Maschine zur Frequenzumformung und zur bleichzeitigen Erzeugung von Wechsel strömen verschiedener Frequenz. Zur Frequenzumformung oder zur gleich zeitigen Erzeugung von Wechselströmen ver schiedener Frequenz kann man eine einzige Maschine verwenden und doch ein unab hängiges Arbeiten für beide Frequenzen er zielen, indem man gleichzeitig Felder ver schiedener Polzahl erzeugt und eine ent sprechende Zahl unabhängiger Arbeitswick lungen anbringt. Unter Arbeitswicklungen sind dabei diejenigen Wicklungen zu ver stehen, welche die Wechselströme verschie dener Frequenz führen, die gleichzeitig er zeugt, beziehungsweise ineinander umgewan delt werden.
Diese Arbeitswicklungen müs sen dabei jedoch in besonderer Weise aus geführt sein, und es ist wesentlich, dass die Arbeitswicklung für die niedere Frequenz sich stets auf Gruppen von zwei um eine gerade Zahl von Polen des Feldes hoher Pol zahl entfernten, in Reihe liegenden Leitern zurückführen lässt. Eine derartige Maschine bildet den Gegenstand der Erfindung.
Das Wesen der Neuerung soll in Fol- gendem anhand der beigegebenen Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei ist in erster Linie die Anwendung bei einem Frequenz umformer in Betracht gezogen. Selbstver ständlich lasen sich die Gesichtspunkte aber auch auf einen Doppelgenerator ohne weite res übertragen.
Einleitend sei zunächst noch bemerkt, dass die Maschine in bezug auf die verschie denen Frequenzen. als Sy uchronmascliine oder als Asynchronmaschine oder aber in bezug auf eine Frequenz als Synehronmaschine und in bezug auf die andere als Asynchron maschine ausgebildet sein kann. Im ersteren Falle werden die beiden Felder verschiedener Polzahl durch Gleichstrom erregt, im zwei ten Falle nach der Art der bekannten Asyn chronmaschinen durch Wechselstrom, wäh rend im dritten Falle das eine Feld durch Gleichstrom, das andere durch Wechselstrom hervorgebracht wird. Die Einzelfelder setzen sieh in der Maschine natürlich zu einem resultierenden Felde zusammen.
Dieses he- hält dauernd eine bestimmte Form, wenn die Einzelfelder sich nicht gegeneinander ver schieben, zum Beispiel die beiden Erreger wicklungen eines Induktors durch Gleich strom gespeist werden. Ändern hingegen die Einzelfelder ihre gegenseitige Lage, indem etwa der einen Wicklung Gleichstrom, der andern Wechselstrom zugeführt wird, so än dert sich auch das resultierende Feld fort während. In Fig. 1 ist der Fall angenommen, dass die Polzahlen der beiden Erregerfelder im Verhältnis 3 : 1 stehen. Die Feldkurven seien durch die Fig. la veranschaulicht, und zwar bedeutet die durchgezogene Kurve das Feld geringer Polzahl, die gestrichelt ge zeichnete Kurve das Feld hoher Polzahl. Beide Felder setzen sich zu einem resultie renden Felde zusammen, das durch die strich punktierte Kurve wiedergegeben ist.
Die Form des resultierenden Feldes bleibt natür lich nur dann unverändert, wenn die beiden Einzelfelder eine feste, gegenseitige Lage auf weisen, während im andern Falle die strich punktierte Kurve nur eine Augenblicksform. darstellt. Die Arbeitswicklung für die hohe Fre q@enz muss nun so eingerichtet werden, dass das Feld geringer Polzahl keine Spannung in ihr erzeugen kann. Die Stäbe (Spulen seiten) werden daher so verteilt und geschal tet, wie dies die Fig. 1b veranschaulicht. Diese Figur setzt drei Stäbe, die um je eine Polteilung der höheren Polzahl voneinander entfernt und miteinander in Reihe beschaltet sind. Alle drei Stäbe lieben unter demselben Pol des Feldes geringer Polzahl. Es werden in ihnen durch dieses Feld also drei gleich gerichtete Spannungen hervorgerufen, die durch Pfeile nach Richtung und Grösse dar gestellt sind.
