DE1125539B - Einanker-Gleichpol-Frequenzumformer - Google Patents

Einanker-Gleichpol-Frequenzumformer

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DE1125539B
DE1125539B DEH35933A DEH0035933A DE1125539B DE 1125539 B DE1125539 B DE 1125539B DE H35933 A DEH35933 A DE H35933A DE H0035933 A DEH0035933 A DE H0035933A DE 1125539 B DE1125539 B DE 1125539B
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DE
Germany
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frequency converter
shifted
rotor
homopolar
single armature
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Pending
Application number
DEH35933A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Theodor Kasprowicz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HIMMELWERK AG
Original Assignee
HIMMELWERK AG
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Publication date
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Publication of DE1125539B publication Critical patent/DE1125539B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K47/00Dynamo-electric converters
    • H02K47/18AC/AC converters
    • H02K47/22Single-armature frequency converters with or without phase-number conversion
    • H02K47/24Single-armature frequency converters with or without phase-number conversion having windings for different numbers of poles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

  • Einanker-Gleichpol-Frequenzumformer Die Erfindung betrifft einen als synchronen Gleichpol-Einankerumformer ausgebildeten Frequenzumformer.
  • Solche auch als Reaktionsfrequenzumformer bezeichnete Maschinen haben allgemein im Ständer neben einer ein- oder mehrphasigen, meistens zweipoligen, auch Primärwicklung genannten Motorwicklung, eine ein- oder mehrphasige Sekundärwicklung von höherer Polzahl als die Primärwicklung, während der Läufer als Reaktionsläufer ausgebildet ist, der durch das primär erzeugte Drehfeld entsprechend der Polzahl der Motorwicklung synchron umläuft. Hierdurch wird bei geeigneter Läuferausbildung in der Sekundärwicklung eine Spannung vom Vielfachen der Primärfrequenz induziert, die sich aus dem Verhältnis der Polzahlen von Sekundär- zur Primärwicklung ergibt.
  • Solche bekannten Ausführungen zeigen beispielsweise schematisch für das Frequenzverhältnis 1: 4 die Abb. 1. und 2, wobei übersichtshalber die Wicklungen nur für eine Phase eingezeichnet sind. Hierbei stellt S in Abb. 1 das Ständerpaket mit einer zweipoligen Primärwicklung 1 und einer achtpoligen Sekundärwicklung II mit den Einzelspulen a, b, c, d dar. Der Läufer L hat der Sekundärpolzahl angepaßte Aussparungen 1, 2 und 3. Er bedeckt im Luftspalt drei Achtel der primären Polteilung und enthält die für den Anlauf notwendigen Käfigstäbe K. Die durch die zweipolige Primärwicklung hervorgerufenen magnetischen Kraftlinien bilden entsprechend der im Augenblick angenommenen magnetischen Flußachse FA auf den einzelnen Teilen des Reaktionsläufers die mit n und s bezeichnete Polarität aus. In Abb. 2 ist eine weitere, bekannte Läuferform für einen Reaktionsfrequenzumformer dargestellt mit den gemäß Abb. 1 gleichsinnigen Bezeichnungen. Dieser gleichfalls für das Frequenzverhältnis 1:4 ausgebildete Läufer besteht abweichend von der in Abb. 1 gezeigten Ausführung aus den beiden Läuferteilen L1 und L., die durch ein aus unmagnetischem Werkstoff ausgebildetes Verbindungsstück u zusammengehalten werden. Bei dieser Läuferform werden im Luftspalt vier Achtel der primären Polteilung bedeckt.
