DE141906C

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Publication number: DE141906C
Application number: DENDAT141906D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Eine der vorteilhaftesten bis jetzt bekannten Anordnungen zur Erzeugung von pulsierendem Gleichstrom dürfte wohl diejenige sein, bei welcher ein mit der zu speisenden Anlage verbundener zweiteiliger Kommutator von einem besonderen Synchronmotor angetrieben wird (vergl. Zeitschrift für Elektrotechnik, Wien, Heft 10 und 12, 1902). Der Nachteil dieser Anordnung ist jedoch der, daß bei großen Spannungsschwankungen im Netz der Motor leicht außer Tritt fällt, und da für eine richtige Kommutierung die synchrone Unterbrechung des Wechselstromes unbedingt notwendig ist, so kommt auch leicht die ganze Anlage in Unordnung.

In der vorliegenden Anordnung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß statt eines gewöhnlichen ein derartiger Synchronmotor zum Antrieb des Kommutators verwendet wird, der sich bei jeder Spannungsschwankung von selbst auf Synchronismus einstellt.

Zum Zweck näherer Erläuterung sei in der beiliegenden Figur eine zweiphasige Stoßbohranlage nach der vorliegenden Anordnung schematisch dargestellt. 1 und 2 bedeuten die einzelnen Phasenleiter, während die gemeinsame Rückleitung durch 3 dargestellt ist. Der Leiter 1 führt durch die Schleifbürste α' zu dem Schleifringe s' und zu der mit letzterem durch eine Leitung v' verbundenen stromführenden Hälfte des zweiteiligen Kommutators k'. Die andere Hälfte dieses Kommutators ist von der ersten durch eine Isolation i getrennt und ist somit immer stromlos. Auf k' schleifen zwei Bürsten a_x

die durch die Leitungen / b' mit den äußeren Enden der Stoßbohrspulen b' verbunden sind. Schleifring und Kommutator werden von der W^Telle n> des Motors zwangläufig angetrieben. Es ist nun leicht zu ersehen, daß in der gezeichneten Lage des Kommutators k' bloß die oberen Spulen der Stoßbohrer b' vom Strom durchflossen, während die unteren Spulen derselben stromlos sind. Nach einer Viertelumdrehung kommt die stromführende Kommutatorhälfte mit der unteren Bürste U₁" und die stromlose Hälfte mit der oberen Bürste Ci₁' in Berührung; infolgedessen werden jetzt die unteren Spulen der Stoßbohrer von Strom durchflossen und die oberen stromlos. Die Leitungen Ib' führen also pulsierenden Gleichstrom, und zwar so, daß wenn eine derselben stromdurchflossen, die andere stromlos ist und umgekehrt.

Ganz dieselbe Anordnung ist für die andere Hälfte der Anlage nämlich für die Phase 2 mit den Stoßbohrern b'² durchgeführt, wobei die entsprechenden Teile mit denselben Buchstaben und der Kennziffer 2 bezeichnet sind.

Der Läufer r ist zweiphasig gewickelt und entsprechend mit den Leitungen 1, 2, 3 leitend verbunden, der nach Art eines gewöhnlichen Induktionsmotors ausgeführte Ständer s dagegen ist dreiphasig gewickelt und mit seinem Nullpunkt an die Rückleitung 3 angeschlossen. Die freien Enden der drei Phasen (I, II, III) sind mit den Punkten p₀ des dreiarmigen Anlaß- und Regulierwiderstandes n>' elektrisch verbunden. Die drei Schleifstücke (O₁ O₁₁ O₁₁₁) sind miteinander durch die Leitungen η von geringem Widerstand kurzgeschlossen, die

Schleifstücke f_n und f_m sind dagegen mit je einer Leitung Ib' und der Schleifkontakt^/ mit der Phase III leitend verbunden.

