ;der Rotorkörper R aus Blechen zusam mengesetzt, die in axialer Richtung geschichtet sind, so können sich durch die Induktion des Statordrehfeldes keine Wirbelströme mehr bilden. Es ist dann eine be sondere Anlaufwicklung erforderlich.
Diese kann aus metallenen Verschlusskeilen 14 ,gebildet wenden, welche in den Pollücken die Feldwicklung 9 abdecken und sie bezüglich der Fliehkräfte in radialer Richtung festhalten:
Diese Metallkeile 14 werden auf beiden Seiten des Rotors mit Kurzschlussringen (nicht dargestellt) oder je zwei diametral liegende Keile 14 durch Stirnverbindun- gen kurzgeschlossen.
Als Anlaufwicklung können auch in den Nuten 13, ,in welchen ;die ;aktiven Teile der Feldwicklung 7 eirege- - legt sind, Metall- bzw. Kupferstäbe 15 ,an ,beliebiger Stelle angebracht werden, die mit Kurzschlussringen oder Stirnverbindungen kurzgeschlossen werden.
Ferner können die Metallkeile 14 zusammen mit den Stäben 15 zu einer gemeinsamen Anlaufwicklung heran- gezogen werden, indem diese auf einer Seite mit .einem gemeinsamen Metallring verschweisst oder verlötet sind, während sie auf der andern Seite<B>je</B> ihrer wirksamen Polteilung entsprechend mit Stirnverbindungen ge schlossen werden.
Diese Anlaufwicklung dient im Betrieb der Maschine, insbesondere bei Belastungsstössen -als Däm- pferwicklung und verhütet das Aussertrittfallen dersel ben.
Eine Maschine zur Umformung von Drehstrom von 50 Hz auf 200 Hz wurde mit einem Rotor nach Feg. 5 ausgerüstet, dessen acht Pölschenkel 11 mit Polschuhen nach Fig.3 versehen waren. Im Betrieb zeigte der Kathodenstrahl-Oszillograph :in der zweihundert-perio- digen Wicklung gute Sinusform von Strom- und Span nungskurve ohne Oberwellen.
Ferner wurde auch gleichzeitig in der fünfzig-perio@digen Stator-Motorwick- lung ider sinusförmige Verlauf von Strom und Spannung beobachtet.
Diese .gute Sinusform in oder fünfzigperiodi- gen Wicklung ist hauptsächlih auf die Verteilung der Rotorfeldwicklung 7 zurückzuführen (drei Teilspulen 7), im Gegensatz zu konzentrierten Wicklungen mit nur einer einzigen Spule.
Mit einem zweiten Versuchsrotor i *t konzentrierter fünfzig-periodiger Feldwicklung und ni <B>C</B> rechteckigen Polschuhen des zweihundert-periodigen Induktorteiles wurden im gleichen Stator in den Wick lungen 2 und 3 sehr starke Oberwellen beobachtet.
Demzufolge sind diese Ausführungsformen der Pol schuhe nach Fig. 3 und 4 sowie die verteilte Feldwick lung 7 nach Fig. 5 Voraussetzung der einwandfreien be triebstechnischen Funktion der erfindungsgemässen Maschine seit überlagerten Drehflüssen bzw. -feldern verschiedener Frequenz.
Mit dem rotierenden Teil R nach Fig. 5, ausgerüstet mit Polschuhformen nach Fig. 3 oder 4, wurde auch :das Problem einseitig auftretender magnetischer Zugkräfte zwischen dem Rotor- und Statorfeld gelöst. Diese einsei tigen magnetischen Zugkräfte werden durch Unsymme trisch verteilte Feld-Ampere-Windungen bzw. Stromlei- ter im Induktor verursacht.
Diese treten immer dann auf, wenn in deinem :gemeinsamen Wickelraum b;zw. in ein und derselben Nute oder Pollücke, Leiter von Feld windungen beider Erregerwicklungen verschiedener Polzahl zusammen zu liegen kommen, deren Stromrich tung entgegengerichtet ist. Die dadurch hervorgerufenen magnetischen Unsymmetrien verursachen magnetisches Heulen, stören die mechanische Gangruhe und können den Rotor am Statorblechpaket zum Streifen bringen.
Diese Mängel haben die Entwicklung der Wechsel strommaschine mit überlagerten Drehflüssen bisher im Keime erstickt.
