DE151013C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

M 151013 KLASSE 21 d.

In der Patentschrift 61951 ist eine Anordnung zur Geschwindigkeitsregelung von asynchronen Wechselstromkommutatormotoren angegeben. Dieselbe hat jedoch den Nachteil, daß die Phasenverschiebung nur bei der synchronen Geschwindigkeit verschwindet, bei anderen Geschwindigkeiten dagegen nicht (vergl. Elektrotechnische Zeitschrift 1891, Seite 701, Spalte 3, Absatz 2); somit tritt

hier derselbe Übelstand ein wie bei Regulierung asynchroner Induktionsmotoren vermittels induktiver Widerstände.

Es erklärt sich dies auf folgende Weise: Für die Geschwindigkeitsregelung muß dem Kommutator solcher Maschinen eine äußere elektromotorische Kraft zugeführt werden, die - (ebenso wie der Spannungsabfall in sekundär vorgeschalteten Widerständen) der elektromotorischen Kraft der Schlüpfung entgegenwirkt. Die Geschwindigkeitsregelung ist also allein von der in die Richtung der Primärspannung fallenden Komponente der Sekundärspannung abhängig. Die Phasenkompensierung dagegen ist nur von der zu der Primärspannung senkrechten Komponente der Sekundärspannung abhängig; für eine richtige primäre Phasenkompensierung und gegebene Primärspannung muß also diese letztere Komponente bei jeder Drehzahl konstant bleiben, mit anderen Worten, es muß bei der Tourenregelüng die Phase und die ■ Spannung des Sekundärstromes gleichzeitig geändert werden. Ist nun der Motor einmal auf Synchronismus eingestellt, und ändert man bei konstantem Sekundärstrom die Stellung der Kommutatorbürsten, so muß sich mit der Änderung der Komponente für die Tourenregelung auch die zu ihr senkrechte Komponente ändern und somit muß auch eine Störung in der Phasenkompensierung eintreten.

Denkt man sich die Sekundärspannung durch dasjenige gedachte Drehfeld ersetzt, welches durch die über die Kommutatorbürsten dem Läufer zugeführten Ströme erzeugt werden würde, wenn dieser allein unter dem Einfluß der Sekundärspannung stünde, und nennt man dieses Drehfeld das dem Kommutator zugeführte resultierende Drehfeld, so kann man auch sagen, daß zum Zweck einer gleichzeitigen Touren- und Phasenregelung es notwendig ist, dieses Feld der Größe und der relativen Lage nach gegen das Primärfeld veränderlich zu machen.

Dieses kann nun auf zweierlei Weise geschehen: ■

1. Man führt dem Kommutator durch zwei Bürstensätze zwei Drehfelder zu und verändert durch Verschiebung der Bürstensätze die Lage der" -einzelnen Drehfelder gegeneinander. Das aus diesen resultierende Drehfeld ändert sich nun nach dem Gesetze der Zusammensetzung von Kräften in einer Ebene, also im allgemeinen der Größe und der Lage nach.

2. Man führt dem Kommutator durch einen Bürstensatz nur ein einziges Drehfeld zu und verschiebt die Bürsten gegeneinander. Durch die Änderung des Abstandes zwischen je zwei Bürsten ändert sich zunächst die Zahl der zwischen ihnen eingeschlossenen Ankerwindungen; also bei konstanter Spannung die

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Größe des durch diese Bürsten erzeugten;^ Feldeä-; dann ändert sich aber auch. die} Mittellage der Bürsten gegen das > primäre Feld und somit auch die Lage der Qrehfii^;aej\. Unter einem Bürstensatz ist ..überall' efrp kompleter Bürstensatz, durch den ein ■ Drehfeld erzeugt werden kann, verstanden.

Fig. ι stellt eine nach dem ersten Prinzip ausgeführte Anordnung dar. Auf dem Kom-

mutator schleifen zwei Bürstensätze b^l ti b⁵ und O₁' b.₂' b_s', von denen beispielsweise einer im Nebenschluß und der andere, im Hauptstrom liegt. Es können dabei entweder beide Sätze verstellbar sein oder auch nur einer.

