DE1016367B - Anordnung zum Betrieb von Metadynen mit Wechselstrom - Google Patents

Anordnung zum Betrieb von Metadynen mit Wechselstrom

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DE1016367B
DE1016367B DEP12060A DEP0012060A DE1016367B DE 1016367 B DE1016367 B DE 1016367B DE P12060 A DEP12060 A DE P12060A DE P0012060 A DEP0012060 A DE P0012060A DE 1016367 B DE1016367 B DE 1016367B
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Germany
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metadyne
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DEP12060A
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Joseph Maxime Pestarini
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K27/00AC commutator motors or generators having mechanical commutator
    • H02K27/04AC commutator motors or generators having mechanical commutator having single-phase operation in series or shunt connection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

  • Anordnung zum Betrieb von Metadynen mit Wechselstrom Die Erfindung bezieht sich auf dynamoelektrische Maschinen der Metadyneart und betrifft Anordnungen der die Metadynen bildenden Elemente, um ihren Betrieb mit Wechselstrom zu ermöglichen, und weiter die Kombination solcher Metadynen mit anderen Arten dynamoelektrischer Maschinen, um die Arbeitsweise der Metadynen bei Wechselstrombetrieb zu verbessern.
  • Die Anordnung zum Betrieb von Metadynen mit Wechselstrom besteht gemäß der Erfindung in einer von einer einphasigen Wechselstromquelle gespeisten dynamoelektrischen Maschine der Metadyneart mit wenigstens zwei Klemmen und mit zwei in bezug zueinander drehbaren magnetischen Gliedern, von denen das erste Glied eine Ankerwicklung mit einem Kommutator und wenigstens drei Bürsten pro Zyklus aufweist und in dem der ein Bürstenpaar durchfließende Strom eine elektromotorische Nutzkraft zwischen dem anderen Bürstenpaar erzeugt und der zweite Teil eine Steuerwicklung enthält, ferner in mindestens ein zwischen der Stromquelle und der Steuerwicklung der Metadyne eingeschaltetes, durch Wechselstrom gespeistes Regelglied, mit dem die Amplitude und Phase des Stromes beliebig geändert werden kann, sowie in der Verbindung zweier Klemmen der Metadyne mit der Einphasenwechselstromquelle, so daß die elektrische Maschine der Metadyneart als Leistungswandler für die Umwandlung der einphasigen Wechselstromleistung wirkt.
  • Durch die Erfindung wird die Umwandlung einer elektrischen Wechselstromleistung in eine elektrische oder in eine mechanische Leistung mit neuen, vorteilhaften Merkmalen erreicht. So kann beispielsweise eine elektrische Wechselstromleistung konstanter Spannung in eine Wechselstromleistung konstanter Stromstärke oder in eine mit irgendeiner anderen Stromspannungscharakteristik umgewandelt werden, wie sie für besondere Anwendungsgebiete geeignet ist, beispielsweise für Zugförderung und Kranbetrieb. Weiter kann eine einfache und wirksame Steuerung der Erzeugung und Verteilung von Blindleistung erreicht werden. Auch ist die Erzeugung von Wechselstrom mit einer einfachen Kontrolle seiner Frequenz und Stromspannungscharakteristik unabhängig von der tatsächlichen Drehzahl des Generators möglich.
  • Die Erfindung ist im folgenden an Hand von acht Ausführungsbeispielen beschrieben. In der Zeichnung beziehen sich die Fig. 1 bis 4 auf Wandlermetadynen, die aus einer Wechselstromquelle gespeist werden, wobei die Wechselstromleistung den verschiedenen Verbrauchern in einfach zu regelnder Weise zugeführt wird. Die Fig. 1 und 4 zeigen Kreuz-Wandlermetadynen, Fig. 2 eine Acht-Wandlermetadyne, Fig. 3 eine Kleeblatt-Wandlermetadyne, Fig. 5 zeigt eine Wechselstrom beliebiger Frequenz liefernde Generatormetadyne. Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen durch Wechselstrom gespeiste Motormetadynen, wobei Fig. 6 eine Alpha-Motormetadyne, Fig. 7 und 8 eine Gamma-Motormetadyne zeigt, die durch eine parallele Verteilungsleitung gespeist wird, während die erste durch ein Reihenverteilungssystem versorgt wird.
