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Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Synchrongenerator mit einem Stator mit mindestens einer Hauptwicklung zur Erzeugung eines Erregerfeldes und einem Rotor mit einer Haupterregerwicklung in Schenkelpolgeometrie. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Generatoranordnung mit einem derartigen Synchrongenerator.
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Bei nicht permanent erregten Synchrongeneratoren weist der Rotor des Synchrongenerators üblicherweise eine Haupterregerwicklung auf, die zur Stromerzeugung mit dem Synchrongenerator bestromt wird. Aufgrund des wartungsärmeren Aufbaus wird dazu bei dem sogenannten bürstenlosen Synchrongenerator ein Erregerstrom der Haupterregerwicklung induktiv auf den Rotor übertragen. Zu diesem Zweck kann ein weiterer Generator koaxial mit dem Synchrongenerator aufgebaut sein, wobei der von diesem zusätzlichen Generator erzeugte Strom über eine mitrotierende Gleichrichterbrücke auf die Erregerwicklung des Synchrongenerators übertragen wird.
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Alternativ zu einem solchen Hilfsgenerator ist bekannt, in einem kompakteren Aufbau den Stator des Synchrongenerators mit einer Hilfswicklung zu versehen, über die ein Erregerfeld zur Anregung der Haupterregerwicklung des Rotors aufgebaut werden kann. Die Haupterregerwicklung des Rotors wird dabei über eine Diode kurzgeschlossen, um einen Stromfluss nur in eine Richtung in der Haupterregerwicklung zuzulassen. Auf diese Weise wird ein bezüglich des Rotors konstant ausgerichtetes Magnetfeld aufgebaut. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der Druckschrift
US 4,246,532 bekannt.
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Wenn das Ankermaterial eine gewisse Rest- oder Remanenzmagnetisierung aufweist, baut sich ausgehend von der Restmagnetisierung in einem Rückkopplungsprozess über die Hilfswicklung des Stators ein wachsendes Erregermagnetfeld im Rotor auf. Der Synchrongenerator ist dadurch selbsterregend, wobei der Aufbau des Magnetfelds und der damit verbundene Spannungsanstieg in der Hauptwicklung des Stators jedoch nur langsam von statten geht.
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Zudem weist ein derartig erregter Synchrongenerator keine hohe Spannungsstabilität bei elektrischem Lastwechsel und bei einer Drehzahländerung auf.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bürstenlosen Synchrongenerator zu schaffen, der eine verbesserte Erregeranordnung aufweist, die einen schnellen Aufbau des Erregerfelds im Rotor bewirkt, und der über eine gute Spannungsstabilität bei elektrischem Lastwechsel und bei Drehzahländerungen verfügt. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Generatoranordnung mit einem derartigen Synchrongenerator anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen bürstenlosen Synchrongenerator bzw. eine Generatoranordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßer bürstenloser Synchrongenerator umfasst einen Stator mit mindestens einer Hauptwicklung und mindestens einer Hilfswicklung zur Erzeugung eines Erregerfeldes und einen Rotor mit einer Haupterregerwicklung in Schenkelpolgeometrie. Er zeichnet sich dadurch aus, dass der Rotor weiterhin eine Hilfserregerwicklung in Vollpolgeometrie aufweist, die mit der Haupterregerwicklung auf einen gemeinsamen Anker aufgebracht ist und mit dieser über eine am Rotor angeordnete Gleichrichterbrücke verbunden ist.
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Ein von der Hilfswicklung erzeugtes Magnetfeld induziert sowohl in der Haupterregerwicklung als auch in der Hilfserregerwicklung eine Spannung. Aufgrund der Verbindung der Haupterregerwicklung und der Hilfserregerwicklung über die Gleichrichterbrücke führen sowohl die in der Haupterregerwicklung, als auch die in der Hilfserregerwicklung erzeugte Spannung zu einem Stromfluss in der Haupterregerwicklung.
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Insgesamt bestehen bei dem Synchrongenerator damit vier magnetische Wechselwirkungskanäle zwischen dem Stator und dem Rotor, nämlich zwischen der Hauptwicklung und der Haupterregerwicklung, zwischen der Hauptwicklung und der Hilfserregerwicklung, zwischen der Hilfswicklung und der Haupterregerwicklung und zwischen der Hilfswicklung und der Hilfserregerwicklung, wodurch insgesamt eine verbesserte Erregung des Synchrongenerators erreicht wird.