Infolge der Reihenschaltung wirken diese Spannungen einander entgegen und lieben sich dabei auf. Die Spannung in dem einzelnen Stabe ist nämlich proportional der Felddichte an der betreffenden Stelle. Bei sinusförmigem Feld ergibt sich dann aber, wenn die Entfernung des einen Stabes vom Nullpunkte des Feldes geringer Polzahl einen beliebigen Winkel p beträgt, für drei aufeinanderfolgende Stäbe zusammen eine Spannung, die dem Werte sin p - sin (p + 60 ) + sin (p + 120 ) proportional sein muss. Dieser Wert ist für jeden Winkel p bleich Null. Darnach ist die in den drei Stäben der Fig. 1b gezeichnete Spannung gleich Null, ebenso aber die der mit diesen Stäben zum Beispiel in Reihe beschalteten, vor dem andern Pol des Feldes geringer Polzahl liegenden Stäbe.
Bei der dargestellten Anordnung wird also die Wick lung für die hohe Frequenz durch das Feld niederer Polzahl in keiner Weise beein flusst. Das Gleiche gilt, wie sich leicht nach tweisen lässt, auch für den Fall, dass die höhere Polzahl das 5-, 7-, 9- oder allgemein das 2n + 1fache der niedrigen Polzahl ist. In allen diesen Fällen kann man also da durch, dass man die Stäbe (Spulenseiten) im Abstande von je einer Polteilung des Feldes höher Polzahl aufeinanderfolgen lässt und entsprechend 5, 7, 9, 2n + 1 in Reihe schaltet, eine Beeinflussung dieser Wicklung durch das Feld der niedrigen Polzahl vermeiden.
Die Wicklung für die niedrige Frequenz müsste man, um eine möglichst volle Wir kung von dem Felde geringer Polzahl zu erhalten, eigentlich so ausführen, dass jeweils zwei um eine Polteilung dieses Feldes von einander entfernte Stäbe in Reihe liegen. Wie aus der Fig. 1a ersichtlich, würden sich dann aber die von dem Felde höherer Pol zahl induzierten Spannungen addieren. Die Wicklung würde also ausser der gewünschten Beeinflussung durch das Feld niederer Pol zahl auch eine unerwünschte Beeinflussung durch das Feld höherer Polzahl erfahren. Um diese zu vermeiden, sollen daher die Stäbe (Spulenseiten) entsprechend Fig. 1c angeordnet werden. Es sind darnach zwei Stäbe hintereinander geschaltet. die um zwei Pole des Feldes höherer Polzahl voneinander entfernt sind.
Dieses Feld erzeugt daher in den beiden Stäben bleichberichtete Span- nungen von gleicher Grösse, die in An betracht der Reihenschaltung einander ent gegenwirken und sich somit aufheben. In dieser Beziehung wird nichts geändert, wenn die beiden in Reihe liegenden Stäbe statt. uni zwei etwa um vier Pole des Feldes hö herer Polzahl auseinanderliegen. Wesentlich ist nur, dass die Entfernung eine gerade Zahl von Polen dieses Feldes beträgt. In den mei sten Fällen wird es allerdings zweckmässig sein, die Anordnung so zu treffen, dass der Wickelschritt kleiner als eine Polteilung des Feldes geringer Polzahl ist. Dementsprechend wird man, wenn das Feld höherer Polzahl 5, 7, 9 oder allgemein 2n+1 mal so viel Pole besitzt wie das Feld niederer Polzahl, die Entfernung der in Reihe liegenden bei den Stäbe gleich 4 (6), 6 (8), 8 (10), 2n (2n + 2) wählen.
Ist die eine Polzahl ein gerades Viel faches der andern. so treffen die vorstehen den Erörterungen nicht mehr zu. Ein Aus- fübrungsbeispiel dieser Art ist in der Fig.2 veranschaulicht, unter der Annahme, dass die Polzahlen im Verhältnis 2 : 1 stehen sollen. Das Feld höherer Polzahl ist dabei in Fig. 2 wieder durch die gestrichelt gezeichnete Kurve, das Feld geringerer Polzahl durch die ausgezogene Kurve dargestellt. Das re sultierende Feld weist die in der strich punktierten Linie wiedergegebene Kurven form auf, wobei diese Form je nachdem eine dauernde oder eine Augenblicksform sein kann.