  • Fig. 1 zeigt die Kreuz-Wandlermetadyne MT 1, die vier im gleichen Abstand angeordnete Bürsten a, b, c, d aufweist. Die beiden diametral gegenüberstehenden primären Bürsten a, c sind an eine Wechselstromleitung LL angeschlossen, die beiden sekundären Bürsten b, d speisen eine Verteilungsleitung mit drei in Reihe geschalteten Verbrauchern M1, M2 und M 3. Die Metadyne MT1 hat nach der Zeichnung vier Statorwicklungen, nämlich eine sekundäre Kompensationswicklung 1 mit veränderlicher Windungszahl, um den Grad der Kompensation der sekundären Ankeramperewindungen ändern zu können, eine sekundäre Variatorwicklung 2, deren magnetische Achse mit der Kommutierungsachse der sekundären Bürsten b, d zusammenfällt, eine Geschwindigkeitsregelwicklung 3, deren magnetische Achse in Richtung der Kommutierungsachse der primären Bürsten a, c liegt, und eine primäre Stabilisierungswicklung 8, deren magnetische Achse mit der Kommutierungsachse der sekundären Bürsten b, d zusammenfällt. Die Wicklung 8 wird von dem primären Strom I" durchflossen, der auch die primären Bürsten a, c durchläuft. Die Wicklung 1 wird von dem sekundären Strom Ib durchflossen, der von den sekundären Bürsten b, d abgenommen wird. Die Wicklung 2 wird von einem Steuerstrom Iγ gespeist, der von einem Phasenwandler CP geliefert und durch einen Widerstand 4 geregelt wird. Die Wicklung 3 wird von einem zur Regelung der Geschwindigkeit dienenden Strom Ip durchflossen, der von einem Hilf swechselstromerzeuger AL geliefert wird. Der in der Fig. 1 dargestellte Phasenwandler CP ist ähnlich wie ein Asynchronmotor ausgebildet und besitzt eine dreiphasige, mit dem Netz verbundene Primärwicklung 10, von der eine Klemme unmittelbar, die anderen über einen Kondensator 12 bzw. über eine Induktivität 13 an das Netz angeschlossen sind, so daß im Phasenwandler ein Drehfeld erzeugt wird, obwohl die speisende Leitung LL einphasig ist. Der Phasenwandler besitzt weiter eine sekundäre einphasige Wicklung 11, die in bezug auf die Primärwicklung 10 drehbar ist, so daß der Wicklung 2 über Schleifringe und Bürsten ein Einphasenwechselstrom Iγ zugeführt werden kann, dessen Phase durch die Lage der sekundären Wicklung 11 in bezug auf die primäre Wicklung 10 einstellbar ist. Es kann auch eine andere Art von Phasenwandler an Stelle des zuvor beschriebenen verwendet werden.
