DE173649C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft die Speisung von Serienmotoren mit phasenverschobenen Strom führender Hilfswicklung auf dem Ständer aus einem Mehrphasennetz. Das Neue be-S steht darin, daß ■ bei zwei" Serienmotoren mit Hilfswicklung die Hilfswicklung des einen Motors je von dem ganzen oder einem Teile des durch den anderen Motor fließenden, einer anderen Phase angehörigen Stromes

ίο erregt wird.. Dadurch wird bezweckt, den wattlosen, der Spannung nacheilenden Strom in jeder Phase mittels eines durch die Drehung der Anker erzeugten wattlosen, voreilenden Stromes ganz oder teilweise zu kompensieren. Durch die Anwendung einer Hilfswicklung auf dem Feldmagneten jedes Motors, die nicht an dieselbe Phase angeschlossen ist, mit welcher der Motor gespeist wird, sondern an eine andere, werden zu den Amperewindungen des Hauptfeldes andere Amperewindungen geometrisch addiert, die bewirken, daß die resultierende Feldstärke nicht mehr in Phase ist mit dem der Hauptfeldwicklung entsprechenden Strom des Einphasenkommutatormotors, sondern dagegen verschoben. Dann ist auch die im Anker des Motors erzeugte elektromotorische Gegenkraft nicht mehr in Phase mit dem Strom, und es läßt sich die Schaltung der HiI fsampere windungen stets so treffen, daß die durch die Drehung des Motors im resultierenden Felde erzeugte elektromotorische Gegenkraft eine dem Strom um 90 ° voreilende Komponente enthält, welche also der dem Strornum 90⁰ nacheilenden elektromotorischen'Kraft der Selbstinduktion entgegenwirkt und sie mithin ganz oder teilweise aufhebt. Bei genauer Aufhebung der elektromotorischen Kraft der Selbstinduktion ist der Leistungsfaktor von 100 Prozent erreicht.

Diese Art der Speisung ist von großem Wert beispielsweise bei Verwendung mehrerer Einphasenkommutatormotoren zum gemeinsamen Antriebe von Fördermaschinen, Walzenstraßen, Hebezeugen oder ähnlichen Maschinen. Es ist wünschenswert, daß der Leistungsfaktor der Motoren namentlich bei größerer Geschwindigkeit nicht kleiner als 100 Prozent ist oder doch sehr nahe an 100 Prozent herankommt, damit die Stromerzeuger möglichst gering mit Strom belastet werden-, d. h. daß die Motoren nur Wattstrom aufnehmen.

Die neue Schaltung soll im folgenden nur an getrennten Einphasenreihenschlußmotoren erläutert werden, indem es überlassen bleibt, die Maschinen als einzelne Einphasenkommutatormotoren auszubilden, indem man die Wicklungen der verschiedenen Einphasenmotoren getrennt läßt, oder sie zu einem Motor zu vereinigen.

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, α ist. der Anker des einen Einphasenkommutatormotors, b seine Hauptstromwicklung auf dem Magnetfelde,' c die 6g Hilfswicklung auf dem Magnetfelde; d ist

der Anker, e die Hauptfeldwicklung, f die Hilfsfeldwicklung eines zweiten' Motors. ' Die Klemmen g, h, i sind an einen Zweiphasenstrom angeschlossen. Die Spannungen zwisehen den Klemmen g, h und i, h sind also um 90° phasenverschoben. Die Hilfsfeldwicklungen c und / sind mit der Phase des anderen Motors verbunden, so daß die Ströme in e und / und die Ströme in b und c phasenverschoben sind. Die Klemmen g, h, i lassen sich auch an einen anderen Mehrphasenstrom, z. B. einen Dreiphasenstrom, anschließen.

Es ist nicht notwendig, daß die Hilfswicklung c an das Ende der Hauptwicklung b gelegt wird, sie kann auch an eine beliebige Windung der Feldspulen b angeschlossen werden, wie Fig. 2 zeigt. Das andere Ende der Hilfswicklung c kann auch beispielsweise an i angeschlossen werden. Wesentlich ist nur, daß der durch die Hilfswicklungen der beiden Motoren fließende Strom gegen den im Anker und Feld fließenden phasenverschoben ist, was durch den Anschluß der Hilfswicklung an eine andere Phase des Mehrphasennetzes erreicht wird.

Fig. 3 zeigt eine andere Anordnung, bei welcher die Hauptwicklung b und die Hilfswicklung f und ebenso die ; Hauptwicklung e mit der Hilfswicklung c in Reihe geschaltet sind. Die Amperewindungen in b und c sind phasenverschoben, und es wird ein resultierendes Feld entstehen, welches im Anker bei seiner Drehung in diesem Felde eine elektromotorische Kraft induziert, deren eine Komponente der elektromotorischen Kraft der Selbstinduktion direkt entgegengesetzt ist.