Legt man hier zwei Stäbe (Spulenseiten) in Reihe, die um eine Polteilung des Feldes höherer Polzahl voneinander entfernt sind, so werden in ihnen durch das Feld niederer Polzahl Spannungen induziert, wie sie in der Fig. 2b durch Pfeile nach Richtung und Grösse angedeutet sind. Die durch das Feld niederer Polzahl in den beiden Stäben in duzierten Spannungen sind voneinander ver schieden, und die Gesamtspannung weicht daher von Null ab. Wohl aber heben sich die gesamten in der Wicklung für die hohe Frequenz durch das Feld niederer Polzahl erzeugten Spannungen vollkommen auf, wenn man vier Stäbe hintereinander schaltet, die um je eine Polteilung des Feldes höherer Polzahl auseinanderliegen.
In gleicher Weise wird bei jedem geraden Polzahlverhältnis 2n : 1 eine Beeinflussung der Wicklung für die höhere Frequenz durch das Feld der ge ringeren Polzahl vermieden, wenn 2 ³ 2n Stäbe (Spulenseiten) hintereinander geschaltet wer den, deren gegenseitiger Abstand eine Pol teilung des Feldes höherer Polzahl ausmacht.
Die Wicklung für die niedere Frequenz kann in diesem Falle einfach so ausgeführt werden, dass zwei um eine Polteilung des Feldes geringer Polzahl voneinander ent fernte Stäbe in Reihe liegen. Bei dieser Lage ergibt das Feld geringerer Polzahl zwei ent gegengesetzt berichtete Spannungen, die sich aber wegen der Hintereinanderschaltung der Stäbe addieren. Das Feld höherer Polzahl induziert zwei gleichgerichtete Spannungen, die entsprechend Fig. 2c von gleicher Grösse sind und sich demgemäss aufheben. Eine derart ausgeführte Wicklung wird somit nur von dem Felde niederer Polzahl beeinflusst, während das Feld höherer Polzahl keine Wir kung in ihr hervorbringt.
Bei beiden Wicklungen ist es nicht nötig, dass die hintereinander geschalteten Stäbe unmittelbar in Reihe liegen. Man kann viel mehr erst eine Reihe von Stäben in be liebiger Weise schalten und so Gruppen bil den, die miteinander in Reihe gelegt werden. Jede der Arbeitswicklungen der Maschine muss sich aber letzten Endes auf lauter Grup pen hintereinander geschalteter Stäbe zurück führen lassen. die durch ihre Lage und Schal tung den vorstehend festgelegten Bedingun gen entsprechen.
Zur Hervorbringung der Erregerfelder kann man getrennte Wicklungen verwenden, wodurch man in der Lage ist, die einzelnen Felder ganz unabhängig voneinander zu re geln. Wenn in denselben Nuten Wicklungs teile liegen, die dauernd entgegengesetzte Stromrichtungen haben, ist es aber im all gemeinen zweckmässig, diese zusammenzu fassen. Praktisch kommt dies nur für den Fall in Petracht, dass die Maschine in bezug auf beide Frequenzen synchron ausgebildet ist, also die beiden Felder durch Gleichstrom erregt. werden. Man bringt alsdann die bei den Feldwicklungen auf einem gemeinsamen Induktor an, wobei man durch die Zusammen eine Materialersparnis erzielt, aller dings dafür in der Regelung der Einzel felder nicht mehr ohne weiteres unabhängig ist.
Will man die Maschine für die eine Fre quenz. zum Beispiel die niedere, synchron, für die andere asynchron ausführen, so muss man zur Erregung der beiden Felder ge trennte Wichlungen verwenden. Die Ma schine kann alsdann in der Weise gebaut werden, dass der die Gleichstromerreger- wichlung für die niedere Frequenz tragende Teil verteiltes geblättertes Eisen erhält und eine Kurzschlusswicklung für die hohe Fre quenz aufnimmt. Diese Kurzschlusswicklung entspricht dabei für die hohe Frequenz der Sekundärwicklung einer normalen Induk tionsmaschine, bildet aber zugleich die Dämpferwicklung für die niedere Frequenz. Statt der Kurzschlusswicklung kann, genau wie bei den bekannten Induktionsmaschinen, auch eine Phasenwicklung benützt werden.
Das ist für die praktische Ausführung be sonders zweckmässig, da so ein einfaches An lassen möglich ist, wenn der asynchrone Teil als -Motor arlieiten soll, und man dadurch ferner in die Lage versetzt wird, bei nor malere Laufe Phasen.kompensatoren, V'ibra- Loren oder sonstige Mittel zur Verbesserung des Leistungsfaktors einzuschalten.
