DE1638894C3

DE1638894C3 -

Info

Publication number: DE1638894C3
Application number: DE1638894A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.-Ing. Habil. 3360 Osterode Tardel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-09-19
Filing date: 1967-09-19
Publication date: 1974-08-22
Also published as: DE1638894B2; DE1638894A1; DE1638898B2; DE1638898C3; DE1638898A1

Description

i 638 894i 638 894

3 43 4

»Ibsterregte.'gut regelbare, an eine beliebige Syn- kleiner als die Summe von Hauptgenerator ohranmaschine anschaltbare Erregeranordnung der und Perraanentmagnet-Hilfserregergenerator eingangs genannten Gattung so weiter zu bilden, daß herkömmlicher Bauart,
ein» kleinere BaulSnge unter Einsparung einer besonderen, mit Permanentmagneten erregten Hilf serreger- δ Die Wirkungsweise wird an Hand der Fi g. 1 bis 3 maschine erreichbar ist beschrieben. Die Feldwicklung 1 der Syncnron-"Ibsterregte.'well controllable, to any syn- less than the sum of the main generator ohran machine connectable exciter arrangement of the type mentioned and Perraanentmagnet auxiliary exciter generator to develop further so that conventional design,
a »smaller overall length while saving a special auxiliary exciter excited by permanent magnets. 1 to 3 machine reachable is described. The field winding 1 of the Syncnron

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch maschine wird über die umlaufenden Gleichrichter 3According to the invention, this object is achieved by means of the rotating rectifier 3

die gemeinsame Anwendung folgender Merkmale: von der ebenfalls umlaufenden, durch die Fermanent-the common use of the following features: from the also circulating, through the Fermanent-

a\ rfnr Prri._Oi»r_n»_nerai«, w · c» » α magnete VJ angefachten Hauptankerwicklung 4 des a \ rfnr Prri. _O i »r _n » _nera i «, wc» » α magnets VJ fanned main armature winding 4 des

' Jin Rofo? ^{n r} ^{Smn Sm0T md} » Errlgergenerators, die im Konstruktionsbeispfcl'Jin Rofo? ^no ^{Smn Sm0T md} »Excitation generator, which is included in the construction example

., " ff ° ο F U-3 Spolig ausgeführt ist mit Gleichstrom er-., "ff ° ο F U-3 Spolig is designed with direct current

b) der geblechte Stator hat Schenkelpole und trägt _regt. Dieser fließt jedoch zuvor noch durch die Hilfsje Pol konzentrierte Wicklungsteile einer Ein- erregerwicklung5, die im Falle der Fig.3 16polig phasen-Hilfsankerwiekhrag, außerdem je zwei ausgeführt ist Das von letzterer erzeugte mit dem benachbart? Pole umfassende Wicklungsteile _l5 Rotor-Anker 18 umlaufende Feld induziert in der der Gleicbstrom-Haupterregerwicklung und in korrespondierenden Einphasen-Hilfsankerwicklung 6, den jeweils von der Haupterregerwicklung freien die auf den 16 Schenkelpolen des geblechten Stators Polzwxschenräumen Permanentmagnete; iß untergebracht ist eiae Wechselspannung. Sie wirdb) the laminated stator has salient poles and carries _rain . However, this previously still flows through the winding parts of a single-exciter winding, which are concentrated in each pole and which, in the case of FIG. Pole comprehensive winding parts _l5 rotor armature 18 rotating field induces in the Gleicbstrom main field winding and in corresponding single-phase auxiliary armature winding 6, the respective free from the main field winding on the 16 salient poles of the laminated stator Polzwxschenräumen permanent magnets; An alternating voltage is housed in it. she will

