DE1638898B2 - Wechselstromerregermaschine der aussenpolbauart - Google Patents

Description

genuteten Polschuh haben. Nachteilig ^:st außerdem, induzierte Spannung doppelter daß die Spannung in dieser Wicklung nicht mit stei- um die Schwellspannungen der _- _ ₀

geiidem Erregerstrom ansteigt — wie es bei selbster- des auf Durchlaß geschalteten Sch^a'™^s*^tors * ^zu regten Erregermaschinen der Fall ist —, sondern un- überwinden und einen kleinen Strom oura αlecrter dem Einfluß des Querfeldes und der Sättigung 5 regerwicklung 7 fließen zu lassen. Der bescnneDene abfällt. Dieses Verhalten, das übrigens auch für die Selbsterregungsvorgang wurde sicn do, unter 1 bis 3 genannten Erregersysteme gut, bedingt gungsgrenze fortsetzen, wenn nicm *uvo^r "" einen großen Stellbereich des Reglers zwischen Leer- transistor 9 bei Erreichen der ^D" "*"{*, _ς lauf über Vollast bis zum Kurzschluß. Spannung durch periodisches Durchlassen und Spe-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ge- ίο ren Einhalt gebietet. Um den Strom in αετ *JfBenannten Hilfseinrichtungen und die derzeitigen Man- wicklung 7 bei Einsetzen der Sperrpenoae mem^ angel des Standes der Technik zu vermeiden. rupt zu unterbrechen, ist die Freilaufdiode 14 paral-

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- IeI zu dieser geschaltet.

löst, daß die Rotorwicklung einphasig ausgebildet Fig.3 zeigt ein AusffihrungsbeKpiel ^n Langsund die im Ständer angeordnete Wechselstromwick- 15 und Querschnitt. Der Stator 12 des brregerwicKiungs lung vom Ankerquerfeld beeinflußt ist, wie im Aus- systems7 ist 6polig, obwohl Il ¹²JJ¹T¹P"'!. % führungsbeispiel Fig. 1 bis 3 beschrieben werden stanzt sind. Jeweils 2 benachbarte roiew =

soll meinsam von den Erregerspulen 7 des Außenpolrna-

Das Polrad oder der Induktor 1 (Fig. 1) wird von gnetsystems umfaßt,so daßabwechseInd .JNorα-unu der umlaufenden Rotorwicklung 4 über die ebenfalls ₂o 3 Südpole entstehen (F ig. 2 undi). toeLus, umlaufenden Gleichrichter 3 in Wechselstrombrük- nachbarte Pole umfassend, jedoch in ihrer Acnse um kenschaltung mit Gleichstrom erregt. Zwar hat dieser 90 Grad elektrisch versetzt, sind jjie apuren au eine größere Welligkeit als bei einer Drehstrombrük- Wechselstromwicklung 5 "¹^ ^"^,/Hurchdrun kenschaltung, aber da man einerseits die Frequenz daß sie vom pulsierender' Ankerquerfcld' ^d"™^d™ⁿ des Einphasenstromes in der Rotorwicklung genü- >₅ gen werden (F i g. 2 und 3). Auf Polmitte koaxujzu gend hoch wählen kann, und andererseits die Wick- den Spulen der Erregerwicklung 7 sind «nnanemlung 1 eine hohe Induktivität hat, genügt die Wech- magnete, in diesem Fall ^aut^ⁱⁿ^?"^c selstrombrücke, ohne daß sich die Welligkeit auf die gnetgummiplatten 13 angebracht. *-"» Statorwicklung 2 der Synchronmaschine merkbar der im 24nutigen Rotor 15 untergehetuijc» überträgt. Die Kombination der Wicklung 1 und des 30 wicklung4 geht aus Fig. 2 hervorν<m " Gleichrichters 3 stellt bekanntlich für die Rotorwick- pro Pol sind also 3 von der ²;^Scn*™™"ⁿi lung 4 eine rein ohmsche Belastung dar, deren Strom Aus dem Längsschnitt (F 1 g. 3) ist ^erk™^{ar w}'^{e α} ~ im wesentlichen ein Ankerquerfeld hervorruft. Im Wickelköpfe der Spulen S und 7 aneinander vorbei-Gegensatz zu Drehstrom- und Mehrphasen-Außen- gehen. In diesem Falle sind die Spulen 5 zuerst empolgeneratoren pulsiert das räumlich stillstehende 35 gelegt. Das muß aber nicht unbedingt so sein, uie Ankerquerfeld bei Wechselstromgeneratoren zwi- Spulen? können auch zuerst einge ^ werten und sehen Null und einem Höchstwert mit der doppelten sodann die Spulen 5 darunter, also £ bohrung nahe Frequenz. Ordnet man quer (also um 90 Grad elek- liegen, wodurch eine geringere Streuung zwischei. trisch verschoben) zur eigentlichen Erregerwick- den Wicklungen 4 und 7 erzielt wira lung 7 des Außenpolmagnetsystems eine zum Quer- 40 Wie weiterhin aus dem Langsscnniu ^ lg.j; cifeld korrespondierende Wechselstromwicklung 5 an, sichtlich, werden die Rotorbleche is mineis acr so kann man transformatorisch Spannung doppelter Preßplatte 16, den Isolierschrauben 17 und den unFrequenz von innen nach außen übertragen, und terlegscheiben 18 zusammengespannt Uie uewinae diese dann über Gleichrichter 6 und Regler 8,9 der in der Preßplatte 16 können, von oben betracniei. Erregerwicklung? zuführen. Sie ist dem Querfeld 45 einen Winkel gegen die Achse bilden, desgleichen a.e und somit dem Polradstrom in Wicklung 1 proportio- Unterlegscheiben 18, so daß das vorgefertigte üiecnnal, solange keine Sättigung eintritt. paket eine Nutschränkung zwecks Unterdrackung