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Bei einer Belastung des Synchrongenerators ruft ein von der Hauptwicklung des Stators aufgebautes Magnetfeld in der Haupterregerwicklung ein Gegenmagnetfeld hervor, das zu einer Verringerung der Erregung des Synchrongenerators und damit einer Abnahme der Ausgangsspannung führt. Das Gegenmagnetfeld induziert jedoch auch in der Hilfserregerwicklung eine Spannung, die über die Gleichrichterbrücke wiederum einen Anstieg des Stroms in der Haupterregerwicklung zur Folge hat. So wird eine Kompensation der Spannungsveränderungen der Hauptwicklung bei Belastung des Synchrongenerators erreicht.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des bürstenlosen Synchrongenerators sind die Haupterregerwicklung und die Hilfserregerwicklung quer zueinander aufgebracht sind, derart, dass bei Rotation des Rotors in der Haupterregerwicklung und der Hilfserregerwicklung erzeugte Induktionssignale eine Phasenverschiebung ungleich Null aufweisen. Bevorzugt liegt die Phasenverschiebung zwischen den Induktionssignalen in einem Bereich von 60° bis 90° und ist besonders bevorzugt gleich 90°. Auf diese Weise wird ein Stromfluss in der Haupterregerwicklung durch die Wechselwirkung zwischen der Hilfswicklung und der Hilfserregerwicklung gerade in solchen Rotationsphasen hervorgerufen, in denen keine oder nur eine kleiner Stromfluss aufgrund der Wechselwirkung zwischen der Hilfswicklung und der Haupterregerwicklung vorliegt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des bürstenlosen Synchrongenerators weist die Gleichrichterbrücke vier Dioden auf, die als Vollwellengleichrichter verschaltet sind mit Wechselspannungseingängen, die mit der Hilfserregerwicklung verbunden sind und Gleichspannungsausgängen, die mit der Haupterregerwicklung verbunden sind. Auf diese Weise führt jede der beiden Halbwellen der in der Hilfserregerwicklung induzierten Spannung zu einem Strom gleicher Richtung in der Haupterregerwicklung.
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Eine erfindungsgemäße Generatoranordnung umfasst einen solchen bürstenlosen Synchrongenerator, wobei mindestens ein Kondensator vorgesehen ist, der mit der Hilfswicklung des Stators einen Schwingkreis bildet. Die Vorteile der Generatoranordnung entsprechen denen des erfindungsgemäßen bürstenlosen Synchrongenerators.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Generatoranordnung sind mindestens zwei Kondensatoren vorgesehen, von denen mindestens einer über ein Schaltorgan mit der Hilfswicklung des Stators verbindbar ist. Bevorzugt ist dabei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, das Schaltorgan in Abhängigkeit der Spannung an der Hauptwicklung des Stators zu schalten.
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Der zuschaltbare Kondensator ermöglicht es, die Größe des Stromflusses im Schwingkreis und damit die Größe der Erregung zu beeinflussen. Auf diese Weise ist eine Möglichkeit zur Beeinflussung, insbesondere zur Stabilisierung, der Ausgangsspannung des Synchrongenerators bei variabler Last und/oder bei variierender Drehzahl des Rotors gegeben.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von fünf Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
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1 eine Anordnung aus einem bürstenlosen Synchrongenerator mit einer Steuereinheit,
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2 einen Rotor eines bürstenlosen Synchrongenerators in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
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3 ein Ankerblech des in 2 dargestellten Rotors,
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4 ein Ankerblech in einer weiteren Ausgestaltung und
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5 ein Ankerblech in noch einer weiteren Ausgestaltung.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen bürstenlosen Synchrongenerator 1 mit einem Stator 10 und einem Rotor 20. Der Stator 10 weist eine auf einen Kern 11 gewickelte Hauptwicklung 12 auf. Mit der Hauptwicklung 12, über die der Synchrongenerator 1 die von ihm erzeugte elektrische Leistung abgibt, ist der Synchrongenerator 1 mit einer Last 2 verbunden. Beispielhaft ist ein veränderbarer ohmscher Widerstand als Last 2 angegeben. Die Last 2 kann daneben auch kapazitive und induktive Komponenten aufweisen.
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Die von dem Synchrongenerator 1 über seine Hauptwicklung 12 abgegebene elektrische Leistung ist durch eine Wechselspannung UL und einen Wechselstrom IL charakterisiert. Auf dem Kern 11 des Stators 10 ist zudem eine quer zur Hauptwicklung 12 orientierte Hilfswicklung 13 aufgebracht, die mit Kondensatoren 3a, 3b und Schaltorganen 4a, 4b verschaltet ist. Die Schaltorgane 4a, 4b werden von einer Steuereinrichtung 5 angesteuert, der zudem die Wechselspannung UL als ein Steuersignal zugeführt wird.