Um die Phäsenwicl@lung# dabei ebenso wie die einfache Kurzohlusswichlung als Dämpferwicklung für den synchronen Teil ausnützen zu kön nen, muss sie in 1;esonderer Weise ausgebildet lverdeil. Eine soklie Ausführung veranschau licht die Fi(r. '.;, und zwar ist dort ange- nom1-1ien, tclass clie holte Polzahl sechs, die niedri-e zwei P.-Je beträgt.
Der äussere Kreis stellt eine fortlaufende, in sich geschlossene Wicklung dar. An dieser Wicklung sind in gleicliriiässigE:r Verteilung über dem Umfang eine- Anzahl von Kurzschlussverbindungen her gestellt, durch die jeweils drei um 120 a.usein- antierliegende Wichlungspunkte kurzgeschlos sen werden.
Diese hurzsehlussverbindungen. die hinsichtlich des Stromes hoher Frequenz gewissermassen als Xquipotentialv erbindungen anzusprechen sind, bilden eine Reihe von Dreiecken, die unte=reinander isoliert sind. In der Figur sind' sechs derartige Dreiehe vor handen, von denen drei, die um<B>120'</B> des Feldes hoher Polzahl voneinander entfernt sind, mit Schleifringen in Verbindung ste hen.
An den Schleifringen kann alsdann mit- telst Bürsten der Läuferstrom des asrncliro- nen Motors abgenommen werden, während die Wicklung zugleich für den s@-n@#hronen Generator als Kurzschlussanker wirkt und die Dämpferwichlung bildet.
Bei asynchroner Ausbildung sowohl des motorischen, als des generatorisehen Teils wird man die Ausführung so treffen, dass auf dem Läufer eine gemeinsame Kurzscbluss- (Ii:i,fi@-1 @@'ic#hlung# für beide Teile angebracht wird. Statt einer Kurzschlusswicklung kann auch eine gemeinsame I'haeulvicl@lung ver wendet werden.
Schliesslich kann eine re- meinsame ZVichlung auch so ausgeführt werden, dass sie für die eine Polzahl als Phasenwicklung und für die andere als Kurz- schlusswieli#liing wirlzt. Das kann etwa in der Weise geschehen, wie (lies für die Fig. 3 bereits erwähnt wurde,
wo ebenfalls eine Wicklung für die eine Polzahl Phasen wiel@- lung. für die andere Polzahl Kurzschluss- wieklung ist.
Arbeitet die Maschine im motorischen und im generatorischen Teile synchron, so haben beide Gleichstromfeldwicklungen feste Stel lung zueinander. Diese Felder setzen sich mit den durch die als 'V%Techselstromwi@@hl@n@@en gedachten Arbeitswicklungen hervor@ebrach- ten Feldern zu zwei resultierenden Fcddern zusammen,
und die Höehstwerle der Feld dichte hängen von der dieser beiden resUltierE@nden Felder als. TTni den Eisenkern. und damit. die und (lag #li@-hst klein hal Gewicht der Mas(-hine niü" ten zu können, ist es denigf-mäss von Wichtig keit, die beiden resultierenden Felder in sol che gegenseitige Lage zU bringen,
dass die sich ergebende Höchstdichte möglichst ge ring ist. Das wird erreicht, wenn das po sitive Maximum des einen Feldes mit dem negativen Maximum des andern Feldes zu sammenfällt. Dabei ist jedoch zu berücksich tigen, dass jedes der Wechselstromfelder sich mit der Stärke des betreffenden Wechselstro mes ändert. Demgemäss ist auch das resui- tierende Feld jeweils entsprechend der Be lastung mehr oder weräger verschoben.
Diese Verhältnisse sind in den Dia grammen Fig. 4 bis 7 veranschaulicht. F ig. 4 und 5 stellen den Leerlaufsfall, Fig. 6 und 7 einen Belastungsfall dar.
Hierbei wird im zweipoligen Schema die magnetische Leitfähigkeit nach der Richtring senkrecht zur Rotorwicklungsachse vernach lässigt; man kann dann die InduktorampAre- windtzngen durch ihre Komponente nach die ser Achse, beziehungsweise den Gleichstrom eines Induktors durch einen Wecbselstrorn ersetzen.