Bei dieser Maschinengattung nach dem Erfindungs gegenstand sind diese technischen Mängel vollständig beseitigt. Eine Versuchsmaschine, ausgerüstet mit einem Rotor nach Fig. 5 für Drehstromumformung von 50 Hz auf 200 Hz arbeitet so gangruhig wie der normale moderne Drehstrommotor und .weist :auch kein ;magneti- sches Heulen mehr auf.
Dies .kann dadurch erzielt werden, idass .die aktiven Teile der Rotor-Feldwicklungen verschiedener Polzahl in verschiedenen voneinander getrennten Wickelräumen angeordnet werden (Fig. 6 bis 12 und 15).
Werden jedoch aktive Teile von Wicklungen verschiedener Pol zahl im gleichen Längs-Wickelraum untergebracht, (Fig. 11 bis 14) so darf dies nur mit solchen Feldstrom leitern geschehens -deren Erregerströme in gleicher Rich tung fliessen. Demzufolge können sogar Längs-Wick- lungsräume, in welchen zwei aktive Teile von verschie denen Feldwicklungen liegen, :
die aber Ströme gleicher Richtung führen, durch im Eisenkörper des rotierenden Teiles R vorgesehene Schlitze oder Lücken miteinander verbunden werden. Werden zwei aktive Teile von Wick lungen verschiedener Polzahl in denselben Wickelraum gelegt oder mehrere Längs-Wickelräume mit aktiven Teilen von Windungen verschiedener Polzahl,
die aber Ströme .gleicher Richtung führen durch Schlitze im Flussleiter des rotierenden Teiles der Maschine zus.am- mengeschlossen, so sind nicht nur die Richtungen der durch diese aktiven Teile der Wicklungen geführten Ströme zu beachten, sondern auch die Summe der da durch vereinigten Ampere-Windungen, um eine symme trische Feldstärke-Verteilung an der Peripherie des rotierenden Teiles der Maschine zu erhalten.
Die folgenden Figuren zeigen verschiedene Ausfüh rungsbeispiele des rotierenden Teiles der Maschine schematisch 2m Querschnitt. In diesen Figuren sind die aktiven Stromleiter schematisch je nach der Richtung der Ströme, die ,sie führen, durch ein Kreuz oder einen Punkt dargestellt.
Fig. 6 ist ein Rotorkörper R mit einer zweipoligen Feldwicklung 7, deren aktive Teile konzentriert in zwei :diametral liegenden Längswckelräumen 8 liegen, die die Form von Längsnuten aufweisen, angeordnet sind. Die Feldwicklung 9 für die höhere Frequenz ist vierpolig ausgeführt. Somit ist das Übersetzungsverhältnis der Frequenzurnformung 1:2.
Bemerkenswert ist, dass bei allen den oben beschriebenen, sowie bei den hernach beschriebenen Ausführungen die Schlitze der Wickel räume in welche die aktiven Teile der niederpoligen Wicklung 7 eingelegt sind, in der Mittelachse a eines Polen des hochpoligen Systems liegen, d. h. jede nieder polige Wicklung ist um 90 :elektrisch in bezug auf die hochpolige Wicklung verschoben.
Mit einer Maschine @dieser Art kann beispielsweise Wechsel- oder Drehstrom von 50 Hz auf 100 Hz umge formt werden. Ferner kann auch beispielsweise in einem schon vorhandenen Netz einer Umformieranlage, wenn nur eine relativ kleine Leistung für Spezialwerkzeuge benötigt wird, der vorhandene höherfrequente Wechsel- oder Drehstrom von 200 Hz auf 400 Hz umgeformt werden.
Die motorische zweipolige Feldwicklung 7 in- @duziert in :einer zweipoligen Statorwicklung mit 12 000 Umläufen des Rotors R pro Min. 200 Hz. Die generato- rische vierpolige Feldwicklung 9 induziert m einer vier- poligen Statorwicldung 3400 Hz.
Die spezifische Lei stung eines solchen Frequenz-Zwischenwandlers. ist wegen der hohen Umlaufgeschwindigkeit ausserordent- lich hoch und mit nur kleinen Verlusten verknüpft. Diese Frequenz-Zwischenumformung kann auch von oben nach unten .geschehen, wenn beispielsweise ein Umformernetz für 400 Hz schon vorhanden ist und kleine Leistung für 200 Hz :gebraucht wird.