  • Die Wicklung 3 wird von einem Strom Ip durchflossen. Er wird von einem Hilf swechselstromerzeuger AL geliefert, der von einem Synchronmotor MS angetrieben und von einem Regeldynamo DR erregt wird, mit dessen Welle die Metadyne MT1 gekuppelt ist. Der Regeldynamo DR, der in Fig. 1 mit einer Reihenerregerwicklung 20 dargestellt ist, arbeitet bei einer kritischen Geschwindigkeit n0. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Metadyne MT 1 niedriger als no ist, erzeugt der Regeldynamo DR keinen Strom, und der Strom I p ist Null. Wenn die Metadyne MT 1 mit einer Geschwindigkeit n arbeitet, die etwas höher ist als n0, wird ein starker Strom von dem Dynamo DR geliefert. Dieser die Feldwicklung 21 durchfließende Strom erregt den Hilfswechselstromerzeuger AL, es wird ein Strom I p erzeugt, der ein Bremsmoment auf die Metadyne ausübt, das bestrebt ist, die Geschwindigkeit n auf den Wert n0. zu vermindern. Die Wirksamkeit dieses Bremsmoments auf Grund des Stromes I p wird durch geeignete Winkellage der Kupplung des Hilfswechselstromerzeugers AL mit dem Synchronmotor MS gesteigert. An Stelle eines reihenerregten Regeldynamos DR kann auch ein nebenschlußerregter verwendet werden. Ebenso kann man auch an Stelle des aus dem Wechselstromerzeuger AL und dem Synchronmotor MS gebildeten Hilfsmaschinensatzes einen magnetischen Verstärker benutzen, dem ein der Leitung LL entnommener Wechselstrom zugeführt und durch den der Regeldynamo DR gesteuert wird. Es können natürlich auch andere Mittel verwendet werden, die geeignet sind, der Metadyne einen Wechselstrom I p zuzuführen, der sich bei einer bestimmten Geschwindigkeit sehr schnell ändert. Unter den genannten Bedingungen wird die Metadyne MT 1 einen sekundären Strom 1b liefern, dessen Stärke für eine bestimmte Winkellage des Stromes I g im Hinblick auf die Phasenlage der Leitungsspannung LL konstant ist, wie immer auch die von den Verbrauchern M1, M2 und M3 verlangte Spannung sein mag. Die gleiche Metadyne wird einen sekundären Strom von einer Stärke liefern, die eine genau bestimmte Funktion der von dem Verbraucher für andere Werte der Winkellage des Stromes 1g geforderten Spannung ist. Die Stärke des Stromes I", kann durch den Widerstand 4 eingestellt werden. Wenn umgekehrt die Verbraucher einen Strom, beispielsweise einen konstanten Strom Ib, erzeugen, wird ; die Metadyne MT 1 der Leitung LL Strom mit konstanter Spannung zuführen.
  • Wenn die Phasenverschiebung und die Stärke des Stromes lg sich ändern, wird auch die Größe der zwischen der Leitung LL und der Metadyne MT 1 ausgetauschten Blindleistung sich in weiten Grenzen ändern. Durch geeignete Werte der Winkelverschiebung und der Stärke von I y kann ein vorbestimmter Betrag an Blindleistung durch die Metadyne der Leitung LL zugeführt werden, und zwar unabhängig von der tatsächlich von den Verbrauchern M1, M2 und M3 aufgenommenen oder von ihnen der Leitung LL zugeführten Leistung. Hieraus folgt, daß die Verbraucher Blindleistung verbrauchen können.
  • Fig. 2 zeigt das Schaltschema einer ähnlichen Anordnung wie Fig. 1 mit der Änderung, daß die Metadyne MT 2 als Acht-Wandlermetadyne ausgebildet ist, die Leistung an zwei Kreise liefert: Der eine hiervon ist an die Bürsten a und b angeschlossen und enthält einen Verbraucher M1, der andere ist an die Bürsten c und d angelegt und enthält einen Verbraucher M2. Die gleichen Teile tragen die gleichen Bezugszeichen: Der zur Geschwindigkeitsregelung dienende Dynamo DR ist in Fig.2 eine nebenschlußerregte Maschine; die mit 22 bezeichnete Feldwicklung ist an eine Hilfsgleichstromquelle B angeschlossen. Die Arbeitsweise ist ähnlich der Anordnung nach Fig. 1.
  • Fig. 3 zeigt das Schaltschema einer ähnlichen Anordnung, wobei die Metadyne 31T3 als Kleeblatt-Wandlermetadyne ausgebildet ist, die vier verschiedene Kreise speist. Der erste mit dem Verbraucher M 1 ist mit den Bürsten b und a verbunden, der zweite mit dem Verbraucher M2 mit den Bürsten c und d; der dritte mit dem Verbraucher N1 mit den Bürsten b und c und der vierte mit dem Verbraucher N 2 mit den Bürsten d und a. Die Arbeitsweise ist ähnlich der Vorrichtung nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß eine Kleeblatt-Wandlermetadyne auch arbeiten kann, ohne daß sie an die Leitung LL angeschlossen ist. In diesem Falle sind die Schalter S1 und S2 geöffnet; die Wandlermetadyne MT3 transformiert die von den Verbrauchern M1 und M2 zugeführte Leistung in eine von den Verbrauchern N1 und N2 abgenommene oder umgekehrt, wie dies für Metadynen bekannt ist, die mit Gleichstrom arbeiten. Falls die Verbraucher Dynamomaschinen sind, kann eine bessere Arbeitsweise hinsichtlich des Wirkungsgrades, der Höhe des Drehmomentes und des Leistungsfaktors erreicht werden, wenn die Dynamos gemäß der Erfindung durch als Steuermittel dienende Phasenwandler erregt werden.