Nach Fig. 4 erzeugt der Alagiretisierungs- stronr i g rin Generator eine um<B>90'</B> nach eilende Spannung E. Umgekehrt ruft gemäss Fig. 5 die aufgedrückte Spannung E beim Motor einen um<B>90'</B> nacheilenden Magneti- sierungsstrom i:. hervor. Bei Fig. 6 ist an genommen, dass dem Generator ein Strom J. rg entnommen wird.
Der Induktorstrom <I>J</I> 1g muss alsdann so weit heraufgeregelt wer den, dass die Resultierende aus Jlg und Jlg einen Magnetisierungsstrom i g ergibt, der gross genug ist, um die gewünschte Klemmen spannung hervorzubringen. Der Magnetisie- rungsstrom i g eilt dem Induktorstrom J 2g um den Winkel a' nach.
Da dieser Winkel mit wachsendem Jlg ebenfalls grösser wird; verschiebt sich das resultierende Generator feld aus seiner Anfangslage gegenüber der Induktorwicklung bei zunehmender Belastung immer mehr nach rückwärts. Eine entgegen gesetzte Verschiebung ergibt sich beim Mo torteil. Dort nimmt der Ständer einen un gefähr in Richtung der aufgedrückten Span nung E verlaufenden Strom J,n, auf.
Da mit sich ein resultierender Ma,gnetisierungs- strom i:. ergibt, muss derngemiiss der Induk- torstroin, wie dies die Fig. 7 zeigt, gegen den Magnetisierungsstrom um einen Win- kc,l alu nacheilen. Der Naclieilungswinkel wächst wieder mit zunehmendem Laststrom, und das resultierende Motorfeld rückt also bei grösser werdender Belastung immer mehr gegenüber der Achse der Induktorwicklung vor.
Nach alledem ergibt sich bei verschiedener Belastung eine gegenseitige Verschiebung zwischen dein resultierenden Generatorfeld einerseits und dein resultierenden Motorfeld anderseits, die gleich der Summe der Einzel- verschiebungswinkel ist. Dabei muss jedoch jeder Winkel seiner zugehörigen Polzahl. entsprechend angesetzt werden. Hat zum Beispiel der Motorteil sechs Pole, der Gene riatorteile zwei Pole, so ist die Gesamtver schiebung mit
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zii berechnen.
Die günstigste Ausnützung des Eisen körpers wird nun erzielt, wenn bei Normal last die oben erwähnte Bedingung erfüllt ist, dass das positive Maximum des einen Feldes i 't dein iie"ativeit Ma---,imuiii des andern ni Feldes zusammenfällt. Die Inclul@torwicklung rnuss daher so ausgeführt werden,
.dass bei Leerlauf das positive Maximum des einen und das negative Maximum des andern Fel des gegeneinander verschoben sind und erst bei Erreichung der normalen Belastung zu- sammentreffen. In Fig. 8 ist dies für den Fall dargestellt, dass der GTeneratorteil zwei, der Motorteil sechs Pole besitzt.
Die aus gezogene Kurve veranschaulicht dabei das Generatorfeld, die gestrichelte Kurve das Motorfeld und die strielrpunktierte Kurve das aus beiden resultierende Feld. Genera.tor- feld und Motorfeld sind derart gegeneinander verschoben, dass das positive Maximum des Generatorfeldes
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vor dem negativen Maximum des Motorfeldes liegt.
Bei Be lastung der Maschine verschiebt sich die Ge- neratorkurve allmählich nach rückwärts und die Motorkurve vorwärts, bis bei Normallast schliesslich; eine gegenseitige Lage eintritt, wie sie durch die Fig. 9 veranschaulicht ist. Dort fällt das positive Maximum der Ge- nerat,-)rfeldkurve mit dem negativen Maxi mum rler Motorfeldkurve zusammen und, ist somit. die gegenseitige Lage der beiden Fel der eine möglielist günstige.
Wächst die Be lastung über die Normallast hinaus, so wer den die Verhältnisse wieder ungünstiger.
Brei Belastung muss das CTeneratorfeld grö sser sein als bei Leerlauf, um den Spannungs abfall in der Ständerwicklun- zu decken. Aueli für den Motorteil lässt sich die Einrich tung so treffen, dass der Ständerstrom mit wachsender Last mehr voreilt und infolge dessen gegenelektromotorische Kraft und Motorfeld steigt, während bei Leerlauf das I@mgekehrte der Fall ist.