c) der geblechte Rotor trägt als Hauptankerwick- über die ruhenden Gleichrichter 7 und den Transistor lung eine normale Ein- oder Mehrphasenwick- ao 10 des Reglers 9 der Haupterregerwicklung 8 zugelung und außerdem in Reihe geschaltete Wick- führt, die entspreche!^ der Hauptankerwicklung 4 lungsteUe der Hilfserregerwicklung, welche die- 8polig ausgeführt werden :.iuß und daher je zwei beselbe Polteilung aufweist wie die Einphasen- nachbarte Pole gemeinsam umfaßt. Um eine gegen-HiIfsankerwicklung, wobei die beim Anlauf von seitige Beeinflussung zu vermeiden, muß das von den Permanentmagneten angefachte Haupt- as außen nach innen arbeitende Haupterregersystem 8,4 ankerwicklung über die Gleichrichter und die in eine andere Polzahl haben als das schwächere von Reihe dazu liegende Feldwicklung der Synchron- innen nach außen arbeitende Hilfserregersystem 5,6. maschine die Hilfserregerwicklung speist, welche Selbstverständlich sind auch andere Pol- und Nutdie Hilfsankerwicklung induziert. Zahlverhältnisse möglich, da man an die Frequenzc) the laminated rotor carries as the main armature winding via the static rectifier 7 and the transistor A normal single or multi-phase winding 10 of the controller 9 of the main excitation winding 8 is allowed and also a series-connected winding which corresponds to the main armature winding 4 control of the auxiliary excitation winding, which are designed with 8 poles: must and therefore two the same Pole pitch like the single-phase comprises neighboring poles together. In order to have a counter-anchor winding, The main exciter system 8, 4, which is fanned by the permanent magnets, must be activated as the main exciter system 8, 4, which works externally inward, to avoid the influence from the side during start-up armature winding across the rectifier and which have a different number of poles than the weaker of Row to this lying field winding of the synchronous inside out working auxiliary excitation system 5,6. machine feeds the auxiliary excitation winding, which of course also have other pole and slot dimensions Auxiliary armature winding induced. Ratios possible, because you have to use the frequency

30 nicht gebunden ist, wobei lediglich sichergestellt sein30 is not bound, it must only be ensured

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, muß, daß sich beide Systeme nicht gegenseitig induk-A further embodiment of the invention provides that the two systems do not induce each other.

daß die Haupterregerwicklung von einem Schalttran- tiv beeinflussen. Die in Fig. 3 eingezeichneten Kraft-that influence the main excitation winding from a switching tantive. The force shown in Fig. 3

«istor des Reglers periodisch abschaltbar oder kurz- flüsse Φ_ι und 'P₂ des Haupt- und Hilfserregersystems«Istor of the controller can be switched off periodically or short flows Φ _ι and P _{2 of} the main and auxiliary excitation system

ichließbar ist. lassen erkennen, daß verschiedene Eisenwege benutzti can be closed. indicate that different iron routes are used

Die gegenüber der Gattung erzielbaren Vorteile be- 35 werden und somit eine gegenseitige BeeinflussungThe advantages that can be achieved compared to the type are affected and thus a mutual influence

stehen im folgenden: vermieden wird.are in the following: is avoided.

Da die Remanenz des geblechten Stators im allge-Since the remanence of the laminated stator in general

1. Die Baulänge wird durch Fortfall der mit Per- meinen nicht mit Sicherheit ausre.cht, in der Hauptmanentmagneten versehenen zusätzlichen Hilfs- ankerwicklung 4 genügend Spannung zur Überwinerregermaschine kleiner. 40 dung der Schwellspannung der Gleichrichter 3 zu in-1. The overall length is reduced by the omission of the main permanent magnet that is not certain with certainty The additional auxiliary armature winding 4 provided with sufficient voltage for the over-winter exciter smaller. 40 generation of the threshold voltage of the rectifier 3 to