  • Frequenzumformer der beschriebenen Art haben den Nachteil, daß sie einen ungewöhnlich hohen Abfall der Sekundärspannung zwischen Leerlauf und Vollast aufweisen, wodurch ihre Verwendbarkeit nur auf einen verhältnismäßig engen Anwendungsbereich begrenzt ist. Genauere Untersuchungen zeigen, daß der größte Spannungsverlustanteü durch das Nacheilen der Rotorachse hinter der Flußachse, also in dem Polradverschiebungswinkel zwischen Rotor- und Flußachse hervorgerufen wird, der bekanntlich im Leerlauf gleich Null ist, aber mit zunehmender Belastung wie bei einer Synchronmaschine sich vergrößert, bis sie schließlich außer Tritt fällt. Die Ursache hierfür liegt in dem Querfeld 0Q, das infolge des Belastungsstroms in der Sekundärwicklung entsteht und gemäß Abb. 3 mit dem Längsfluß OL den Gesamtfluß 0 ausbildet bzw. den Gesamtfluß 0 in (1)L = 0 - sin a und Oq = 0 - cos a aufspaltet, wobei a der Polradverschiebungswinkel ist. Hierdurch eilt OL und damit auch die Polradach.se RA hinter dem Gesamtfluß um den Winkel a nach, und auf die Sekundärwicklung wirkt nur noch der Flußanteil 0 - sin a induzierend. Im Leerlauf ist OQ = 0 und somit auch a = 0 und 0 = OL, d. h., Polradachse RA und Flußachse FA decken sich.
  • Ein bekanntes Mittel zur Verringerung dieses Polradverschiebungswinkels besteht darin, im Kraftlinienweg des Querflusses möglichst große magnetische Widerstände einzubauen. Abb. 4 zeigt an einem Beispiel eine solche Ausführung für einen Läufer gemäß Abb. 1, bei dem die Welle von dem Läuferblech magnetisch getrennt ist, beispielsweise durch eine Büchse B aus unmagnetischem Material, und bei dem weiterhin die zusätzlichen Trennschlitze S1 und S2 so angeordnet sind, daß sie mit den Kraftlinien des Längsflusses (-bL parallellaufend für diesen kleinen, wohl aber für den Querfluß OQ einen hohen Widerstand bedeuten. Bei einer unmagnetischen oder vom Blechpaket magnetisch getrennten Welle ist dies für ein zweipoliges Feld immer der Fall, wenn die Richtung dieser Trennschlitze etwa auf oder entlang der Polradachse verläuft.
  • Die gleichen Auswirkungen wie das Auftreten des Querfeldes ruft zusätzlich auch die starke Schwächung und Verzerrung des zweipoligen Längsflusses hervor, wie sie durch die in den Abb. 1 und 2 gezeichneten Aussparungen 1, 2 und 3 im Feldverlauf des Längsflusses verursacht wird, so daß der spezifische Polradverschiebungswinkel sehr groß wird, eine Eigenschaft der üblichen Reaktionsfrequenzumformer, die als weiche Drehmomentcharakteristik bezeichnet wird.
  • Durch die Erfindung wird angestrebt, diese Schwächung des zweipoligen Längsflusses durch eine weitgehende Eisenbedeckung im Luftpaltumfang zu beseitigen, um so einem normalen Reaktionsläufer mit seiner hinsichtlich Polradverschiebungswinkel wesentlich größeren Härte möglichst nahe zu kommen. Erfindungsgemäß wird das Ständer- und Läuferpaket axial in zwei Hälften aufgeteilt, die durch einen Zwischenraum magnetisch voneinander getrennt sind, in welchem die relative Lage der Sekundärwicklung zur Primärwicklungsachse in der einen Hälfte um eine sekundäre Polteilung gegenüber der anderen Hälfte geändert ist, und die beiden Läuferpakete, bezogen auf die Primärwicklungssache, um eine primärer Polteilung gegeneinander verdreht sind.