Die Selbsterregung kommt folgendermaßen zu- von Oberwellen aufweist Der mit ,^™| ^ stande: Mit Hilfe der Permanentmagnete 13 (z.B. P^ttierte Rotor wird auf die Welle Js Ha^tgenera aufeinandergeklebte Magnetgummiplatten) wird eine ₅o tors geschoben und durch eine in ^d« ^P^™ .^ kleine Wechselspannung in der Rotorwicklung 4 eingreifende Paßfeder 20 gegen Verdrehen gesichert (Fig.l und 2) erzeugt, welche ausreicht, die Die umlaufenden Gleichrichter3 s,_ndiol..rt (oder Schwellspannung der Gleichrichters zu überwinden auch zur Hälfte umso heil) aut den W'nkelrmg,19 und einen kleinen Strom durch Rotorwicklung 1 flie- montiert und direkt mit den Enden der W^ung 4 ßen zu lassen. Dieser erzeugt in der Rotorwicklung4 55 verbunden gernaß Schaltbild ^F'8j;.^rj⁰^ ein kleines Querfeld, das auch die Wechselstrom- tigte Stator 12 findet seine Aufnahme in einer Lagerwicklung 5 (Fig. 1, 2 und3) durchdringt. Die hierin schildzentrierung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

den sein muß. Im allgemeinen wird jedoch ein selb- Patentansprüche: - ständiger, von einer Fremdstromquelle- unabhängiger Generator verlangt

1. Wechselstromerregermaschine der Außen- Zu 2: Mit einem zusätzlichen Permanent-Innenpolbauart, deren durch einen Regler beeinflußte 5 polgenerator wird diese Forderung zwar erfüllt, doch Erregerwicklung von einer ebenfalls im Ständer verursacht er zusätzliche Baulänge und Kosten, angeordneten Wechselstromwicklung über einen Zu 3: Bei dieser Anordnung ergeben sich Strom-Gleichrichter gespeist ist, dadurch gekenn- Spannungskennlinien, die bei Überlast stark absinken zeichnet, daß die Rotorwicklung (4) einpha- und bei Kurzschluß ähnlich wie bei einem Gleichsig ausgebildet und die im Ständer angeordnete io strom-Nebenschlußgenerator auf den Nullpunkt zu-Wechselstromwicklung (5) vom Ankerquerfeld rücklaufen. Solche Kennlinien sind aber aus hinreibeeinflußt ist.... [ chend bekannten Gründen unerwünscht.

2. 2pp-polige Wechselstromerregermaschine Zu 4: Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich einen Stromwandler mit Drossel oder nur der Stator 4 p Einzelpole enthält, daß jeweils 2 ig einem Spalt-Stromwandler — gewissermaßen als benachbarte Einzelpole von den Erregerspulen »Miniatur-Kompoundierung« — zur Kurzschluß-(7, F i g. 3), und jeweils 2 andere benachbarte, Stromstützung angeordnet. Das bedeutet aber, daß um 90 Grad elektrisch versetzte Einzelpole von außer der Wechselstromerregermaschine artfremde den Spulen der Wechselstromwicklung (5) um- Bauelemente wie Transformatoren, Drosselspulen und faßt werden, und daß zwischen 2 Einzelpolen 20 Stromwandler auf Befestigungskonsolen untergekoaxial zu den Spulen (7) Permanentmagnete bracht und zum Teil mit dicken Stromleitungen aus (13) angeordnet sind. der Synchronmaschine zusammengeschaltet werden