Bei Umfor mern nach dem Erfindungsgegenstand ,zur Umformung nach oben oder nach unten, ist die Rotor-Anlaufwick- lung so einzurichten, dass sie auf beide Statorwicklungen 2 und 3, ob dieselben motorisch wirken oder nicht, durch Induktion anspricht.
Fig. 7 ist ein Rotorkörper R, mit einer zweipoligen Feldwicklung<B>7,</B> deren aktiven Teile in zwei diametralen Längsnuten 8 konzentriert angeordnet sind. Die Feld- wicklung 9 für die höhere Frequenz von denen einzig die :aktiven Teile dargestellt sind, ist sechspolig.
Die Wirkungsweise undRTI ID="0003.0197" WI="40" HE="4" LX="1454" LY="2621"> Anwendungsmöglichkeiten sind analog der Ausführungsform nach Fig. 6, nur das über- setzungsvcrhältms der Frequenzen ist 1:3. Auch bei die ser schematischen Darstellung sind Einzelheiten, z. B. die Anlaufwicklung nicht ersichtlich.
In Feg. 8 ist ein Rotorkörper R, schematisch darge stellt, welcher mit einer zweipoligen Feldwicklung 7 so wie mit einer achtpoligen Feldwicklung 9 ausgerüstet ist, wobei nur die aktiven Teile dieser Feldwicklungen dar gestellt sind.
In Fig. 9 ist ein Rotorkörper R, mit einer zweipoli gen Feldwicklung 7 sowie einer zehnpoligen Feldwick lung 9 schematisch dargestellt, wobei nur die aktiven Teile dieser Feldwicklungen dargestellt sind.
In Fig. 10 ist ebenfalls ein Rotorkörper R, mit einer zweipoligen Feldwicklung 7 sowie einer zwölfpoligen Feldwicklung 9 schematisch dargestellt, wobei :aber nur die aktiven Teile dieser Feldwicklungen dargestellt sind.
Fig. 11 zeigt einen Rotorkörp.er R, mit einer vierpo- ligen Feldwicklung 7, deren aktiven Teile in den Längs- Wickelräumen 8 konzentriert angeordnet sind, sowie ,einer achtpolgen Feldwicklung 9, in schematischer Dar stellung.
Auch ihre Wirkungsweise und Anwendungs- möglichkeiten sind analog denjenigen der bisher darge stellten Ausführungsbeispiele nach Fig. 6-10.
Fig. 12 zeigt einen Rotorkörper R schematisch im Querschnitt. Die zweipolige Feldwicklung 7, deren aktive Teile in den Längswickelräumen 8 untergebracht sind,
sind auf drei Teilspulen verteilt angeordnet. Die Feldwicklung 9 ist achtpolig und die aktiven Teile der selben liegen .auch in den Längs-Wickelräumen 10 an der Peripherie des Eisenkörpers, welcher auf der Welle 12 festgekeilt ist.
Dieser Rotor entspricht prinzipiell demjenigen in Fig. 5, soweit dies schematisch darmustel- len ist. Von diesem prinzipiellen Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 sind diejenigen nach Fig. 13 und 14,abge- leitet.
In den Ausführungsbeispielen der Fig. 13 und 14 ist der Rotorkörper R bezüglich der Polzahl und räumlichen Anordnung der Feldwicklungen 7 und 9 der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsforen analog. Hingegen sind die Längs-Wickelräume der ,zweipoligen Feldwicklung 7 in: welchen d ie aktiven Teile :
dieser Wicklung angeordnet sind. durch Schlitze 16 mit denjemgen Längs-Wickelräu- men der achtpoligen Feldwicklung 9 verbunden" in wel chen die aktiven Teile dieser Feldwicklung 9, die Ströme gleicher Richtung führen, wie die aktiven Teile der Feldwicklung 7 untergebracht sind.
Diese beiden Aus führungsbeispiele nach Fig. 13 .und 14 können auch auf andere Polzahlen .mit anderer Unterteilung der Feld wicklung 7 übertragen werden.. Ein solches Beispiel ist in den Fig. l5-17 dargestellt.
Fig. 15 stellt .einen Rotorkörper R dar, der an der Welle 2 festgekeilt ist und dessen zweipolige Feldwick lung 7 deren aktive Teile in den Längswickelräumen 10 angeordnet sind, auf zwei Teilspulen verteilt ist.