  • Diese Ausführung sei beispielsweise an Hand der Abb. 5 näher erläutert. S" und Sb sind die beiden längs des Luftspaltes abgewickelten Ständerhälften, die durch den Zwischenraum Z voneinander getrennt sind, 1 und 1', 2 und 2' usw., die in einer Flucht liegenden Ständernuten beider Hälften. Es handele sich beispielsweise um einen Ausschnitt aus einer 24-nutigen Maschine mit einer zweipoligen Primär- und einer achtpoligen Sekundärwicklung. Die sekundäre Polteilung entspricht demnach Nuten je Pol, um welche Nutenzahl die achtpolige Wicklung I1 im Ständerteil Sb gegenüber der zweipoligen im Ständerten S" versetzt werden soll, während die zweipolige Primärwicklung in beiden Teilen unversetzt bleibt. Während also die zweipolige Wicklung I in den Nuten 1-1', 2-2' usw. verläuft, wird die achtpolige Wicklung II von Nut 1 im Ständerteil SU nach Nut 4' im Ständerteil Sb, entsprechend von Nut 2 nach 5' usw., also immer um drei Nuten am Umfang versetzt, eingelegt. Hiermit ist die achtpolige Wicklungsachse im Ständerteil Sb räumlich um 45° gegenüber der zweipoligen im Ständerteil S" verschoben oder, auf das achtpolige System bezogen, ist im Ständerteil Sb gegenüber dem Ständerteil S" eine Phasenverschiebung von 4 - 45 = 180' e1. eingetreten. Wenn im Ständerteil S" die relative Lage der beiden Wicklungen beispielsweise gleich der in Abb. 1 ist, so hat sie durch die beschriebene Versetzung der achtpoligen Wicklung die in Abb.6 gezeigten Verhältnisse angenommen; um jetzt hier in dem Ständerteil Sb eine sekundäre EMK gleicher Phasenlage wie in dem Ständerteil S,, zu erzeugen, muß die zum Ständerteil Sb gehörige Läuferhälfte Lb um 1.80° verdreht werden, wie das in Abb. 6 gezeigt ist. Für das zweipolige Drehfeld ist jetzt unter Benutzung der im vorhergehenden Abschnitt erwähnten Trennschlitze S1 in seiner magnetischen Ausbildung ein Läufer vorgesehen, der, wie in Abb. 7 a dargestellt, umfangsmäßig den aufeinanderprojizierten Umrissen der beiden Läuferpakethälften La und Lb entspricht, d. h., man hat in seiner Auswirkung auf die Primärseite einen Läufer mit Eisenbedeckung, allerdings halber Gesamtpaketlänge erhalten. Damit ist man aber der normalen Reaktionsläuferform mit ihrer bedeutend härteren Drehmomentcharakteristik außerordentlich nahe gekommen. Abb. 7b zeigt für die Läuferform nach Abb. 2, daß bei sinngemäßer Anwendung magnetisch ein Läufer mit also mit voller Eisenbedeckung, aber mit halber Gesamtpaketlänge entstanden ist. Selbstverständlich kann man die Verschiebung der Primär- zur Sekundärwicklung um eine Sekundärpolteilung im Ständerteil auch dadurch erreichen, daß man in Abb. 5 die Primärwicklung beispielsweise um eine Nut rückwärts in Nut 1-24', 2-1' usw. und die Sekundärwicklung dann nur um zwei Nuten vorwärts in Nut 1-3', 2'-4' usw. verlegt, wodurch gleichfalls eine Gesamtverschiebung von drei Nuten, also einer Sekundärpolteilung zwischen beiden Wicklungen in den beiden Ständerhälften erreicht wird. Allerdings muß in diesem Falle gemäß der Verschiebung der zweipoligen Wicklungsphase im Ständerteil Sb gegenüber dem Ständerteil S" die zugehörige Läuferhälfte Lt, um den gleichen räumlichen Winkel im gleichen Sinne mehr als 180° gegenüber dem Läuferteil L" verdreht werden.
  • Um einen Frequenzumformer mit nach der Erfindung unterteilten Blechpaketen bei Inbetriebnahme in Synchronismus zu bringen, genügt es natürlich vollständig, nur eines der beiden Läuferpakete mit einem Anlaufkäfig auszuführen.