Fig. 2 stellt eine Anordnung nach dem zweiten Prinzip, dar, wobei beispielsweise eine zweiphasige Primärspeisung angenommen ist. Stehen die Bürsten b^l und ti in der ausgezogenen Lage, so sind die zwischen je zwei Bürsten einer Phase liegenden Ankerzweige einander gleich und somit sämtliche Ankerleiter wirksam. Befinden sich dagegen b¹ und b^z in der punktierten Lage, so sind die ■ oben erwähnten Ankerzweige voneinander verschieden und somit die Zahl der wirksamen Leiter vermindert. .

Selbstverständlich kann man die erwähnten Mittel miteinander kombinieren, um auf diese Weise eine feinere Regulierung zu bekommen.

Man kann also zwei gegeneinander verstellbare Bürstensätze auf dem Kommutator anbringen, von denen ein Bürstensatz mit gegeneinander verstellbaren Bürsten ausgeführt

Bezüglich beider Anordnungen ist zu bemerken , daß es weder auf die primäre noch auf die sekundäre Phasenzahl ankommt. Denn sowohl in bezug der Touren- wie der Phasenregelung ist lediglich die Regelung des dem Kommutator zugeführten Drehfeldes von Wichtigkeit. Durch wieviel Phasen aber dieses oder auch das primäre Feld zustande kommt, ist grundsätzlich gleichgültig.

: Die Phasenzahl des primären und des sekundären Stromkreises kann demnach auch voneinander verschieden sein; .

Das Eigentümliche beider Anordnungen ist, daß bloß durch Verschiebung der Kommutator-

, bürsten das dem Kommutator zugeführte resultierende Drehfeld sowohl der räumlichen Lage wie der Größe nach geändert wird.

Sämtliche Mittel für die Tourenregelung von. Motoren gelten sinngemäß für die Spannu'ngs- und Periodenzahlregulierung von Generatoren. . . ■

Um die Funkenbildung zu vermeiden, . muß man entweder die Zahl der Kommutator- , Segmente ziemlich groß wählen oder die Spannung auf der Kommutatorseite vermittels Transformatoren vermindern. i.:Um. ferner die Kurzschlußströme unter den Bürsten zu vermindern, kann man entweder die Verbindungen zwischen den Kommutatorsegmenten und der Gleichstromwicklung von großem Widerstände machen . oder in bekannter Weise die Isolation zwischen den Kommutatorsegmenten so dick wie die Kommutatqrsegmente selbst ausführen und zu jeder Hauptbürste, die dünner als die Isolation sein muß, eine Hilfsbürste anbringen, die mit der ersteren durch einen ohmschen Widerstand von entsprechender Größe verbunden ist, so daß eine Bürste nie eine Spule kurzschließen kann.

.. Statt einer Hilfsburste k^ann man zwischen den mit der Ankerwicklung leitend verbundenen Kommutatorsegmenten isolierte Metallsegmente anbringen und dieselben mit den ersteren durch entsprechend große Widerstände verbinden.

Schaltet man einen Transformator dem Kommutator vor, so läßt sich ein besonderer Widerstand zwischen der Haupt- und Hilfsburste auch dadurch vermeiden, daß man einen Teil· der Sekundärwicklungen s des Transformators (Fig. 3) aus zwei parallelen, voneinander ganz isolierten Teilen s' und s" herstellt, wenn dafür gesorgt wird, daß zwischen demselben keine oder wenig Streuung, die Funkenbildung veranlassen kann, stattfindet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Einrichtung" zum Anlassen und zur Geschwindigkeitsregelung von asynchronen Wechselstrommotoren, sowie zur Spannungs- und Periodenzahlregelung von asynchronen Wechselstromgeneratoren, deren

   . _:,.nach Art eines Gleichstromankers auf gebautem Sekundärteil (ohne Kurzschlußwicklung) Strom von der vollen Periodenzahl des Netzes vermittels Kommutator ... und Bürsten zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß .auf dem Kommutator entweder zwei voneinander unabhängige ■ Bürstensätze oder ein Bürstensatz mit gegeneinander verstellbaren Bürsten angebracht sind, zum Zweck, durch gegen-

   : seitige Einstellung derselben bei jeder Tourenzahl eine beliebige Phäsenkom- . pensierung zu erreichen. \ ■:'"''.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.