  • Fig.4 zeigt eine solche Anordnung. Eine Kreuz-Wandlermetadyne 117T 1 wandelt die von der Wechselstromleitung LL mit konstanter Spannung gelieferte Leistung in eine elektrische Leistung mit konstantem, von den sekundären Bürsten b, d geliefertem Strom, der einen Kreis mit den in Reihe geschalteten Dynamos M 1, 312 und M 3 erregt. Der Dynamo M 2 wird durch eine Feldwicklung 32 erregt, die durch die konstante Leitungsspannung LL gespeist wird, und zwar über einen Phasenwandler CP2 und Widerstand 5, die identisch mit dem Phasenwandler CP und dem Widerstand 4 nach Fig. 1 sind. Der Dynamo M 1 wird durch eine Feldwicklung 31 erregt; sie wird durch den konstanten Strorn des den Phasenwandler CP 1 und den Widerstand 6 enthaltenden Stromkreises gespeist. Der Phasenwandler CP 1 hat eine primäre Wicklung, die mit den Bürsten des Dynamos M 1 einmal durch eine unmittelbare Verbindung und andererseits durch einen Kondensator und eine Induktivität verbunden ist, so daß die primäre Wicklung ein Drehfeld erzeugt. Der Dynamo M3 wird durch eine Wicklung 33 erregt; sie wird durch einen konstanten Strom des den Widerstand 7 und den Phasenwandler CP3 enthaltenden Kreises gespeist. In diesen Kreis sind zwei Paare von Verbindungsleitungen eingeschaltet, nämlich ein Paar von dem Widerstand 23 und ein anderes Paar von der Induktivität 24, so daß auch durch die primäre Wicklung des Phasenwandlers CP3 ein Drehfeld erzeugt wird. Jeder Dynamo kann getrennt durch den entsprechenden Phasenwandler und Widerstand gesteuert werden. Bei der Steuerung der Phasenlage des Erregerstromes und seiner Stärke werden das Drehmoment und der Leistungsfaktor jedes Dynamos auf jeden gewünschten Wert innerhalb der für den Dynamo zulässigen Grenzen gebracht. Man kann die Dynamos M1, M2 und M3 mit Gleichstromnebenschlußdynamos vergleichen, die getrennt oder in Reihe geschaltet erregt werden. Die Metadyne MT 1 ist in Fig.4 der Einfachheit halber ohne Statorwicklung dargestellt; aber sie kann auch wie in Fig. 1, 2 und 3 mit Statorwicklungen ausgerüstet sein, wodurch ihre Arbeitsweise verbessert wird.