  • Durch die mit der beschriebenen Anordnung erzielte Wirkung eines magnetisch nahezu oder vollkommen zylindrischen Läufers ist es nunmehr auch möglich geworden, die Sekundärwicklung mit parallelen Stromkreisen auszuführen, da nunmehr in je zwei gegenüberliegenden Sekundärspulen immer eine nach Größe und Phasenlage gleiche EMK erzeugt wird; was bei den bekannten Ausführungen mit einem einzigen Paket nicht der Fall ist und wodurch oftmals Ausführungen als Reaktionsfrequenzumformer, insbesondere für niedere Sekundärspannungen, gar nicht ausführbar sind.
  • Weitere Ausführungsbeispiele für Läufer mit unmagnetisehen Trennschlitzen, beispielsweise für zehn-und zwölfpolige Sekundärwicklungen zeigen die Abb. 8 und 9.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Synchroner Gleichpol-Einanker-Frequenzumformer, dadurch gekennzeichnet, daß sein Ständer- und Läuferpaket axial in zwei Hälften aufgeteilt ist, die durch einen Zwischenraum magnetisch voneinander getrennt sind, in welchem die relative Lage der Sekundärwicklung zur Primärwicklungsachse in der einen Hälfte um eine Sekundärpolteilung gegenüber der anderen Hälfte geändert ist, und die beiden Läuferpakete, bezogen auf die Primärwicklungsachse, um eine primäre Polteilung gegeneinander verdreht sind.
  2. 2. Synchroner Gleichpol-Einanker-Frequenzumförmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungsachse in beiden Pakethälften nicht verschoben ist, während die Sekundärwicklung der einen Hälfte um eine Sekundärpolteilung gegenüber der anderen Hälfte verschoben ist.
  3. 3. Synchroner Gleichpol-Einanker-Frequenzumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungsachse in beiden Pakethälften nicht verschoben ist, während die Primärwicklung der einen Hälfte um eine Sekundärpolteilung gegenüber der anderen Hälfte verschoben ist.
  4. 4. Synchroner Gleichpol-Einanker-Frequenzumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungsachse der einen Pakethälfte nur um einen Teil einer Sekundärpolteilung gegenüber der anderen Pakethälfte nach der einen Seite hin verschoben ist, während die Sekundärwicklung der einen Pakethälfte um den restlichen Teil einer Sekundärpolteilung gegenüber der anderen Hälfte nach der anderen Seite hin verschoben ist.
  5. 5. Synchroner Gleichpol-Einanker-Frequenzumformer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung mit parallelen Stromkreisen ausgeführt ist:
  6. 6. Synchroner Gleichpol-Einanker-Frequenzumformer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur eines der beiden Läuferpakete mit einem Anlaufkäfig ausgeführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1016 364; britische Patentschrift Nr. 521570.
DEH35933A 1959-03-21 1959-03-21 Einanker-Gleichpol-Frequenzumformer Pending DE1125539B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2735191A1 (de) * 1976-08-18 1978-02-23 Toyo Electric Mfg Co Ltd Frequenzvervierfacher
DE2818663A1 (de) * 1977-04-27 1978-11-02 Toyo Electric Mfg Co Ltd Umlaufender frequenzwandler

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB521570A (en) * 1938-11-22 1940-05-24 Nicholas Japolsky Improvements in or relating to alternating current electric motors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB521570A (en) * 1938-11-22 1940-05-24 Nicholas Japolsky Improvements in or relating to alternating current electric motors

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2735191A1 (de) * 1976-08-18 1978-02-23 Toyo Electric Mfg Co Ltd Frequenzvervierfacher
FR2362523A1 (fr) * 1976-08-18 1978-03-17 Toyo Electric Mfg Co Ltd Convertisseur de frequence quadruple
DE2818663A1 (de) * 1977-04-27 1978-11-02 Toyo Electric Mfg Co Ltd Umlaufender frequenzwandler

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