DE166843C - - Google Patents

Description

PATENTAMT

JVl: 166843 KLASSE 21 d.

Or β Ι ο β

Für die Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom kommen praktisch zwei Arten von Maschinen in Frage. Die erste Maschinenart bezeichnet man als Motorgeneratoren. Diese bestehen aus einem synchronen oder asynchronen Wechselstrommotor und einer mechanisch mit demselben in irgend einer Weise gekuppelten Gleichstromdynamo. Die zweite in Frage kommende Maschinenart

ίο umfaßt die sogenannten Umformer (Konverter). Bei ihnen erfolgt die Umwandlung des Wechselstromes in Gleichstrom in einem gemeinsamen Anker, welcher mit einer oder zwei Wicklungen ausgerüstet sein kann.

Meist wird die erstere Anordnung gewählt, wobei also der Wechselstrom mittels Schleifringen an geeigneten Stellen einer nach Art der Gleichstromwicklungen ausgeführten Ankerwicklung zugeführt wird, während der Gleichstrom eben dieser Wicklung an einem mit ihr verbundenen Kollektor entnommen wird. Das Magnetfeld ist mit Gleichstrom erregt. Aus letzterem Grunde besitzt ein solcher Umformer die Eigenschaften eines Synchronmotors, d. h. solange die auf der Wechselstromseite zugeführte Periodenzahl konstant ist, bleibt die Geschwindigkeit des Umformers ebenfalls konstant, unabhängig von seiner Belastung und der Größe der Erregung.

Diese Kons'tanz der Geschwindigkeit ist in vielen Fällen nicht erwünscht. Die Motorgeneratoren erlauben zwar, eine asynchrone Anordnung zu benutzen, indem die Gleich-Stromdynamo mit einem Asynchronmotor gekuppelt werden kann. Diese Motorgeneratoren sind jedoch erheblich teuerer, in ihrem Wirkungsgrad niedriger und im Betrieb weniger einfach als die Einankerumformer.

Gegenstand der vorliegenden, in den Fig. 1 bis 3 der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Erfindung ist ein Einankerumformer, der asynchron laufen kann und daher in allen Fällen mit Vorteil verwendbar ist, in denen eine asynchrone Bewegung der Maschine notwendig ist.

Der neue Umformer besteht aus einem mit einer Wechselstromwicklung beliebiger Phasenzahl ausgerüsteten Sekundärfeld b, in dem ein Gleichstromanker α umlaufen kann. Dieser besitzt, wie die Anker der bekannten Umformer, einen Kollektor c zur Abnahme des Gleichstromes und eine der Phasenzahl entsprechende Anzahl Schleifringe d zur Zuführung des umzuformenden Wechselstromes. Da das Feld nicht mit Gleichstrom erregt ist, verhält sich eine solche Maschine wie ein Asynchronmotor, d. h. sie. wird je nach der Belastung schlüpfen. Damit nun aus den auf dem Kollektor c schleifenden Bürsten trotzdem Gleichstrom entnommen werden kann, müssen diese oder das Feld mit einer der jeweiligen Größe der Schlüpfung entsprechenden Geschwindigkeit gedreht werden. Falls die Bürsten gedreht werden, wie dies Fig. ι zeigt, ist der Drehungssinn mit der Rotationsrichtung des Ankers zu wählen, bei Drehung des Sekundärfeldes nach Fig. 2 muß dieses gegen den Anker umlaufen.

Diese Drehung kann auf verschiedene Weise hervorgerufen werden, und zwar entweder durch einen von dem Schlüpfungs-

strom gespeisten und daher mit einer der Schlüpfung entsprechenden Tourenzahl laufenden Wechselstrommotor m, der zweckmäßig als Synchronmotor gebaut wird und mittels Zahnrades \ o. dgl. die Bürsten (Fig. i) oder das sekundäre Feld (Fig. 2) antreibt. Seinen Betriebsstrom erhält dieser Motor vom Sekundäranker b, in dem ja die Wechselzahl der Schlüpfung auftritt. In der Anordnung nach Fig. 1 geschieht dies durch die Leitungen e, während bei der Anordnung nach Fig. 2 mit rotierendem, sekundärem Feld der Betriebsstrom für den Motor m durch die Schleifringe/ abgenommen wird.