2. Die Spannung am Regler steigt etwa proportio- duzieren, werden in den Polzwischenräumen nach nal mit dem Strom in der Feldwicklung der Syn- Bedarf die bereits erwähnten Permanentmagnete 17 chronmaschine an. Solange das Eisen des Erre- koaxial zu der Haupterregerwicklung untergebracht, gergenerators noch nicht gesättigt ist, bleibt der Die Selbsterregung geht folgendermaßen vor sich: Arbeitspunkt auf der Reglerkennlinie der gleiche. 45 Zunächst induzieren die Permanentmagnete (deren Der Schalttransistor fixiert also bei Laständerun- Folge der 8poligen Anordnung nach F i g. 3 entgen die neuen Strom-Spannungswerte durch das spricht) eine kleine Spannung in der Hauptankergleiche Verhältnis von Durchlaß- zur Sperrzeit wicklung 4. Diese treibt nach Überwindung der wie die alten. Der Regler braucht also nur einen Schwellspannung der Gleichrichter 3 einen kleinen kleinen Arbeitsbereich und arbeitet daher sehr 50 Strom durch die Feldwicklung 1 und die Hilfserregergenau, gleichgültig ob die Haupterregerwicklung wicklung 5. Diese induziert eine Spannung in der periodisch abgeschaltet oder kurzgeschlossen Einphasen-Hilfsankerwicklung 6, die ihrerseits über wird. die Gleichrichter 7 und den bei Anlauf auf Durchlaß2. The voltage at the regulator increases roughly proportionally, in the spaces between the poles nal with the current in the field winding the syn- needs the permanent magnets 17 already mentioned chron machine on. As long as the iron of the exciter is housed coaxially with the main exciter winding, gergenerator is not yet saturated, the self-excitation proceeds as follows: The same operating point on the controller characteristic. 45 First of all, the permanent magnets (their The switching transistor thus fixes in the event of changes in load. 3 against the new current-voltage values through that speaks) a small voltage in the main armature equal ratio of forward to blocking time winding 4. This drives after overcoming the like the old ones. The regulator therefore only needs a threshold voltage of the rectifier 3 a small one small working area and therefore works very accurately through the field winding 1 and the auxiliary exciter, regardless of whether the main field winding is winding 5. This induces a voltage in the periodically switched off or short-circuited single-phase auxiliary armature winding 6, which in turn has will. the rectifier 7 and when starting to pass

3. Die Permanentmagnete in den freien Polzwi- geschalteten Transistor 10 (im Falle der F i g. 2 auf schenräumen brauchen nur so stark zu sein, daß 55 Sperrung geschalteten Transistors 10) einen ständig die in der Hauptankerwicklung induzierte Span- anwachsenden Strom in die Haupterregerwicklung 8 nung (etwa 1 bis 2 Volt) die Schwellspannung liefert. Dieser Vorgang würde sich zur Sättigungsder nachgeordneten Gleichrichter überwindet. grenze fortsetzen, wenn nicht zuvor der Schalttran-Man braucht daher keinen schwer verformbaren sistor 10 bei Erreichen der bei 12 abgetasteten Spanhochwertigen Magnetstahl, sondern kann bei- 60 nung durch periodisches öffnen und Schließen (oder spielsweise gemäß F i g. 3 Magnetgummiplatten auch durch eine stetige Regelung) Einhalt gebietet, aus einem handelsüblichen Material schneiden Diese Art der Regelung, nämlich die Spannung durch und übereinander kleben. Selbsterregung aufkommen zu lassen, und sie dann3. The permanent magnets in the free pole interconnected transistor 10 (in the case of FIG between spaces only need to be so strong that 55 blocking switched transistor 10) a constantly the chip-increasing current induced in the main armature winding in the main excitation winding 8 voltage (about 1 to 2 volts) supplies the threshold voltage. This process would lead to saturation downstream rectifier overcomes. continue limit, if not previously the switching tran-man therefore does not need a hard-to-deform transistor 10 when it reaches the chip of high-quality magnetic steel scanned at 12, but can increase it by periodically opening and closing (or for example according to FIG. 3 magnetic rubber plates also by a continuous regulation) stopped, cut from a commercially available material This type of regulation, namely the voltage through and stick on top of each other. Allowing self-excitement to arise, and then her