So ergibt sich trotz der eingünstigeren gegenseitigen Lage der beiden Felder für das resultierende Feld, bei Leerlauf ein Höchstwert, der den Höchstwert bei Normallast und günstigster gegenseitiger Lage der beiden Felder nicht nennenswert übersteigt.
Soll für beide Induktorfelder eine gemein same Wicklung verwendet werden, so ist es vorteilhaft, diese als fortlaufende Gleich- stromivicklung auszuführen. Dabei ist jedoch zu beachten, dass eine in der üblichen Weise einen Wickelschritt gleich der Polteilung a.uf- weisende fortlaufende Gleichstromwicklung, wie sie in Fig. l0a dargestellt ist, immer nur das eine Feld beeinflusst.
Eine derartige Wicklung kann also nicht als gemeinsame Erregerv7ichlung für die beiden Felder ver schiedener Polzahl dienen. Es lässt sich je doch unter Beilielialtiing der bisherigen An- schlüsse und der Schaltung einfach durch iÄ.ndcrung des Z\rickelschrittes erreichen, dass eine Wirkung auf beide Felder zugleich auf tritt.
Hat zum Beispiel das zweite Feld eine im Verhältnis 3 : 1 kleinere Polzahl, so muss man den Wichelsehritt gleich dem Dreifachen der Polteilung des Feldes hoher Polzahl ma chen. Wie Fig. 1 Oh zeigt, sind in diesem Falle die Stromriclitiuigen in den entsprechenden Leitern unverändert, und die Wirkung auf das Feld hoher Polzahl bleibt demgemäss nach u-ie vor bestehen.
Zugleich ergibt sich aber auch eine Wirkung auf das Feld geringer Polzahl, da der Z\'ickelschritt gerade eine Polteilung des Feldes geringer Polzahl aus- macht. Es ist nur nöti5, neben den a nschlüs- sen für den Erregerstrom des Feldes liolicr Polzahl noch weitere Anschlüsse für den Strom des Feldes geringer Polzahl anzubrin gen, Beide Ströme la;
7ern siele dann einfaeli übereinander.
Genau das Gleiche gilt, wenn die Polzahl des Feldes hoher Polzahl ein andere, un gerades @lielfaches des Feldes geringer Pol zahl ist. Bei einem Polzahlverhältnis 5 würde also einfach der @t"ir@kelschritt gleich dein Fünffachen der Polteilung des Feldes:
kolier Polzahl zu wählen sein, bei einem Polzahl- verhältnis 7 gleich dein Siebenfachen dieser Polteilung und schliesslich all-einein bei einem Polzahlverhä.ltnis ?n -}-1 gleich dem 2n -}- lfaclien.
Anders liegen die Verhältnisse, wenn die. Zahl der Pole des Feldes hoher Polzahl ein gerades Vielfaches der Polzahl des andern Feldes ist. Der @j-ichelscliritt muss dann doch ein ungerades Vielfaches der Pnlt,
eilung des Feldes hoher Polzahl bleiben. \o iviirde zum Beispiel für ein Polzahlverhä.ltnis 4 ein Wickelschritt gleich dem Drei- oder Fünf fachen der Polteilung, für ein Polzahlverhält- nis 6 gleich dem Fünf- oder Siebenfachen, für ein Polzablverhältnis 8, gleich dem Sie ben- oder Neunfachen und allgemein für ein Polzahlverhältnis \3n -;
- \_i gleich dem ?n 1-1- oder \?n + 3fachen in Betracht kommen.
Der Wickelschritt entspricht dann also nielit ganz einer Polteilung des Felde: gerin;-er Polzahl. Praktisch wird man ihn stets kleiner wählen als .diese Polteilun-, so dass bei einem Pol zahlverhältnis 4 ein Wickelschritt gleich dem Dreifachen der Polteilung des Feldes hoher Polzahl, bei einem Polzahlverhältnis 6 gleit-h dem Fünffachen usw. benutzt wird.
Dio Wicklung wirkt dann in Bezug auf das Feld geringer Polzahl wie eine @j'iclilun@ mit i-er- kürztem Schritte (Selinenwicl@lun-l.