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Der Rotor 20 des Synchrongenerators 1 umfasst einen Anker 21 mit einer Haupterregerwicklung 22 und einer Hilfserregerwicklung 23, der mit einer zentralen Achse 24 verbunden ist. Der Rotor 20 weist weiterhin eine Gleichrichterbrücke 25 auf, die mit Anschlüssen der Haupterregerwicklung 22 und der Hilfserregerwicklung 23 verbunden ist. Die Gleichrichterbrücke 25 rotiert mit dem Rotor 20. Sie kann beispielsweise am Anker 21 oder der Achse 24 befestigt sein oder auch, insbesondere wenn sie von separaten Gleichrichterdioden gebildet wird, von den Anschlussdrähten der Haupterregerwicklung 22 und/oder Hilfserregerwicklung 23 getragen werden. Anders als in der schematischen Darstellung der 1 angegeben, sind die Hauptwicklungen 12 und die Hilfswicklung 13 nicht in Form einer länglichen geraden Spule ausgeführt, sondern sind in grundsätzlich bekannter Art in ein hohlzylinderförmiges, aus einem Blechpaket geformten Statorgehäuse in entsprechende Öffnungen eingelegt. Durch die hohlzylinderförmige Ausgestaltung des Stators 10 wird zum Rotor 20 ein Luftspalt von umlaufend möglichst gleichbleibender Stärke gebildet.
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2 zeigt den Rotor 20 in einer perspektivischen Zeichnung detaillierter. Es ist in dieser Zeichnung erkennbar, dass der Anker 21 aus einem gestapelten Paket von Ankerblechen 210 zusammengesetzt ist.
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In 3 ist ein einzelnes Ankerblech 210 dargestellt. Das in den 1 bis 3 wiedergegebene Ausführungsbeispiel zeigt beispielhaft einen Synchrongenerator 1 in zweipoliger Geometrie. Entsprechend sind beim Ankerblech 210 zwei gegenüberliegende Pole 211 ausgebildet. Die Haupterregerwicklung 22 des Rotors 20 ist als Schenkelpolwicklung ausgeführt. Entsprechend weist das Ankerblech 210 auf einer Achse quer zu den Polen 211 liegende Schenkelpolaussparungen 212 zur Aufnahme der Haupterregerwicklung 22 auf. Die Hilfserregerwicklung 23 ist dagegen in Vollpolgeometrie ausgeführt. Zur Aufnahme der Hilfserregerwicklung 23 weist das Ankerblech 210 auf der Polachse liegende Vollpolaussparungen 213 auf. Die Vollpolaussparungen 213 weisen im gezeigten Ausführungsbeispiel einen runden Querschnitt mit einer Einfädelöffnung für die Hilfserregerwicklung 23 auf. Sie sind im Randbereich des Ankerblechs 210 angeordnet. In alternativen Ausgestaltungen können sie jedoch auch einen davon abweichenden Querschnitt aufweisen und weiter in Richtung der Mitte des Ankerblechs 210 angeordnet sein oder sich in diese Richtung erstrecken.
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Die Hilfserregerwicklung 23 ist in Form einer rechteckigen Spule gewickelt. Die Wicklung verläuft in einem von den Vollpolaussparungen 213 gebildeten Kanal im Anker 21 in eine Richtung parallel zur Achse 24, wird an einem der axial außen liegenden Ankerbleche 210 des Ankers 210 radial an der Achse 24 vorbei zur gegenüber liegenden Vollpolaussparung 213 geführt und verläuft in dem dort von den Vollpolaussparungen 213 gebildeten Kanal in entgegengesetzter Richtung zurück, um wiederum an dem weiteren axial außen liegenden Ankerblech 210 des Ankers 210 radial an der Achse 24 vorbei zur gegenüberliegenden Vollpolaussparung 213 geführt zu werden.
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Die Haupterregerwicklung 22 und die Hilfserregerwicklung 23 sind folglich quer zueinander ausgerichtet. Bei Drehung in einem Magnetfeld sind in dieser Ausgestaltung die in der Haupterregerwicklung 22 und der Hilfserregerwicklung 23 induzierten Signale um 90° phasenverschoben. Eine solche Phasenverschiebung zwischen elektrischen Signalen wird im Folgenden als (elektrische) Phasenverschiebung Φe bezeichnet. Weiterhin ist in der 3 noch eine zentrale Achsaussparung 214 des Ankerblechs 210 sichtbar.