4. Da die Hilfserregerwicklung im Rotor, die Ein- »von oben« zu begrenzen, führt zu einer strukturphasen^-Hifrsankerwicklung im Stator sowie die 65 stabilen Regelung, d. h., sie neigt von Natur aus nicht Permanentmagnete infolge der sich gegenseitig zum Pendeln. Das Spannungsniveau kann mit Hilfe verstärker (Jen Wirkung klein ausfallen, wird der eines Sollwerteinstellers 13 bestimmt werden. Die erfindungsgemäße selbsterregte Erregergenerator Diode 14 dient als Freilaufdiode. Der Strom eines4. Since the auxiliary excitation winding in the rotor is to limit the input "from above", this leads to a structural phase ^ -Hifrsanker winding in the stator as well as the stable regulation, d. that is, it does not naturally tend Permanent magnets as a result of each other to pendulum. The tension level can be adjusted with the help of amplifier (If the effect is small, that of a setpoint adjuster 13 will be determined Self-excited exciter generator diode 14 according to the invention serves as a freewheeling diode. The stream of one

Stromwaiidlers 15 kann dem Regler 9 zur Kennlinienspreizung bei Parallelbetrieb in bekannter Weise aufgeschaltet werden.Stromwaiidlers 15 can give the controller 9 to spread the characteristic curve can be switched on in a known manner for parallel operation.

Wie aus dem Längsschnitt nach der F i g. 3 ersichtlich ist, lassen sich bei der hier dargestellten Ausführungsform die umlaufenden Gleichrichter 3 mitAs can be seen from the longitudinal section according to FIG. 3 can be seen is, can in the embodiment shown here, the rotating rectifier 3 with

der Isolierscheibe 20, die durch die Ankerspannschrauben 21 gehalten ist, und den Kühlfahnen 22 unter dem Wickelkopf der Hauptankerwicklung 4 unterbringen, wodurch die Jalousieblechhaube 23 abermals verkürzt werden kann. Das Statorgehäuse 19 ist an das Lagerschild angeflanscht.the insulating washer 20, which is held by the anchor tensioning screws 21, and the cooling lugs 22 under the winding head of the main armature winding 4, whereby the louvre sheet metal hood 23 can be shortened again. The stator housing 19 is flanged to the end shield.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1633 894 - ι 2 ren overcoming the threshold voltage assigned to the rectifier, whereby the total length of the patent application area is increased insignificantly. The Pemuwent r F w magneto-polar system and the corresponding stator winding of the hoof exciter machine must be so large

1. Selbsterregter Erregergenerator für bürsten- bemessen werden, daß über ruhende Gleichrichter die lose Synchronmaschinen, dessen Rotor-Anker maadraale Erregerleistung für die Haupterregerwickauf der Welle der Synchronmaschine angeordnet lung abgegeben werden kann, die bei Kurzschluß der ist und dessen Hauptankerwicklung die Feldwick- Synchronmaschine erforderlich ist Auch der zugeböiung der Synchronmaschine über rotierende v> rige Regler braucht einen großen Arbeitsbe.«ich zwi-Gleichrichter speist, mit einem ortsfesten Teil, sehen Leerlauf- und Kurzschlußerregerstrom der der außer der Haupterregerwicklung noch eine Haupterregerwicklung, wobei erschwerend noch hindurch Permanentmagnete aufraagnetisierbare zukommt, daß die Spannung der HUfserregermaschine Hilfsankerwicklung trägt, die über Gleichrichter bei wachsender Belastung abfällt Da Permanentdie Haupterregerwicklung und einen Regler *5 magnete verschiedener Größe für eine Typenreihe speist, gekennzeichnet durch die gemein- von Synchronmaschinen nicht immer schnell und bilsame Anwendung folgender Merkmale: Ug zu beschaffen sind, da es sich nicht um einen Mas-1. Self-excited exciter generator for brush-sized so that the loose synchronous machine, whose rotor armature maadraale excitation power for the main exciter winding on the shaft of the synchronous machine is arranged development, can be delivered via static rectifier, which is in the case of a short circuit and whose main armature winding the Feldwick synchronous machine is required also the zugeböiung the synchronous machine via rotating v> engined regulator will take a big Arbeitsbe. "I Zwi rectifier fed with a stationary part, see no-load and short-circuit excitation current of the addition to the main field winding another main field winding, with aggravating even through permanent magnets aufraagnetisierbare belongs that the voltage of the auxiliary excitation machine carries the auxiliary armature winding, which drops via the rectifier as the load increases Synchronous machines are not always fast and the following features are poorly used: Ug must be procured because it is not a mass