Die eben beschriebene Z\"icklun@,:anord- nung kann nicht nur für eine gemeinsame Gleichstrom-Indiilitorwiel;liing bei synchroner Ausbildung der Maschine Verwendung fin- den, sondern es kann nach denselben Grund sätzen auch eine gemeinsame Sekundärwick lung bei asynchroner Ausbildung der Ma schine oder schliesslich eine gleichzeitig als Gleichstrom-Induktorwicklung für die eine Frequenz und als Wechselstrom-Sekundär- wicklung für die andere Frequenz dienende gemeinsame Wicklung herbestellt werden.
So würde man bei asynchroner Aus führung für beide Frequenzen eine gemein same Kurzschlusswicklung zum Beispiel in der Weise herstellen, dass einzelne in sich kurzgeschlossene Windungen auf dem In duktor angebracht werden, deren Wickel schritt den dargelegten Bedingungen ent spricht. Statt dessen könnte aber auch die Wicklung als fortlaufende Schleifen- oder Wellenwicklung hergestellt und in grösseren Abschnitten kurzgeschlossen werden.
In vie len Fällen wird es vorteilhaft sein, diese Wicklungsabschnitte nicht unmittelbar kurz zuschliessen, sondern sie an Schleifringe zu führest, so dass man unter Vors@Iialtung eines Widerstandes anlassen Mann. Das Kurz schliessen wird dann erst nach Erreichen der vollen Geschwindigkeit bewerkstelligt.
Ist die Maschine nur für die eine Fre quenz asynchron, für die andere dagegen syn ehron, so wird eine gemeinsame li',rregei@- Gleichstroni- und I@urzschlusswicklung er zielt, indem man die :liiscliliisse für den Wechselstrom wieder kurzschliesst, wie dies für eine gemeinsame Kurzschlusswicklung im Vorstehenden erläutert ist, und den Er- regergleichstroni über Schlei-Ninge zuführt.
Die Gleichstromzuführung muss dabei so er folgen, dass die Kurzschlüsse nicht störend wirken.
Wird für beide Felder Gleiclistront. ver wendet, ist also die Maschine -für beide Fre quenzen synchron ausgebildet, so können die Windungen einzelner Nuten sämtlich oder teilweise entgegengesetzt gerichteten Strom führen und sich so ganz oder teilweise auf heben. In diesem Falle wird nian die be- treffenden Windungen je nachdem ganz weg lassen oder mit entsprechend Heinerem Quer schnitt ausführen.
Den auf diese Weise er- sparten Raum kann inan benutzen, um Dämpferwicklungen unterzubringen. Die Dämpferwicklung kann dabei ganz unab hängig von der Erregerwicklung sein. Zweck- ntässig wird aber der Induktor finit einer cin- zigeii fortlaufenden.
Wi(!l@lung ausgerüstet und werden diejenigen Windungen, die als 1)iimlil'erwiclilttab dienen sollen, durch Kurz- schlussstiieke iiberbrücl,#t, wie dies in 11 gezeigt ist. Die zweite und dritte Windung sind dort kurzgeschlossen, ebenso die sechste Windung. Der zugeführte Gleichstrom fliesst daher durch die erste Windung, dann un mittelbar durch die vierte und fünfte, von dort nach der siebenten usw.
In ;jeder Nut liegen drei Windungen, und die erste enthält d#-ilier zwei, die zweite eine Dämpferwindung.
Bei Gleiclistronierregunb und ungera.dein l'olzttlilverhältnis kann die gtnieinsa.me In- duktorwickIuIIg auch alspulenwvicklun g ausgeführt 'erden. Dieser Fall ist in Fig. 1.? dargestellt. Die Spulenteilung muss dann gleich dem 3-, 5-, 7- . . . .
\?n -@- 1fachen der Polteilung des Feldes hoher Polzahl sein, also jeweils gleich der Polteilung des Feldes geringer Polzahl.
Im Uebensat.ze zu den bis herigen Ausfülirnngen ist bei dieser #Vick- hingsanordnung nicht mehr ,jede einzelne Windung in bezog auf beide Polzahlen @virk- sani, sondern nur noch die Spule a,15 Ganzes.
Die Anordnung _der einzelnen Windungen in der mit bleibt aber dieselbe, und inan kann Wieder Windungen finit entbegenbcsetztem Strome weglassen oder ini Querschnitte ver ringern.