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Die Gleichrichterbrücke 25 wird durch vier Dioden gebildet, die als Vierpol-Vollwellengleichrichter zwei Gleichstromanschlüssen und zwei Wechselstromanschlüssen zusammengeschaltet sind. Die Haupterregerwicklung 22 ist dabei mit den Gleichstromanschlüssen und die Hilfserregerwicklung 23 mit den Wechselstromanschlüssen verbunden. Anders ausgedrückt wird so eine Einweggleichrichtung für die Haupterregerwicklung 22 und eine Vollweggleichrichtung für die Hilfserregerwicklung 23 erreicht. Eine in der Haupterregerwicklung 22 induzierte Spannung führt in einer Polarität zu einem Stromfluss in der Haupterregerwicklung 22. Unabhängig von der Polarität führt dagegen eine in der Hilfserregerwicklung 23 induzierte Spannung zu einem Stromfluss in der nämlichen Richtung in der Haupterregerwicklung 22.
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Wenn der Rotor 20 über die Achse 24 in Drehbewegung versetzt wird, wird zunächst durch den Restmagnetismus des Ankers 21, auch Remanenzmagnetismus genannt, in der Hauptwicklung 12 und der Hilfswicklung 13 des Stators 10 eine kleine Spannung induziert.
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Bei der Hauptwicklung 12 ist es von den Eigenschaften der Last 2 abhängig, ob die induzierte Spannung auch zu einem Stromfluss führt. Üblicherweise setzt bei kleinen Spannungen, wenn überhaupt, nur ein kleiner Stromfluss ein, weswegen das von diesem Stromfluss in der Hauptwicklung 12 aufgebaute Magnetfeld ebenfalls nur klein ist und nur eine kleine Rückwirkung auf die Haupt- und Hilfserregerwicklungen 22, 23 hat.
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Die Hilfswicklung 13 ist dagegen kann mit mindestens einem der Kondensatoren 3a, 3b zu einem Schwingkreis verschaltet werden, der auch als Hilfserreger-Schwingkreis bezeichnet wird. Es wird davon ausgegangen, dass beim Anlaufen es Generators über die Steuereinrichtung 5 zunächst mindestens eines der Schaltorgane 4a, 4b geschlossen ist, beispielhaft sei das Schaltorgan 4a geschlossen und das Schaltorgan 4b geöffnet, so dass der Hilfserreger-Schwingkreis aus der Hilfswicklung 13 und dem Kondensator 3a gebildet ist. Im Schwingkreis stellt sich ein Strom IH ein, mit dem ein von der Hilfswicklung 13 erzeugtes Magnetfeld einhergeht. Dieses wiederum induziert sowohl in der Haupterregerwicklung 22, als auch in der Hilfserregerwicklung 23 eine Spannung. Wie zuvor beschrieben, führt aufgrund der Einweggleichrichtung eine der Halbwellen der in der Haupterregerwicklung 22 induzierten Spannung zu einem Stromfluss in der Haupterregerwicklung 22. Aufgrund der Vollweggleichrichtung führen jedoch beide Halbwellen der in der Hilfserregerwicklung 23 induzierten Spannung zu einem Strom gleicher Richtung in der Haupterregerwicklung 22. Als Folge steigt das Magnetfeld des Rotors 20 an, wodurch bei weiteren Umdrehungen des Rotors 20 entsprechend die in der Hauptwicklung 12 und der Hilfswicklung 13 induzierten Spannungen steigen. Die Erregung des Synchrongenerators 1 schaukelt sich auf diese Weise hoch, bis der Stator 10 und/oder der Rotor 20 in eine magnetische Sätigung gelangen und die Spannungen in der Hauptwicklung 12 und der Hilfswicklung 13 des Stators 10 sich bei einem konstanten Wert einstellen.
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Insgesamt bestehen bei dem Synchrongenerator 1 somit vier Wechselwirkungskanäle zwischen dem Stator 10 und dem Rotor 20, nämlich zwischen der Hauptwicklung 12 und der Haupterregerwicklung 22, zwischen der Hauptwicklung 12 und der Hilfserregerwicklung 23, zwischen der Hilfswicklung 13 und der Haupterregerwicklung 22 und zwischen der Hilfswicklung 13 und der Hilfserregerwicklung 23.