Die Wickelräume 10, in denen die aktiven Teile dieser Wicklung eingelegt sind, sind in gleicher Waise nach der Peripherie des Rotorkörpers R geöffnet, wie diejenigen. der achtpoligen Feldwicklung 9.
In den Ausführungsbeispielen d er Fig. 16 und 17 ist der Rotorkörper R der Polzahl und räumli chen Anordnung der Feldwicklungen 7 und 9 des in Fig. 15 dargestellten Ausführungsbeispiel analog. Hin gegen sind die Längs-Wickelräume, in.
welchen ,die akti ven Teile der zweipoligen Feldwicklung 7 angeordnet sind durch die Schlitze 16 mit ,denjenigen Längs-Wickel- räumen verbunden, in welchen aktive Teile der acht- poligen Feldwicklung 9 angeordnet sind, die Ströme - führen, deren Richtung gleich der durch die aktiven Teile,
der Wicklung 7 .geführten Ströme ist und welche ausserdem auf der gleichen Seite der Polachse p des Feldbereiches der niederen Polzahl liegen:.
Die Polachsen sind in Fig. 6-17 durch strichpunk- tierte Linnen p angegeben und verlaufen ldurch die Pol- mitte zweier benachbarter Pole ungleicher Polarität.
Bei zweipoligen Induktoren verläuft die Polachse, .die aus zwei Hälften, des Nord- und Südpoles, besteht, im Winkel von 180 . Bei vierpoligen Induktoren (Fig. 11) verlaufen ldie Polachsen p eines benachbarten Polpaares im Winkel von 90 .
Die Längs-Wickelräume, in welchen die aktiven Teile der Wicklungen 7 und 9 verschiedener Polzahl angeordnet .sind, Fig. 13, 14, 16 und 17, und welche durch ldie Schlitze 16 miteinander verbunden sind, kön nen,auch je als. :ein .gemeinsamer Wicklungsraum ausge führt wenden, deren Form beliebig gestaltet werden kann, soweit es praktisch von Nutzen ist.
Es können beispielsweise Nutenformen, zur Anwendung in den be schriebenen Teil R gelangen, wie sie als Statornuten in Fig. 1 und 2 in .den Statoren 1, mit -den Wicklungen 2 und 3 .dargestellt sind.
Bei solchen Wicklungsnutenkombinatnonen, die aus ,einerRTI ID="0004.0235" WI="14" HE="4" LX="1275" LY="1105"> grösseren und einer oder mehreren kleineren Nuten bestehen, ist es wickeltechnisch einfacher, die beiden Wicklungen 2 und 3 in dem Stator St lder Fig. 1 und 2 elektrisch gegeneinander zu isolieren,
indem die Nuten mit Iden aktiven Teilen der Wicklung 2 je mit einem Deckstab 17 aus Isoliermaterial geschlossen wer .den, bevor die aktiven Teile der Wicklung 3 in den oberen Nut-enteilen .eingelegt wenden.
Dieser Deckstab 17 zwischen -den beiden :aktiven Teilender .Statorwick- lungen 2 und 3 kann auch aus Metall bestehen und mit einer schlauchförmigen Schicht aus elektrischem Isolier- materlal umgeben sein.
Wird .nun diese Metalleinlage des Deckstabes 17 sämtlicher Nuten ,geerdet, so kann, niemals die höhere Spannung der motorischen Wicklung 2 ,bei Wicklungsdefekten auf die niedere Spannungsseite .der höher frequenten Wicklung 3 und deren Stromkreise übertreten.
Die Erdung des Statoreisenkörpers, in dem noch die anderen aktiven Teile der Wicklung 3 in den separaten kleinen Nuten 4 liegen, ist für diese Berüh- rungs-Schutzmassnahme Voraussetzung.
Werden jedoch diese Deckstäbe 17 bzw. ihre Metall einlagen aus ferromagnetischem Material hergestellt, so kann sich über diese, beispielsweise Eisenstäbe, ein Streufluss zwischen den beiden Stator- bzw.
Ankerwick lungen 2 und 3 ausbilden. Diese Eiseneinlagen 17 zwi- schen Aden Wicklungen 2 und 3 können so dimensioniert werden, dass sie für den höher frequenten Drehfluss die magnetischen Rückschlüsse bilden., so d Lass praktisch dieser Fluss von äusseren motorischen Eisenrücken ferngehalten wird.