Die durch das Weglassen der sich gegen seitig aufhebeisclen windungt#n der einzelnen Nuten tatstehende benieins < i,aie Erregerw-ick- lunb ist unsymmetrisch, und es weisen stets nur zwei uni eine ganze Polteilunb entfernte Nuten bleiche Amperewindungszah]en auf.
Zugleieli kommen innerhalb ein und des selben Pols auch Nuten atit wechselnden Wicklung als fortlaufende Gleichstromwick- hing mit einem Wickelschritte gleicht der Polteilung des Feldes geringer Polzahl aus führen, wie dies Fig. 14 für ein P'olzahlver- hältnis 3 :
1 zeigt, und die innerhalb eines Pols lügenden Windungen 5, 5' mit entgegen gesetzter Stromrichtung in umgekehrtem Sinn anschliessen. Dabei ergeben sich jedoch grosse Wickelköpfe, die einerseits viel 2Vla- terial erfordern, anderseits die Verluste er höhen.
Es ist, daher besser, entspreeherd Fig. 15 die innerhalb eines Pols liegenden Win dungen 5, 5' entgegengesetzter Stromrichtung mit einer entsprf-chenden Zahl benachbarter Windungen 3, 3' zu einer Spule zusammenzu fassen, ebenso die übrigen Windungen für sich als Spülen 8'-9'-1-2-7,
8-9-1=2'-7' zu ivicheln und die Teilspulen derart hinter- einandF-r zu schalten, dass sich die richtige Stromrichtung ergi.llt. Die kleine Spule 3-5, 3-5' liegt alsdann mit entgegengesetztem Wiel@liingssinne -anz innerhalb der grossen Spule F-9'-1-\_'-7, 8-9-l'-2'-7',
als ob ein schmaler Pol in einen ungleielinamigen breiten hineingele=gt ist.
Ist die fortlaufende CTleiellstroniivi(-l@lung als genfeinsame Erregerwicklung für beide Induldorfelder ausgebildet und führt man die beiden Erre.ergleiehströme unabhängig voneinander iib;
=r passende Anschlusspunlcte zu, so können die beiden Felder unabhängig voneinander gercgf@lt werden, indem man-.die Stärke der Erregergleichströme beispiels- weise durch Änderung vorgeschalteter 'Wi derstände beeinflusst. Vielfach ist es aber vorteilhaft, einen gemeinsamen Strom der Wiehlung zuzuführen und diesen die einzel nen Wichlungsal).-@@chnitte unter entsprechen der Schaltung hintereinander durchlaufen zu lassen.
Eine Änderung dieses Stromes beein- flusst dann die Felder beider Polzahlen gleichzeitig. Man muss daher, falls es auf die unabhängige Regelung eines der beiden Felder ankommt, eine zusätzliche Erreger- wieklullg auf den Induktor legen und in die ser die Regelung vornehmen.
Falls es sich nur um die Regelung des Feldes geringer Polzahl handelt, kann man auch damit aus kommen, dass man die gegenseitige Lage bei der Felder, das Verhältnis der Erreger- A.mpereivindungen und die Sättigung des Eisenh-Urpers passend wählt.
An Stellen, wo beide Felder gleich gerichtet sind, ist hohe Sättigung vorhanden, und es wächst daher dort bei Verstärkung der gemeinsamen Er r e-un- n Il# 'ie Felddichte nur Wohl alier geschieht dies an den Stellen, wo beide Fel der entgegengesetzt gerichtet sind leid die Sattignng nur gering ist.
Dort nimmt die Felddichte proportional mit dem Erreger- strome zii. Diese Verhältnisse sind in der Fig. 13 unter Zugrundelegung eines Polv-r- hä ltnisses 3 veranschaulicht.
Es bedeutet da bei 1 das Gesamtfeld, \? das Feld .der klei nen Polzahl und 3 das I'eld der gross(-@n Pol zahl bei der ursprünglichen Erregung. -Nach Verstärkung des Erregerstromes ergibt sic-li ein Gesamtfeld 4,
das sich aus dein Ff-1de 5 kleiner Polzahl und einem prahtiscli dein Felde 3 entspreehenklen Felde hoher Polzahl zusammensetzt. Es ergibt sich also als Folge einer Verstärkung des Erregerstrome; eine Ändernii - des Feldes geringer Polzahl unter Erhallrin@-; d@@s Feldes hoher Polzahl.