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Wenn der Synchrongenerator 1 belastet wird, also der Laststrom IL ansteigt, wird über das von der Hauptwicklung 12 des Stators 10 aufgebaute Magnetfeld in der Haupterregerwicklung 22 des Rotors 20 ein Gegenmagnetfeld hervorgerufen. Ohne die Hilfserregerwicklung 23 des Rotors 20 würde dieses Gegenmagnetfeld zu einer Verringerung der Erregung des Synchrongenerators und damit einer Abnahme der Ausgangsspannung UL führen. Das Gegenmagnetfeld induziert jedoch auch in der Hilfserregerwicklung 23 eine Spannung, die über die Gleichrichterbrücke 25 wiederum einen Anstieg des Stroms in der Haupterregerwicklung 22 zur Folge hat. Innerhalb gewisser Grenzen bedingt die Hilfserregerwicklung 23 dadurch eine Kompensation der Spannungsveränderungen der Hauptwicklung 12 bei Belastung des Synchrongenerators 1. Der Synchrongenerator 1 hat somit eine selbstregelnde Charakteristik.
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Zusätzlich zu dieser selbstregelnden Charakteristik ist in dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Steuereinrichtung 5 und den Kondensatoren 3a, 3b in Verbindung mit den Schaltorganen 4a, 4b eine weitere, aktive Möglichkeit zur Beeinflussung der Ausgangsspannung des Synchrongenerators 1 bei variabler Last und/oder bei variierender Drehzahl des Rotors 20 gegeben. Die Schaltorgane 4a, 4b ermöglichen, den Hilfserreger-Schwingkreis und damit den Stromfluss in der Hilfserregerwicklung 23 zu verändern. Zu diesem Zweck wird die Ausgangsspannung UL des Synchrongenerators 1 von der Steuereinrichtung 5 gemessen und mit vorgegebenen Schwellenwerten verglichen. In Abhängigkeit von der Höhe der Ausgangsspannung UL werden die Schaltorgane 4a, 4b so angesteuert, dass entweder nur der Kondensator 3a, nur der Kondensator 3b oder die Kondensatoren 3a und 3b parallel geschaltet Teil des Hilfserreger-Schwingkreises sind. Beispielsweise kann über die Schwellenwerte ein Sollspannungsbereich festgelegt sein, innerhalb dessen nur ein Kondensator, beispielsweise der Kondensator 3a in den Hilfserreger-Schwingkreis eingeschaltet ist. Unterschreitet die Ausgangsspannung den unteren Schwellenwert des Toleranzbereiches, wird der Kondensator 3b hinzugeschaltet, so dass eine Parallelschaltung der Kondensatoren 3a und 3b im Hilfserreger-Schwingkreis aktiv ist. Aufgrund der höheren Kapazität im Schwingkreis steigt der Stromfluss in der Hilfswicklung 13 an, was eine stärkere Erregung des Synchrongenerators 1 und einen Anstieg der Ausgangsspannung UL zur Folge hat. Übersteigt die Ausgangsspannung dagegen den oberen Schwellenwert des Toleranzbereichs, wird von dem Kondensator 3a auf den Kondensator 3b im Hilfserreger-Schwingkreis umgeschaltet, wobei beispielhaft angenommen wird, dass der Kondensator 3b eine kleinere Kapazität aufweist als der Kondensator 3a. Entsprechend sinkt der Stromfluss in der Hilfswicklung 13 an, was zu einer geringeren Erregung des Synchrongenerators 1 und einem Abfall der Ausgangsspannung UL führt.
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Neben den drei genannten Schaltstufen kann ggfs. noch eine vierte Schaltstufe eingesetzt werden, bei der beide Schaltorgane 4a und 4b geöffnet sind und der Hilfserreger-Schwingkreis unterbrochen ist. Auch ist es möglich, den Soll-Toleranzbereich mit dem kleineren Kondensator, also im Beispiel den Kondensator 3b, zu verknüpfen und die Schaltstufen mit der größeren Kapazität, also zum einen die mit dem Kondensator 3a alleine und zum anderen die Parallelschaltung beider Kondensatoren 3a, 3b, für zwei verschiedene Bereiche mit geringerer Ausgangsspannung einzusetzen.