  • Fig. 5 bezieht sich auf eine »S«-Generatormetadyne MT 4, die, wie in der Figur nicht besonders dargestellt ist, von einem Motor über eine Welle K angetrieben wird. Sie besitzt vier Statorwicklungen, nämlich eine sekundäre Kompensationswicklung 41 mit veränderlicher Windungszahl, eine sekundäre Variatorwicklung 42, eine sekundäre Stabilisierungswicklung 43 und eine Hilfswicklung 70. Die Wicklungen 41 und 42 haben eine magnetische Achse, die mit der Kommutierungsachse der sekundären Bürsten b, d zusammenfällt, und die Wicklungen 43 und 70 eine, die mit der Kommutierungsachse der primären Bürsten a, c zusammenfällt. Die primären, sich diametral gegenüberstehenden Bürsten sind kurzgeschlossen, die sekundären Bürsten b und d sind mit den Klemmen T 1 und T 2 des von der Generatormetadyne MT 4 gespeisten Stromkreises verbunden. Die Wicklungen 41 und 43 werden von dem Sekundärstrom Ib durchflossen. Die Wicklung 41 kann als Unterkompensator wirken, als vollständiger Kompensator oder als Überkompensator entsprechend der Anzahl der aktiven Windungen. Die Wicklung 43 induziert zwischen den sekundären Bürsten b,d eine elektromotorische Kraft, die dem Sekundärstrom Ib entgegengerichtet ist. Die Wicklung 42 wird von einem besonderen Dynamo EX erregt. Sie besitzt eine Ankerwicklung 44 und wird von einem nicht dargestellten Motor durch die Welle H 1 ; angetrieben. Sie besitzt weiter eine Feldwicklung 49 und ein Bürstenpaar 45 und 46, das in bezug auf den Kommutator 47 drehbar ist. Der drehbare Bürstenhalter 48 trägt zwei Schleifringe, die mit den Bürsten 45 und 46 verbunden sind, und wird unabhängig von der Welle H1 durch eine Welle H2 angetrieben.
  • Die Erregerwicklung 49 wird von einer Gleichstromquelle Über einen Widerstand 40 gespeist. Die Wicklung 70 ist mit einem ohmschen Widerstand 71, einer Induktivität 72 und einem Kondensator 73 in Reihe geschaltet. Die Anordnung arbeitet wie folgt: Die von einem Gleichstrom durchflossene Feldwicklung 49 induziert eine elektromotorische Kraft zwischen den Bürsten 45 und 46, die als Wechselspannung eine Frequenz w entsprechend der Winkelgeschwindigkeit der Welle H2 besitzt. Diese elektromotorische Kraft erzeugt einen Wechselstrom, der über die Schleifringe 47 die Wicklung 42 erregt, welche ihrerseits wieder die Metadyne MT 4 erregt. Die Stromspannungscharakteristik des Wechselstromes I6 an den Klemmen T1, T2 hängt im wesentlichen von dem Einfluß der Kompensationswicklung 41 ab. Wenn diese einen Unterkompensator darstellt mit einer Kompensation, die merklich niedriger ist als die vollständige, so wird der Strom Ib praktisch konstant. Wenn dagegen die Wicklung 41 eine vollständige Kompensationswirkung ausübt, so wird die Spannung an den Klemmen T 1 und T 2 praktisch konstant. Die Frequenz w des Stromes Ib ist unabhängig von der Geschwindigkeit der Welle K und der Welle H 1 und hängt nur von der Geschwindigkeit der Welle H2 ab. Die Wicklung 70 steuert den Strom I6, und ihre Steuerwirkung hängt von den relativen Werten des Widerstandes 71, der Induktivität 72 und der Kapazität 73 ab. Es ist wichtig, festzustellen, daß die Amplitude der von der Metadyne MT 4 erzeugten Spannung und des Stromes unabhängig von der Drehung der Welle H2 und daher unabhängig von der Pulsation wist, was einen wesentlichen praktischen Vorteil darstellt. Die Wicklung 42 kann auch von einem Wechselstrom gespeist werden, der aus irgendeiner anderen Quelle als dem Spezialdynamo EX bezogen werden kann. Ein veränderlicher Widerstand 74, eine ebenso veränderliche Induktivität 75 und Kapazität 76 können in den Stromkreis der Wicklung 42 eingefügt werden, um eine Änderung der Phase und Amplitude des die Wicklung 42 durchfließenden Stromes zu bewirken.