Die Wirkungsweise des Motors ist nun folgende: Befinden sich die drei Arme des Schalters h auf den Kontakten p\ so sind die drei Phasen des Ständers über die Anlaßwiderstände r' kurzgeschlossen. Der Läufer wirkt als induzierender, der Ständer als induzierter Teil eines gewöhnlichen Induktionsmotors; bei der Bewegung des Schalters h im Sinne des Uhrzeigers werden nun die Anlaßwiderstände r_x allmählich ausgeschaltet, bis die Schaltarme auf den Punkten p₀ stehen. Befinden sich dagegen die Arme auf den Schleifstücken fυ-, fm und fm', so ist einerseits die Phase II über die zügehörigen Anlaßwiderstände r', Regulierwiderstände r² und Kontakt^ an die pulsierende Spannung der oberen Leitung / b' gelegt, andererseits sind die Phasen I und III durch den Schleifkontakt f_ni' untereinander parallel geschaltet und durch den zugehörigen Anlaßwiderstand r_i und Regulierwiderstand r₂ sowie durch den Schleifkontakt^^ mittels des Armes O₃ an die pulsierende Spannung der unteren Leitung Ib' angeschlossen. Da außerdem sämtliche Phasen mit der Rückleitung 3 verbunden sind, so wird der Erregerstrom abwechselnd die Stromphasen durchfließen, und zwar einmal von der oberen Leitung Ib' durch die Phase II zu der Rückleitung 3 und ein andermal von der unteren Leitung Ib' durch die parallel geschalteten Phasen I und III ebenfalls zu der Rückleitung 3.

In ganz ähnlicher Weise könnte die Ständerwicklung auch als vierphasige Wicklung ausgeführt sein, wobei je zwei Phasen parallel geschaltet und (gegebenenfalls über Widerstände) an Ib' angeschlossen werden.

Der durch die Ständerwicklungen fließende Strom wird trotz der pulsierenden Spannung angenähert von gleichbleibender Stärke sein, da infolge der Selbstinduktion die Komponente der Wechselspannung sehr klein ausfallen muß; infolgedessen wird der Motor bei Betriebsstellung der Schaltarme wie ein gewöhnlicher mit Gleichstrom erregter Wechselstrommotor synchron laufen.

Da nun der Nullpunkt der Ständerwicklung mit der Rückleitung des Systems und die freien Enden derselben während des Betriebes, d. h. wenn die Schaltarme auf den Schleifstücken fjifiiifm' stehen, entweder unmittelbar oder über Widerstände mit den Außenleitungen verbunden sind, so tritt in jedem Augenblick, wo eine Bürste beide Teile des Kommutators gleichzeitig bedeckt und demnach die Außenleitung kurzschließt, eine Induktionsmotorwirkung ein, die den Motor in der Nähe des Synchronismus hält und somit denselben herstellen hilft, sobald der Motor infolge einer plötzlichen Spannungsschwankung eine Neigung zum Außertrittfallen zeigt.

Claims

Patent-Anspruch: ^6s

Einrichtung zur Erzeugung von pulsierendem Gleichstrom, bei welcher die Feldwicklung des zum Antrieb des Gleichrichters dienenden und nach Art eines Induktionsmotors ausgeführten Synchronmotors eine normale Mehrphasenwicklung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung, deren Nullpunkt an die Rückleitung des Systems und deren Endpunkte an die vom pulsierenden Gleichstrom abwechselnd durchflossenen Arbeitsleitungen unmittelbar oder über Widerstände gelegt werden, durch die pulsierenden Ströme in der Weise gespeist wird, daß einerseits infolge der Selbstinduktionswirkung ein nahezu konstantes Feld erregt, andererseits im Augenblicke des Kurzschlusses der beiden Außenleiter durch die Bürsten in den dadurch ebenfalls unmittelbar oder über Widerstände kurzgeschlossenen Phasenwicklungen eine Induktionswirkung wie bei Asynchronmotoren erhalten wird, durch welche bei plötzlichen Spannungsschwankungen, die den Motor aus dem Synchronismus reißen, die Wiederherstellung des Synchronismus unterstützt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.