DE167564C

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Publication number: DE167564C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Anordnungen zur Kompoundierung von Wechselstromerzeugern unter Verwendung von Wechselstrom-Gleichstromumformern (Reaktionserregermaschinen), deren Anker durch Schleifringe mit der sekundären Wicklung eines Transformators verbunden ist, während die primäre Wicklung dieses Transformators von dem Arbeitsstrom des Wechselstromerzeugers in Reihenschaltung durchflossen wird, sind bereits bekannt. Die kompoun-

o dierende Wirkung erfolgt hierbei durch die magnetische Rückwirkung (Reaktion) der Ankerwicklung der Erregermaschine auf das Feld. Solche Anordnungen sind besonders von Blondel ausgebildet worden und auf Wechselstromerzeuger für Ein- und Mehrphasenstrom anwendbar.

Die vorliegende Erfindung hat eine Verbesserung dieser Anordnung zum Gegenstand, welche darin besteht, der Erregermaschine eine doppelte Erregung zu geben an Stelle der gewöhnlichen einfachen.

Zu diesem Zwecke trägt die Erregermaschine zwei Erregerwicklungen, von denen die eine durch eine unabhängige Stromquelle gespeist wird, beispielsweise eine kleine Gleichstrommaschine oder eine Akkumulatorenbatterie, und deren andere Wicklung in gewöhnlicher Weise selbsterregend angeordnet wird. Der sie durchfließende Strom wird von den Bürsten der Erregermaschine abgenommen , wobei die Erregerwicklungen parallel oder in Reihe zum Anker liegen können.

Die Zeichnung stellt in schematischer Weise die neue Schaltungsanordnung dar. Es wurde angenommen, daß die eine Wicklung durch eine kleine Gleichstromhilfsmaschine gespeist wird, daß die andere im Nebenschluß zum Anker liegt, und daß es sich um die Kompoundierung eines Drehstromerzeugers handelt.

A ist dieser Wechselstromerzeuger, B B' B" die Klemmen, von denen aus der die primäre Wicklung des in Serie geschalteten Transformators C speisende Hauptstrom zur Linie geht. Die sekundären Wicklungen dieses Verbindungstransformators C sind an die Schleifringe D D'D" gelegt, die auf der Erregermaschine angebracht und in gewöhnlicher Weise mit dem Anker E dieser Maschine verbunden sind. Der Anker dieser Maschine, die als Kommutatormaschine ausgebildet ist, sitzt auf der Welle des Wechsel-Stromerzeugers.

F ist der Teil der Erregerwicklungen der Erregermaschine, der durch eine fremde Stromquelle gespeist wird, hier die kleine Dynamomaschine G, die gleichfalls auf der gemeinsamen Welle H sitzt, Diese Dynamo G

erregt sich selbst. / ist der Teil der Erregerwicklung, der im Nebenschluß zum Anker liegt und selbsterregend wirkt, und zwar durch den von den Bürsten J der Erregermaschine abgenommenen Strom. Es wurde bereits oben erwähnt, daß dieser Teil / der Erregung auch in Reihe durch denselben Strom der Erregermaschine erregt werden kann.

ίο KK' sind die Verbindungsleitungen, die den aus dem Kollektor L abgeleiteten Gleichstrom zu den Stromzuleitungsschleifringen MM' des induzierenden Teiles des Wechselstromerzeugers A leiten. Es ist angenommen, daß dieser Teil beweglich und der induzierte Teil fest angeordnet ist; natürlich kann die Anordnung auch die umgekehrte sein.

N stellt einen veränderlichen Widerstand dar, der *in den die Erregerwicklung F speisenden Strom der Hilfsdynamomaschine G eingeschaltet ist. O ist ein in die Wicklung I der Erregermaschine eingeschalteter regelbarer Widerstand.

Die Vorteile der neuen Anordnung sind die folgenden:

1. Die Erregung der Erregermaschine ist gesichert, da sie ja zum Teil durch eine unabhängige Stromquelle hervorgerufen wird; man kann also die Eisenteile der Erregermaschine aus Blechen herstellen, und zwar sowohl den induzierenden wie den induzierten Teil und so jeden remanenten Magnetismus unterdrücken. Man kann hierdurch gleichzeitig das Eisen so gering magnetisch beanspruchen, daß es unterhalb des Knies der Charakteristik arbeitet, so daß es sehr schnell allen Änderungen des Stromes im Transformator folgt.

2. Man kann die von der Hilfsdynamo kommende Fremderregung in der Weise regeln, daß während des Leerlaufes und bei schwacher Belastung die Erregermaschine über den Transformator C Strom ins Netz liefert, während bei starker Belastung der Transformator Strom an die Erregermaschine abgibt. Die Abmessungen des Transformators C sowie auch die der Verbindungsleitungen beider Maschinen können so möglichst klein bemessen werden.