Die Drehung kann auch durch ein Differentialgetriebe bewirkt werden, dessen eines Glied von einem mit dem umzuformenden Strom synchron laufenden Motor und dessen anderes Glied von einem mit dem Umformer synchron laufenden Motor angetrieben wird. Im letzteren Falle kann das zweite Glied natürlich auch von dem Umformer selbst in Bewegung gesetzt werden. Eine derartige Anordnung zeigt beispielsweise Fig. 3. In derselben bedeutet m den mit dem umzuformenden Strom synchron laufenden Motor und η den Umformer. Letzterer treibt das Zahnrad g, während ersterer auf das Zahnrad h wirkt. Die Umdrehungszahlen beider Zahnräder sind um den Betrag der Schlüpfung voneinander verschieden. Diese Schlüpfung wird nun vermittels des entsprechend angeordneten Differentialgetriebes auf die Welle w übertragen, die vermittels des Zahnrades \ die Bürsten dreht (Fig. 3) oder in ähnlicher Weise das Magnetgestell in Bewegung setzt. Das Differentialgetriebe besteht aus zwei ' auf der Welle w lose drehbaren Zahnrädern 2 und I und dem Kegelrad k, welches ebenfalls lose auf einer im Punkt O mit der Welle w fest verbundenen Welle ν sitzt. Bewegt sich also das Kegelrad k auf dem Umfang der Zahnräder/ und /, so setzt es die Welle w in Drehung.

Der feststehende Teil des Umformers η kann bei der Drehung der Bürsten mittels eines Differentialgetriebes ebenfalls eine nach Art der gewöhnlichen Sekundärankerwicklungen von Drehstrommotoren ausgeführte Wicklung besitzen. Bei der gezeichneten Maschine ist also der Primäranker der umlaufende Teil, während der Sekundäranker feststeht. An der Wirkungsweise wird gegenüber den bekannten Asynchronmaschinen durch diese Vertauschung nichts geändert.

Der umlaufende Anker kann auch mit zwei Wicklungen versehen sein, deren einer der umzuformende Strom zugeführt wird, während an die andere der Kollektor angeschlossen ist. Man hat es so in der Hand, das Verhältnis der zugeführten zur abgegebenen Spannung beliebig zu wählen.

Daß aus Gleichstrommaschinen mittels umlaufender Kollektorbürsten oder durch Drehung des Magnetsystems Wechselstrom veränderlicher Periodenzahl erhalten werden kann, ist bekannt.

Bei vorliegender Erfindung handelt es sich im Gegensatz dazu um Erzielung dauernd" asynchronen Laufes von Wechselstrom-Gleich-Stromumformern mit Hilfe von auf dem Gleichstromkollektor umlaufenden Bürsten oder eines umlaufenden Magnetgestelles, wobei die Umlaufsgeschwindigkeit in jedem Fall der Schlüpfung entspricht.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ■ i. Wechselstrom-Gleichstromumformer mit gemeinsamem Anker für beide Stromarten, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Gleichstromkollektor schleifenden Bürsten oder das Magnetgestell (sekundäre Feld) mit einer der Schlüpfung entsprechenden Umdrehungsgeschwindigkeit gedreht werden, um den Umformer dauernd mit asynchroner Geschwindigkeit laufen lassen zu können.
2. 2. Wechselstrom-Gleichstromumformer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Drehung der Bürsten oder der Feldarmatur durch einen Synchronmotor, welcher durch den der Sekundärwicklung des Umformers entnommenen Schlüpfungsstrom gespeist wird.
3. 3. Wechselstrom-Gleichstromumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Bürsten oder dem umlaufenden Magnetgestell die erforderliche Geschwindigkeit mit Hilfe eines Differentialgetriebes erteilt wird, das einerseits von der Umf ormergeschwindigkeit, andererseits von einer durch den umzuformenden Strom gespeisten Synchronmaschine beeinflußt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   Berlin, gedruckt in der reichsdrUckerei.