a) the exciter generator only has a stator article, it was thought earlier (16) and a linear rotor (18); ^ken _{u u u u} ^{uber burs} * " ^Io se self-excited electricity generators ge ^v ' ^v ' ao makes.

b) the laminated stator has salient poles and so one finds in the USA patent 2 966 623 concentrated winding parts per pole (Fig. 15), a multi-field working _{as a direct current series connection of a single-phase auxiliary armature winding (6), ratO r} AC induction also includes two adjacent poles each with only one rotor and only one transmitting winding part of the direct current » ₅ stator, with a polyphase rotor winding via the main excitation winding (8) and in each rectifier one on the same rotor because of the main excitation winding free main exciter winding which in turn feeds the actual pole spaces permanent magnets (17); High main three-phase current winding on the stator

c) the laminated rotor carries ^lun 8 induced as the main anchor. This in turn feeds a normal single or multiple rectifier via DC winding (4) to the phase winding housed on the same stator and also in series with the auxiliary exciter winding in series with the actual switched winding parts of the auxiliary exciter rectifier current consumers. The power output winding (5) gives way to this pole division - that is, it takes place there on the stator side. The number of pole pairs of the individual systems, like the single-phase auxiliary armature winding, are chosen so that the main armature winding, which is fanned out by the permanent magnets when starting up, does not influence each other inductively the regulator (4) via the rectifier (3) and the attach, how to overcome the threshold voltage of the field winding (1) of the rectifier lying in series with it and how to use the no-load voltage synchronous mask ^{to control} the auxiliary excitation winding without the aid of an external power source (5) feeds which the auxiliary armature winding (6) * ° wants to ensure, since the auxiliary excitation winding induces the. No idling due to the series excitation

Current leads. This also applies to the synchronous machine

2. exciter generator according to claim 1, characterized in that without slip rings of a very similar type according to the deut that the main excitation winding see patent specification 870 721.

(8) of a switching transistor (10) of the regulator 45 This is also similar to an induction machine can be switched off periodically (FIG. 1) or short-circuited with evenly distributed windings of two bar (Fig. 2). systems that do not influence each other inductively

built up. To the tension at idle and load ensure the stator auxiliary winding

So via a controllable transformer to the network

or connected to an alternating current exciter driven by a squirrel cage armature motor will. The stator auxiliary winding can also be used with direct current of unspecified origin

The invention relates to a self-excited exciter- 55 are excited. It is therefore a question of a generator for brushless synchronous machines, its one form of separately excited synchronous machine.
Rotor armature on the shaft of the synchronous machine From French patent 1 221 843 is

is arranged and whose main armature winding is known that small permanent magnets are fed into a field winding of the synchronous machine via rotating individual grooves of the pole wheel of an AC rectifier, with a stationary part that can allow the machine to 60 if its remanent apart from the main excitation winding is still due to magnetism The rectifier alone is not sufficient to overcome the swelling magnetic magnetization of the auxiliary armature voltage. But when winding contributes to the Häupter- this system beregefwicklung brushes and slip rings via rectifier and a regulator fed forces about the type of voltage regulation is here

Such an Er, presumed to be known, said nothing. In addition, a large part of the exciter generator is self-excited by an additional, permanent magnet power flow through the neighboring shaft driven by the same shaft, short-circuited by perma iron,
nentmagnete excited auxiliary exciter machine to see- The invention is based on the object of a