Durch die Bemessung der Amperewindungen in c und in f ist es also möglich, die Selbstinduktion der Motoren aufzuheben, sobald der Anker eine gewisse Geschwindigkeit hat. Fig. 4 zeigt die Schaltung gemäß Fig. 3 in etwas veränderter Form, indem der Strom vom Anker zuerst in die Hilfsfeldwicklung fließt. Mit Bezug auf Fig. 3 und Fig. 4 ist zu bemerken, daß die Kompensation unabhängig von der Spannung ist, mit welcher der Motor betrieben wird.

Da die Selbstinduktion des Motors bei Annahme einer ansteigenden Magnetisierung proportional der Stromstärke, die kompensierende elektromotorische Kraft dagegen proportional dem Produkte aus Strom und Geschwindigkeit ist, so ist es klar, daß die Kompensation stets bei einer gewissen Geschwindigkeit vollkommen ist, unabhängig von der Leistung des Motors.

Es ist ferner zu bemerken, daß die Amperewindungen des Feldes, welche gegen den Hauptstrom im Motor phasenverschoben sind, nicht zur Bildung des Drehmomentes im Motor beitragen, sondern nur eine rein wattlose Wirkung gegen die Selbstinduktion hervorrufen. ■■■■■...

Da nach Erreichung der Kompensation bei einer bestimmten Geschwindigkeit eine Überkompensation eintritt, d. h. der Strom der Spannung voreilt, so kann man hierdurch die Spannung des Stromerzeugers, welcher den Einphasenmotor speist, mit zunehmender Belastung erhöhen, also eine selbstregulierende Kraftübertragung schaffen. Auf diese Weise_ läßt sich der induktive Spannungsabfall in der Erzeugermaschine und der Fernleitung ausscheiden.

Die nach der Erfindung an ein Mehrphasennetz angeschlossenen Wechselstromkömmutatormotoreh haben also nach Überschreitung einer gewissen Geschwindigkeit dieselben Eigenschaften in bezug auf ein Leitungsnetz wie ein überregter Synchronmotor.

Wenn man nicht will, daß die Kompensation eine gewisse Grenze überschreitet, so kann man die Amperewindungen der Hilfsfeldwicklung mit zunehmender Geschwindigkeit proportional oder sonstwie vermindern. Wenn die Größe des Hilfsfeldes in demselben Maße abnimmt, wie die Geschwindigkeit steigt, so bleibt die kompen- go sierende elektromotorische Kraft im Anker stets so groß wie die elektromotorische Kraft der Selbstinduktion des Motors, der Leistungsfaktor also konstant gleich 100 Prozent/ Eine Verminderung von Amperewindungen kann bekanntlich geschehen, indem man die Stromstärke, die Windungszahl oder gleichzeitig beides vermindert.

Bei Motoren, deren Drehrichtung umgekehrt wird, ist es erforderlich, daß der Strom im Anker und der Hilfsfeldwicklung gleichsinnig umgekehrt wird. Um bequeme Schaltungen zu erreichen, eignet sich hierzu besonders die Schaltung Fig. 4, indem bei Umschaltung der Drehrichtung die Leitung zwischen c und e, sowie b und / geöffnet wird und dann wie beim gewöhnlichen Hauptstrommotor die neue Verbindung hergestellt wird.

Wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, laufen die beiden Phasen im Punkte h zusammen; dies ist jedoch nicht erforderlich, ebenso wie man beispielsweise die einzelnen Phasen eines Mehrphasensystems in Stern-, Dreieck- oder gemischter Schaltung vereinigen oder getrennt lassen kann. Fig. 5 zeigt beispielsweise eine Ausführungsform, bei welcher zwei an ein Zweiphasensystem mit Klemmen g, h, i, k angeschlossene Einphasenkommutatormotoren mit Ankern und Feldern in Sternschaltung angeordnet sind. Die eine Phase liegt zwischen g, k, die andere zwischen i,h. . . ·

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:
   ι. Speisung einphasiger Reihenschlußmotoren mit phasenverschobenen Strom führender Hilfswicklung auf dem Ständer aus einem Mehrphasennetz, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Motoren die auf dem einen Motor gelegene Hilfswicklung je von dem ganzen oder einem Teile des durch den anderen Motor fließenden, einer anderen Phase entnommenen Stromes erregt wird, zu dem Zwecke, den wattlosen, der Spannung nacheilenden Strom in jeder Phase mittels eines durch die Drehung des Ankers erzeugten wattlosen, voreilenden Stromes ganz oder teilweise aufzuheben.
2. 2. Speisung von Reihenschlußmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amperewindungen der Hilfswicklungen vermindert werden, sobald die in den Ankern erzeugten kompensierenden und der Spannung voreilenden Ströme die nacheilenden nahezu aufheben. .

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.