Diese Metalleinlagen 17 können :auch, sowohl aus, unmagnetischem wie magnetischem Material bestehend, von U-förmigem Querschnitt sein und sich an die Nuten- wände der kleinen Nuten 4 anschmiegen.
Fig. 18 ist eine schematische Darstellung eines Bei spiels einer erfindungsgemässen Frequenzumformers. Der 50 periodige Drehstrom wird über einen Stecker 18 und einen Schalter 19,der motorischen Statorwicklung 2 zugeführt. Diese weist beispielsweise für jede Phase eine Wicklung auf, ,die aus zwei Spulen besteht,
die in Paral- lel-Stern-Schaltung .geschaltet sind.
Die generatorische Wicklung 3 weist beispielsweise für jede Phase eine Wicklung auf, die .aus vier Spulen besteht, die beliebig geschaltet werden können, z. B. wie dargestellt in Serie-Parallel-Sternschaltung. An den Enden dieser Wicklung 3 sind Stecker 20 angeschlossen, deren Kabel zu den höher frequenten Verbrauchern führen. Der Sternpunkt dieser Wicklung 3 ist ,geerdet.
Die Feldwicklungen 7 und 9,des Rotors R sind über zwei Gleichrichter 21 (Dioden) erregt. Es ist vorteilhaft, hiefür die bekannten Silizium-Leistungsdioden zu ver wenden, weil diese den Fliehkräften gewachsen sind und Betriebstemperaturen von 150 C vertragen können.
Der Wechselstrom für die Erregung wird von dem Drehstromnetz, welches die motorische Wicklung 2 speist, geliefert und der primären Statorwicklung 22 eines Transformators T zugeführt. Durch Induktion über einen Luftspalt 24 wird der Erregerstrom meiner rotierenden Sekundärwicklung 23 induziert und schliesst sich über die Gleichrichter 21 und die Feldwicklungen 7 und 9, indem je ein Pol .an .der Masse :des Rotors R liegt.
Für diese Übertragung des Erregerstromes höherer Spannung des Starkstromnetzes auf niedere Spannung der Feldwicklung 7 und 9 kann beispielsweise ein be kannter radial geblechter Transformator verwendet wer den, dessen Eisenkern aus zwei Teilen 25, 26 besteht, welche durch den Luftspalt 24 getrennt sind. Der eine Teil 25 ist ruhend mit der Primärwicklung 22 in dem Statorgehäuse angeordnet.
Der andere Teil 26 ist auf der Rotorwelle 12 befestigt und läuft mit dem Rotor R um, welcher die Sekundärwicklung 23 trägt.
Als Übertragungselement könnte auch ein normaler kleiner Drehstrommotor-Stator (Fg. 19) mit genutetem Blechpaket verwendet werden. Die Primärwicklung 22 wird dann dreiphasig gewickelt und am Drehstromnetz angeschlossen. Die Sekundärwicklung 23 wird drei- oder sechsphasig geschaltet und der Erregerstrom kann über drei bzw.
sechs Dioden 21 den Rotor-Feldwicklungen 7 und 9 zugeführt werden. Die dreiphasige Primärwick lung wird so ,geschaltet, dass das Drehfeld entgegen der Richtung des Rotors umläuft. Somit ist bei Stillstand die Frequenz in der Sekundärwicklung gleich der Frequenz der Primärwicklung und bei Betriebsgeschwindigkeit ist die Frequenz in der Sekundärwicklung das Zweifache der Frequenz des die Primärwicklung speisenden Dreh
stromes. Die Metallkeile 15 sind elektrisch untereinan der verbunden und bilden einen Käfig.
Der Erregerstrom könnte auch von der höherfre- quenten Wicklung 3 entnommen wenden. Ferner ist es möglich, beispielsweise von der 50-periodigen Wicklung 2 die Grunderregung zu entnehmen,
welche die Soll spannung liefert und in diesem Falle aber über eine zweite Wicklung des Drehfeld-Erregertransformators mit anderer .Polzahl als die der ersteren Wicklung in Hauptstromschaltung den Belastungsstrom der höher frequenten Wicklung 3 zu leiten.
Dieser Belastungsstrom der Wicklung 3 verstärkt bzw. compoundiert die Rotor- Felderregung in Abhängigkeit von der Last. Dadurch wird praktisch konstante Spannung an der höherfre- quenten Wicklung 3 erzielt.