  • Fig. 6 zeigt eine Alpha-Motormetadyne MT 5, die in den Stromkreis eines Reihenverteilersystems eingefügt sein kann, das von einem Wechselstrom konstanter Stärke durchflossen wird, der durch die Klemme T 1 ein- und durch die Klemme T 2 austritt. Dieser Motor ist mit drei Wicklungen ausgerüstet, nämlich mit einer sekundären Überkompensationswicklung 51 mit veränderlicher Windungszahl zwecks Änderung des Grades der Überkompensierung, mit einer primären Verstärkerwicklung 53 mit ebenfalls veränderlicher Windungszahl, um die Amperewindungen vermehren oder herabsetzen zu können. Diese Wicklung erzeugt in der gleichen Richtung wie die primären Ankeramperewindungen einen durch die primären Bürsten a, c fließenden Strom Ia. Schließlich ist noch eine sekundäre Variatorwicklung 52 vorhanden, die für sich durch einen Phasenwandler CP5 erregt wird. Die Wicklungen 51 und 52 haben eine magnetische Achse, die mit der sekundären Kommutierungsachse der Bürsten b, d zusammenfällt, während die Wicklung 53 eine mit der Kommutierungsachse der primären Bürsten a, c zusammenfallende magnetische Achse besitzt. Die Wicklung 51 wird von einem Sekundärstrom Ib durchflossen, der über einen Widerstand 56 zugeführt wird. Der Phasenwandler CP5 hat eine primäre Wicklung 10, die von dem konstanten Strom der Reihenschaltung über je zwei Verbindungsleitungen gespeist wird, und zwar über einen Widerstand 54 oder bzw. über eine Induktivität 55, so daß durch die primäre Wicklung 10 ein rotierender Fluß erzeugt wird. Die Alpha-Motormetadyne läuft mit einem hohen Drehmoment an, das von der Einstellung des Phasenwandlers CP 5 und des Widerstandes 8 abhängig ist. Sie zeigt ein starkes Beschleunigungsmoment bis zu einer vorbestimmten Geschwindigkeit 12o. Ist diese Geschwindigkeit erreicht, so setzen die den Amperewindungen der Wicklung 52 entgegenwirkenden Amperewindungen 51 das Drehmoment schnell herab und veranlassen die Maschine, auf die genannte Geschwindigkeit n. herabzugehen. Oberhalb der Leerlaufgeschwin.digkeit 22o wird das Drehmomnt zu einem Bremsmoment. Der Wert der Leerlaufgeschwindigkeit n0 ist einstellbar durch den Widerstand 56 und die Zahl der Windungen 53. Je größer der Widerstand 56 und je kleiner die Zahl der Windungen der Verstärkerwieklung 53 ist, um so höher wird der Wert der Geschwindigkeit n0.
  • Fig. 7 bezieht sich auf eine Gamma-Motormetadyne, die mit Wechselstrom konstanter Stärke arbeitet. Sie ist eingeschaltet in den Konstantstromkreis der Reihenschaltung mittels ihrer Bürsten a, c, die mit den Klemmen T 1 und T 2 verbunden sind. Die sekundären Bürsten b, d sind kurzgeschlossen. Es sind drei Statorwicklungen vorhanden, nämlich eine primäre Kompensationswicklung 61 mit einer variablen Zahl von Windungen, eine primäre Variatorwicklung 63; die unabhängig von einem Phasenwandler CP 60 über einen Widerstand 16 gespeist wird, und eine sekundäre Variatorwicklung 62, die von einem Phasenwandler CP6 über einen Widerstand 9 gespeist wird. Die magnetische Achse der Wicklungen 61 und 63 fällt mit der Kommutierungsachse der primären Bürsten a und c und die der Wicklung 62 mit der Kommutierungsachse der sekundären Bürsten b, d zusammen. Phasenwandler CP6 und CP60 haben parallel geschaltete Primärwindungen und werden von einem konstanten Strom des Reihennetzes über je zwei Verbindungsleitungen gespeist, von denen ein Paar über einen Widerstand 65 und ein anderes über eine Induktivität 64 angeschlossen ist. Das Anlaufdrehmoment hängt im wesentlichen von der Einstellung- des Phasenwandlers CP6 und des Widerstandes 9 ab. Nach dem Anlauf entwickelt der Motor ein mit steigender Geschwindigkeit sich langsam verminderndes Beschleunigungsmoment, bis' die vorbestimmte Geschwindigkeit n0 erreicht ist. Bei Erreichen der Geschwindigkeit no nimmt das Drehmoment schnell ab; der Motor läuft mit der Geschwindigkeit n0 leer. Oberhalb der Geschwindigkeit no wird das Drehmoment ein Bremsmoment. Der Wert der Geschwindigkeit n0 hängt von der Einstellung des Phasenwandlers CP60 und des Widerstandes 16 ab sowie von der Windungszahl der Kompensationswicklung 61.