3. Durch die in den Stromkreis der Hilfsdynamo und die in den Erregerkreis der Erregermaschine eingeschalteten Widerstände läßt sich in jedem Augenblick sowohl die Spannung des Stromerzeugers wie auch der Grad der Kompoundierung bequem regeln.

Der in Reihe geschaltete Widerstand JV, der in den Stromkreis der Erregerwicklungen F geschaltet ist, und der in Reihe geschaltete Widerstand O, der in den Stromkreis der Erregerwicklungen / gelegt ist, gestatten, wenn die letzteren, im Nebenschluß liegend, erregt sind, eine sehr genaue Regulierung. Vermindert man den erstgenannten Widerstand N, so vermehrt man dadurch nach Belieben die Spannung des Stromerzeugers, ohne dabei den Grad der Kompoundierung zu ändern. Man kann so die Einstellung der Erregung bei einer bestimmten Belastung des Wechselstromerzeugers beibehalten und trotzdem nach Belieben die Spannung desselben ändern. Wenn man dagegen den anderen Widerstand O in der Weise ändert, daß man die Erregung der Wicklungen / vermehrt, so ändert man den Grad der Kompoundierung, ohne die Spannung des Wechselstromerzeugers zu ändern.

Es ist selbstverständlich, daß, wenn die Erregerwicklungen / durch den vom Kollektor L der Erregermaschine kommenden Strom, der auch den induzierenden Teil des Wechsel-Stromerzeugers durchfließt, in Reihe durchflossen und erregt werden, der Widerstand O in dem Nebenschluß zu dem Stromkreise dieser Erregerwicklungen liegen muß.

Gewöhnlich stellt man den Anker E der Erregermaschine durch Versuchen so ein, daß, wenn der vom Wechselstromerzeuger abgegebene Strom vollständig wattlos ist, das Reaktionsfeld des Ankers E, das durch die vom Transformator C durch die Schleifringe DD¹D" gelieferten Ströme entsteht, vollständig in Übereinstimmung steht mit dem Feld der Fremderregung, und daß es daher bestrebt ist, dieses zu verstärken; umgekehrt wirkt bei Leerlauf oder schwacher Belastung das Reaktionsfeld entmagnetisierend.

Die Berechnung der Erregermaschine ist sehr einfach, wenn man sich über das Reaktionsfeld genaue Rechenschaft gibt. Kennt man den Erregerstrom, der in dem Wechselstromerzeuger zur Erhaltung seiner konstanten Spannung erforderlich ist, und die entsprechende elektromotorische Kraft, die hierfür ah den Bürsten der Erregermaschine E gebraucht wird, so regelt man die Erregung der Wicklungen F in der Weise, daß die durch die Erregerwicklungen / dargestellten Amperewindungen, vermehrt oder vermindert um die Amperewindungen der Ankerrückwirkung, die durch den durch die Schleifringe D D'D" hinein- oder herausgehenden Strom entstehen, in jedem Augenblick die nötige Zahl von Amperewindungen hervorrufen, die zur Erregung dieser elektromotorischen Kraft an den Bürsten J der Erregermaschine erforderlich ist. Diese Berechnung geschieht im einzelnen unter der Voraussetzung, daß der Strom des Wechselstromerzeugers vollständig wattlos ist. .

Will man den Wechselstromerzeuger überkompoundieren, selbst wenn sein Strom ein

Claims

vollständiger Wattstrom ist in bezug auf die innere elektromotorische Kraft, also mit ihr in Phase ist, so kann man leicht die Einstellung des Ankers der Erregermaschine in der Art ändern, daß die kompoundierende Rückwirkung auf die Erregerwicklungen beibehalten wird, selbst wenn der aus dem Transformator kommende Strom ein vollständiger Wattstrom ist.

ίο Oben wurde angenommen, daß die Erregermaschine auf die Welle des Wechselstromerzeugers aufgesetzt ist. Diese Anordnung gibt natürlich nur ein Ausführungsbeispiel, da es nur darauf ankommt, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit beider Maschinen synchron ist.

Pate ν τ-An Spruch:

Anordnung zur Kompoundierung von Wechselstromerzeugern, deren Erregerstrom durch Wechselstrom-Gleichstromumformer geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerumformer eine zusätzliche Erregerwicklung erhält, welche mit Gleichstrom veränderlicher Spannung, beispielsweise von einer Hilfsmaschine, gespeist wird, zum Zweck, die Spannung des Wechselstromerzeugers regeln zu können, während der Grad der Kompoundierung durch Regelung der anderen Erregerwicklung des Umformers eingestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.