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Selbstverständlich ist darüber hinaus denkbar, nicht nur zwei Kondensatoren 3a, 3b und Schaltorgane 4a, 4b vorzusehen, sondern drei oder mehr dieser Anordnungen, um weitere Schaltstufen bereit zu stellen. Dabei können die Kondensatoren in ihrer Kapazität sich untereinander jeweils um einen Faktor 2 unterscheiden. Auf diese Weise kann zur Regelung der Ausgangsspannung eine Kapazität im Hilfserreger-Schwingkreis in einem Binärsystem eingestellt werden, die zwischen Null und der Summe der Kapazitäten aller Kondensatoren in äquidistanten Stufen variiert werden kann.
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In 4 ist in gleicher Art wie in 3 eine weitere Ausgestaltung eines Ankerblechs 210 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in dieser und auch der nächsten Figur gleiche oder gleichwirkende Elemente wie in der 3.
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Im Unterschied zu der 3 ist im Ausführungsbeispiel der 4 die Vollpolaussparung 213 nicht um einen geometrischen Winkel φ von 90° verdreht gegenüber der Schenkelpolaussparung 212 angeordnet, sondern um einen geometrischen Winkel φ kleiner als 90°. Wie im Ausführungsbeispiel der 3 ist der Anker 21 hier ebenfalls zweipolig ausgeführt. Die (elektrische) Phasenverschiebung Φe entspricht daher in ihrer Größe dem geometrischen Winkel φ. Wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wechselwirkt sowohl die Hauptwicklung 12 als auch die Hilfswicklung 13 mit der Hilfserregerwicklung 23. Eine Veränderung der Lage der Hilfserregerwicklung 23 zur Haupterregerwicklung 22 verändert das Verhältnis, mit der Hauptwicklung 12 oder Hilfswicklung 13 die Hilfserregerwicklung 23 beeinflussen. Zudem sind die Vollpolaussparung 213 oval ausgeführt und weisen einen größeren Querschnitt zur Aufnahme der Hilfserregerwicklung 23 auf.
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Weiterhin sind bei dem Ankerblech der 4 im Randbereich der Pole 211 weitere Öffnungen 215 zur Aufnahme von Kurzschlussstäben angeordnet. Solche Kurzschlussstäbe sind im Zusammenhang mit Ankern von Synchrongeneratoren grundsätzlich bekannt und dienen der Dämpfung von Rotationsschwingungen des Rotors. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass bei dem erfindungsgemäßen Synchrongenerator bereits die Hilfserregerwicklung 23 eine schwingungsdämpfende Wirkung hat. Die Kurzschlussstäbe können als zusätzliche Mittel zur Schwingungsdämpfung vorgesehen sein.
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5 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Ankerblechs 210. Im Unterschied zu den vorherigen Beispielen, die zum Einsatz in einem zweipoligen Synchrongenerator 1 ausgebildet sind, ist das Ankerblech 210 der 5 achtpolig ausgestaltet. Der Einsatz eines solchen Ankerblechs 210 bzw. eines somit auch achtpolig aufgebauten Rotors 20 setzt einen entsprechend ausgestalteten, ebenfalls achtpoligen Stator 10 voraus. Entsprechend der achtpoligen Ausgestaltung des Ankerblechs 210 weist dieses jeweils ebenfalls acht Schenkelpolaussparungen 212 und acht Vollpolaussparungen 213 auf. Die Vollpolaussparungen 213 sind jeweils auf einer winkelhalbierenden zwischen zwei benachbarten Schenkelpolaussparungen 212 angeordnet. Damit ist, auch wenn der geometrische Winkel φ, unter dem von der Achse 24 bzw. der Achsaussparung 214 aus betrachtet zwischen einer Schenkelpolaussparung 212 und einer benachbarten Vollpolaussparung 213 nur 180/8 = 22,5° beträgt, die (elektrische) Phasenverschiebung Φe zwischen den in der Haupterregerwicklung 22 und der Hilfserregerwicklung 23 induzierten Signalverläufen 90°. Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist somit das achtpolige Pendant zu der in 3 dargestellten zweipoligen Version.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Synchrongenerator
- 2
- Last
- 3a, b
- Kondensator
- 4a, b
- Schaltorgan
- 5
- Steuereinrichtung
- 10
- Stator
- 11
- Kern
- 12
- Hauptwicklung
- 13
- Hilfswicklung
- 20
- Rotor
- 21
- Anker
- 22
- Haupterregerwicklung
- 23
- Hilfserregerwicklung
- 24
- Achse
- 25
- Gleichrichterbrücke
- 210
- Ankerblech
- 211
- Pol
- 212
- Schenkelpolaussparung
- 213
- Vollpolaussparung
- 214
- Achsaussparung
- 215
- Aussparung für Kurzschlussstab
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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