  • Fig. 8 zeigt das Schema einer Gamma-Motormetadyne MT6, die mit Wechselstrom konstanter Spannung arbeitet. Ihre Primärbürsten a, c sind mit einem Netz LL konstanter Spannung über einen Anlaßwiderstand 17 verbunden. Ihre sekundären Bürsten b und d sind kurzgeschlossen. Die Metadyne hat die gleichen Statorwicklungen wie die Gamma-Motormetadyne nach Fig. 7. Die Phasenwandler CP7 und CP70 sind an die Leitung LL konstanter Spannung in der bereits beschriebenen Weise angeschlossen. Das Anlaßmoment hängt im wesentlichen von der Einstellung des Phasenwandlers CP7, des Widerstandes 16 und von dem Anlaßwiderstand 17 ab. Wenn der Anlauf beendet und der Widerstand 17 kurzgeschlossen ist, hängt der Wert des aus der Leitung LL aufgenommenen Stromes Ia ausschließlich von der Einstellung des Phasenwandlers CP70, des Widerstandes 16 und der Zahl der Windungen der Kompensationswicklung 61 ab. Die Winkelverschiebung des die primäre Variatorwicklung 63 durchfließenden Stromes bestimmt also den Leistungsfaktor der Motormetadyne und die Richtung des Momentes, d. h. ob ein Beschleunigungs- oder Bremsmoment vorliegt.

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zum Betrieb von Metadynen mit Wechselstrom, gekennzeichnet durch eine von einer einphasigen Wechselstromquelle (LL) gespeiste dynamoelektrische Maschine (MT1) der Metadyneart mit wenigstens zwei Klemmen und mit zwei in bezug zueinander drehbaren magnetischen Gliedern, von denen das erste Glied eine Ankerwicklung mit einem Kommutator und wenigstens drei Bürsten pro Zyklus aufweist und in dem der ein Bürstenpaar durchfließende Strom eine elektromotorische Nutzkraft zwischen dem anderen Bürstenpaar erzeugt und der zweite Teil eine Steuerwicklung (2) enthält, ferner durch mindestens ein zwischen der Stromquelle (LL) und der Steuerwicklung (2) der Metadyne eingeschaltetes, durch Wechselstrom gespeistes Regelglied (CP4), mit dem die Amplitude und Phase des Stromes beliebig geändert werden kann, sowie durch die Verbindung zweier Klemmen der Metadyne mit der Einphasenwechselstromquelle, so daß die elektrische Maschine der Metadyneart als Leistungswandler für die Umwandlung der einphasigen Wechselstromleistung wirkt.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die beiden Klemmen der Metadyne die Einphasenwechselstromquelle (LL) mit einem Bürstenpaar (a, c) der Metadyne (MT1) verbunden ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metadyne (31T1) vier in gleichem Abstand voneinander angeordnete Bürsten (a, b, c; d) besitzt, von denen die beiden primären Bürsten (a, c) mit den Klemmen der Einphasenwechselstromquelle (LL) und die beiden sekundären (b, d) mit den Verbrauchern (11 1, 312 ... ) verbunden sind.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metadyne zwei Steuerwicklungen (2, 3) aufweist, von denen die erste (2) von der Stromquelle (LL) über das Regelglied (CP4) und die zweite (3) von einem Wechselstrom gespeist wird, dessen Amplitude sich schnell bei einer geringen Geschwindigkeitsänderung auf Grund der relativen Drehung der beiden magnetischen Teile der Metadyne ändert.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucher (I11, 1I2) in zwei Gruppen aufgeteilt sind, von denen eine Gruppe an eine primäre (a) und an eine sekundäre Bürste (b) angeschlossen ist und die andere Gruppe an die andere primäre (c) und die andere sekundäre Bürste (d) (Fig. 2)-
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet. daß die Verbraucher in vier Gruppen eingeteilt sind. wovon die erste Gruppe (M1) an eine primäre (a) und eine sekundäre Bürste (b), die zweite Gruppe (NI) an die gleiche sekundäre (b) und die andere primäre Bürste (c), die dritte Gruppe (M2) zwischen die gleiche primäre (c) und die andere sekundäre Bürste (d) und schließlich die vierte Gruppe (N2) an die gleiche sekundäre Bürste (d) und die erste primäre Bürste (a) angeschlossen ist (Fig. 3).