3. Wechselstromerregermaschine nach An- müssen, alles Einrichtungen, die man bei der klassispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elek- sehen Konstruktion einer Synchronmaschine mit tronische Regler (8, Fig. 1) aus derselben Strom- 25 Gleichstromerregermaschine und Regler entbehren quelle (5, 6) betrieben wird, die auch für die Ver- kann.

sorgung der Erregerwicklung (7) benutzt wird, Die Hilfseinrichtungen 1 bis 4 können aber fortfal-

und daß der Schalttransistor (9) diese entweder len, wenn die vom Regler beeinflußte Erregerwickperiodisch unterbricht oder kurzschließt. lung von einer ebenfalls im Ständer angeordneten

30 Wechselstromwicklung über einen Gleichrichter gespeist wird, die ihrerseits vom Querfeld der Rotor-

wicklung induziert wird. Dieses Prinzip ist als solches

bereits bekannt. So findet man in der deutschen Patentschrift 915113 einen Wechselstromgenerator, des· 35 sen Rohrwicklung eine im Stator angeordnete

Die Erfindung betrifft eine Wechselstromerreger- Dämpferwicklung induziert, die über einen Gleiclimaschine der Außenpolbauart, deren durch einen richter Erregerstrom in eine Erregerwicklung liefert. Regler beeinflußte Erregerwicklung von einer eben- Der Nachteil ist aber, daß für die weitere Erregerfalls im Ständer angeordneten Wechselstromvvicklung wicklung trotzdem noch eine nicht näher bezeichnete über einen Gleichrichter gespeist ist. 40 Gleichstromquelle erforderlich wird, die es ja gerade

Wechselstromerregermaschinen der Außenpolbau- zu vermeiden gilt. Es handelt sich um einen Wechselart werden bekanntlich für die Erregung bürstenloser stromgenerator, dessen Querfeld vorzugsweise bei Synchronmaschinen eingesetzt. Die Rotorwicklung Belastungsfaktoren mit cos 7 = 1 wirksam wird. Bei der Wechselstromerregermaschine sitzt ebenso wie induktiven Belastungsfaktoren — die im Falle der das umlaufende Gleichrichtersystem auf der verlän- 45 Wechselstromerregermaschine aber nicht auftreten gerten Welle der Synchronmaschine und versorgt de- — versagt die Kompoundierung, da das Querfeld ren Polradwicklung mit gleichgerichtetem Erreger- mehr oder weniger in Richtung der Längsachse ausstrom. Dabei muß die durch einen Regler beeinflußte wandert.

Erregerwicklung aus einer besonderen Gleichstrom- Bei einer bürstenlosen Erregermaschine nach der

quelle gespeist werden, derart, daß die Spannung an 50 USA.-Patentschrift 3 109 978 wird das Querfeld auch den Klemmen der Synchronmaschine konstant bleibt. _ZUr Kompoundierung herangezogen. Da aber der Ro-Zur Erfüllung dieses Erfordernisses werden fol- tor eine Drehstromwicklung hat, ist die transformagende Gleichstromquellen angewendet: torische Wirkung des Querfeldes schwach und be

schränkt sich im wesentlichen auf die nicht durch 3

1. Eine Akkumulatorenbatterie. 55 teilbaren Oberwellen höherer Ordnung. Sie reicht da-

2. Ein zusätzlicher Permanent-Innenpolgenerator her nur aus, um mit Hilfe des Resonanzkondensators auf der Welle mit ruhenden Gleichrichtern. die Induktivität der Querfeldwicklung und mit Hilfe

3. Eine Hilfswicklung im Stator der Synchronma- der Kompoundwicklung den statischen Anteil des schine, oder ein an deren Klemmen angeschlos- Querfeldes der Rotorwicklung zu kompensieren. Zur sener Transformator mit nachgeschaltetem ru- 60 Regelung ist jedoch eine besondere Wicklung vorgehendem Gleichrichter. sehen, die auch wieder von einer fremden, nicht na-

4. Wie 3, jedoch zusätzlich mit Stromwandler und her dargestellten Stromquelle gespeist werden muß. Drossel, oder nur mit einem Spalt-Stromwandler Um die schwache transformatorische Wirkung des als Kurzschlußstromstütze. Querfeldes einer Drehstrom-Rotorwicklung zu umge-

65 hen, hat man gemäß der belgischen Patentschrift

Zu 1: Eine Akkumulatorenbatterie mit dazugehö- 683 066 ganz darauf verzichtet und nutzt die Zahnriger Ladeeinrichtung ist nur dort vertretbar, wo aus pulsationen des Rotors aus. Zu diesem Zweck muß anderen Gründen diese Einrichtung ohnehin vornan- der Erregerpol einen mit einer Wicklung versehenen.