DE184815C

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Publication number: DE184815C
Application number: DENDAT184815D
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Description

!Iff* S)U-,

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVe 184815 -KLASSE 21 </. GRUPPE

Mehrphasenwechselstrommaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Februar 1906 ab.

Bei Kommutatoren zur Umwandlung von Mehrphasenstrom in Gleichstrom macht sich bekanntlich bei offener Phasenschaltung des Mehrphasensystems bei Änderung der Belastung im Gleichstromkreise eine Verschiebung der den Mehrphasenstrom zuführenden • Bürsten notwendig, um den entsprechend der Belastung sich ändernden Spannungsabfall der auszuwechselnden Phase gegenüber der

ίο neu einzuschaltenden Phase auszugleichen, damit der Kommutator funkenlos arbeitet. Man hat hierzu einen zweiten beweglichen Bürstensatz neben einem feststehenden auf dem Kommutator angeordnet.

Vorliegende Erfindung betrifft nun eine Einrichtung, durch welche bei Mehrphaseriwechselstrommaschinen, welche sich selbst dadurch erregen, daß sie den in einem Teil der Ankerwicklung oder auch in einer von der übrigen getrennten besonderen Erregerwicklung erzeugten Mehrphasenstrom mit Hilfe eines synchron umlaufenden Kommutators in Gleichstrom verwandeln, wobei dieser vom Kommutator abgenommene Gleichstrom die Magnete der Maschine umkreist, die nach vorstehendem bei jeder Änderung der Erregung durch den in den Erregerstromkreis einzuschaltenden Spannungsregulator notwendige Nachstellung der Bürsten am Kommutator vermieden wird. Eine Verschiebung der Bürsten ist dann nicht mehr erforderlich, wenn der Spannungsabfall der den Erregerstrom erzeugenden Wicklung bis zum Kommutator bei allen Erregungen in. dem gleichen Verhältnis zur erzeugten Spannung steht. Um dies zu erreichen, werden in dem Erregerstrornkreis der Maschine regelbare Ausgleichswiderstände angeordnet, welche mit den Regulierwiderständen des Spannungsregulators zwangläufig so ein- und ausgeschaltet werden, 40 ■ daß bei allen Stellungen des Regulators, d. h. bei allen Erregungen, der innere Widerstand des Erregerstromkreises, das ist der Widerstand der Wicklung bis zum Kommutator, zum äußeren Widerstand, das ist zum Gesamtwiderstand des Stromkreises vom Kommutator ab, stets im gleichen Verhältnis steht. Ist dies der Fall, so steht auch, da die Stromstärke im inneren und äußeren Stromkreise die gleiche ist, der Spannungsabfall bis zum Kommutator stets im gleichen Verhältnis zur erzeugten Gesamtspannung des Erregerstromkreises. Durch diese Einrichtung wird der Betrieb und die Wartung der Maschine außerordentlich,vereinfacht, da die Bürsten am Kommutator stets in der einmal eingestellten Lage stehen bleiben können und Funkenbildungen demnach vermieden werden.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht.

In dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) ist a_]t a₂ beispielsweise die den Erregerstrom erzeugende Wicklung eines Zweiphasengenerators, deren beide Phasen durch die Bürsten-

sätze bezw. b₂ mit dem Kommutator c

verbunden sind. Das eine Ende der Phasenwicklungen steht dabei unmittelbar mit der betreffenden Bürste in Verbindung, während zwischen dem anderen Ende und der entsprechenden Bürste je ein Widerstand Cl₁ bezw. dr, zwischengeschaltet ist. An die Gleichstrombürsten e des Kommutators ist die Erregerwicklung / des Generators unter Zwischenschaltung des Regulierwiderstandes g

ίο angeschlossen. Die Ausgleichswiderstände d_v d₂ sind ebenso wie der Regulierwiderstand g veränderlich und sind mit letzterem zweckmäßig in einem Apparat derart vereinigt, daß sie alle drei durch dieselbe Kurbel h geschaltet werden. In der in der Figur gezeichneten Stellung dieser Schaltkurbel sind die Widerstände in ihre Stromkreise voll eingeschaltet. Bei Drehung der Kurbel in der Pfeilrichtung wird der Wider-

ao stand g nach und nach abgeschaltet, so daß der Erregerstrom und mit ihm die Spannung des Generators wächst. Gleichzeitig werden aber auch die Widerstände d_x, d₂ in den einzelnen Phasen der Erregerwicklung Ci₁, a₂ abgeschaltet, so daß der innere Widerstand ebenfalls abnimmt. Durch geeignete Wahl der einzelnen Widerstandsstufen ist nun dafür gesorgt, daß bei jeder Stellung der Schaltkurbel h der innere Widerstand in demselben Verhältnis zum äußeren steht. Wie ersichtlich, wird also bei dieser Schaltung die gewollte Wirkung in einfachster Weise erzielt.

Bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 2) ■35 sind die Phasen a_v a.₂ in gewöhnlicher Weise ohne Zwischenschaltung von Widerständen unmittelbar mit dem Kommutator c verbunden und die Magnetwicklung/ mit Vorschaltung des Regulierwiderstandes g an die Gleichstrombürsten e angeschlossen. Hierbei ist nur ein Ausgleichs widerstand d angeordnet, der parallel zu f und g in den Gleichstromkreis eingeschaltet und so mit dem Regulierwiderstand g verbunden ist, daß beide wiederum durch dieselbe Kurbel h bedient werden. Die Schaltung von d und g ist dabei so gewählt, daß bei Drehung der Schaltkurbel h in der Pfeilrichtung Stufen von g ab- und gleichzeitig Stufen von d eingeschaltet werden, so daß mehr Strom durch f und g, weniger durch d fließt, und dadurch die Spannung des Generators steigt. Eine Verminderung der Spannung findet natürlich durch die umgekehrte Drehung statt.

Die einzelnen Stufen von g und d sind nun so bemessen, daß bei jeder Stellung der Schaltkurbel h der gesamte äußere Widerstand vom Kommutator ab stets der gleiche bleibt. Da auch der innere Widerstand sich nicht ändert, so findet bei dieser Schaltung dieselbe Wirkung wie bei der ersten statt, daß nämlich der Spannungsabfall bis zum Kommutator stets im gleichen Verhältnis zur Gesamtspannung steht und letzterer daher ohne Bürstenverschiebung funkenlos arbeitet.

Diese zweite Schaltung hat gegenüber der ersteren den Nachteil, daß in dem Ausgleichswiderstand d Energie verloren geht, da für alle Erregungen von Leerlauf bis zur vollen Belastung dieselbe Energie für die Erregung aufzuwenden ist, während bei der ersten Schaltung bei Leerlauf auch weniger Energie für die Erregung gebraucht wird. Die zweite Schaltung kann jedoch ihrer größeren Einfachheit wegen in solchen Fällen mit Vorteil Verwendung finden, wo die Generatoren dauernd stärker belastet sind und die für die Erregung aufzuwendende Energie prozentual zur Leistung der Maschine gering ist und demgemäß die im Ausgleichswiderstand d verbrauchte Energie nicht in Betracht kommt.

Ebenso wie in der beschriebenen Weise bei Maschinen mit von der Hauptwicklung getrennter Wicklung zur Erzeugung des Erregerstromes kann die Reguliervorrichtung nach vorliegender Erfindung auch bei den Generatoren Anwendung finden, bei welchen der Erregerstrom von einem Teil der Hauptwicklung abgenommen wird. Handelt es sich hierbei nur um kleine Erregerstromstärken, so ist in manchen Fällen der Spannungsabfall bis zum Kommutator von Leerlauf bis Vollast so wenig verschieden, daß ohne Anwendung der beschriebenen Mittel ein gutes Arbeiten des Kommutators ohne · Bürstenverschiebung stattfindet.

Außer für ein Zweiphasensystem ist die beschriebene Reguliervorrichtung natürlich in der gleichen Weise für jedes andere Mehrphasensystem verwendbar. .

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Einrichtung, durch welche bei Änderung der Erregung von selbsterregenden Mehrphasen -Wechselstrommaschinen, bei welchen der zur Erregung benötigte Gleichstrom aus einem Teil der Hauptwicklung oder einer besonderen von dieser getrennten Wicklung auf dem Generatoranker mit Hilfe eines synchron umlaufenden Kommutators gewonnen wird, ein funkenloses Arbeiten des Kommutators bei fester Bürstenstellung erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Erregerstromkreis der Maschine regelbare, mit den die Erregung regelnden Regulierwiderständen zwangläufig ein- und auszuschaltende Ausgleichswiderstände derart angeordnet sind, daß bei allen Erregungen der innere Widerstand des Erregerstromkreises zum äußeren und demgemäß auch

der Spannungsabfall bis zum Kommutator zur jeweilig erzeugten Gesamtspannung des Erregerstromkreises in ein und demselben Verhältnis steht.
2. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in Hintereinanderschaltung mit jeder Phase der Mehrphasenwicklung vor dem Kommutator je ein Ausgleichswiderstand angeordnet ist.
3. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Kommutators parallel zur Erregerwicklung und dem Spannungsregulator ein mit letzterem zusammen ein- und ausschaltbarer Ausgleichswiderstand so angeordnet ist, daß bei allen Erregungen der innere sowohl wie äußere Widerstand des Erregerstromkreises unverändert bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.