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucher (;111, R-12, 1I3) über Regelglieder (CP 1, CP 2, CP 3) erregt werden, die durch einen Strom aus der Stromquelle (L L) gespeist zur Änderung der Amplitude und Phase des Stromes dienen (Fig.4). B.
  8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einphasenwechselstromquelle an zwei Klemmen (b, d) der Metadyne (JIT 4) angeschlossen und die Steuerwicklung (42) auf denn zweiten magnetischen Glied der Metadvne angeordnet ist und daß die Steuerwicklung einen Fluß erzeugt, welcher eine elektromotorische Kraft zwischen den kurzgeschlossenen Bürsten (a, c) der Metadyne erzeugt (Fig. 5).
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite magnetische Glied der Metadyne eine weitere Wicklung (70) trägt, deren magnetische Achse mit der Kommutierungsachse der kurzgeschlossenen Bürsten (a, c) zusammenfällt und in deren Stromkreis ein ohmscher Widerstand (71), eine Induktivität (72) und eine Kapazität (73) eingeschaltet sind.
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einphasenwechselstromquelle aus einem besonderen Stromerzeuger (EX) mit Bürsten (45, 46) besteht, die in bezug auf den Kommutator (47) des Stromerzeugers verdrehbar sind.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ankerwicklung der Metadyne (MT5) über ihre sekundären Bürsten (b, d) durchfließende Strom nur zur Erzeugung eines Flusses in den magnetischen Teilen der Metadyne dient, der eine elektromotorische Kraft zwischen den primären Bürsten (a, c) erzeugt (Fig. 6).
  12. 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die primären Bürsten (a, c) der Metadyne (MT5) mit der einen Strom konstanter Amplitude liefernden Einphasenwechselstromquelle verbunden sind und die Metadyne wenigstens zwei Steuerwicklungen (51, 52) auf ihrem zweiten magnetischen Glied aufweist, deren magnetische Achse mit der Kommutierungsachse der sekundären Bürsten (b, d) zusammenfällt und von denen eine Wicklung (51) über die sekundären Bürsten (d, b) von einem Strom durchflossen wird, der einen dem von den Ankerwindungen und dem die sekundären Bürsten durchfließenden Strom erzeugten Fluß entgegengesetzten Fluß erzeugt, und die andere Steuerwicklung (52) über Regelmittel (CP5) gespeist wird, die eine Änderung der Amplitude und Phase des Stromes zulassen.
  13. 13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Metadyne (MT6) zwei kurzgeschlossene Bürsten (b, d) und das sekundäre magnetische Glied drei Steuerwicklungen (61, 62, 63) aufweist, daß die magnetische Achse der ersten Wicklung (61) mit der Kommutierungsachse der primären Bürsten (a, c) zusammenfällt und die Wicklung selbst von einem Strom durchflossen wird, der die Metadyne über ihre primären Bürsten speist, daß die zweite Wicklung (63) die gleiche magnetische Achse wie die erste und die dritte Wicklung (62) eine magnetische Achse hat, die mit der Kommutierungsachse der sekundären Bürsten (b, d) zusammenfällt, und daß die Steuerwicklungen (62, 63) über Regelglieder (CP 6, CP 60) gespeist werden, die eine Änderung der Amplitude und Phase des sie speisenden Stromes gestatten (Fig. 7).
  14. 14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die einphasige Wechselstromquelle (LL) einen Strom bzw. eine Spannung konstanter Amplitude liefert.
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