DE190666C

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Publication number: DE190666C
Application number: DENDAT190666D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. September 1905 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Neuerung an solchen Vorrichtungen zur Umwandlung von Mehrphasenstrom in Gleichstrom, welche mittels eines synchron zum Mehrphasengenerator laufenden Kommutators die Umwandlung bewirken und ist für .Mehrphasensysteme in geschlossener Phasenschaltung bestimmt. Bei solchen Kommutatoren werden die den Mehrphasenstrom zuführenden Bürsten abwechselnd mit der positiven und negativen Gleichstromseite durch wechselnd aufeinander folgende positive und negative Kontaktstücke in Verbindung gebracht. Hierbei werden dann durch Kurzschließen einzelner Phasen im Moment des Umschaltens Widerstandsänderungen des Gesamtstromkreises und damit Strom- und Spannungsschwankungen hervorgerufen, deren störende Wirkungen sich namentlich in Funkenbildung am Kommutator zeigen.

Vorliegende Erfindung hat nun eine einfache Einrichtung zur Vermeidung dieses Ubelstandes zum Gegenstande, die darin besteht, daß Ausgleichswiderstände am Kommutator benutzt werden. Zwar ist die Anordnung von Widerständen bei Gleichrichtern an sich bekannt, diese haben jedoch lediglich den Zweck, Kurzschlüsse beim Umschalten zu vermeiden. Nach vorliegender Neuerung erhalten die Widerstände nun eine ganz bestimmte Anordnung und Bemessung; es werden nämlich die eigentlichen Stromschlußstücke mit zwei im Drehungssinn vor ihnen und zwei hinter ihnen liegenden Hilfsstromstegen durch Ausgleichswiderstände verbunden, die zur Größe der Widerstände der einzelnen Phasenwicklungen in einem bestimmten Verhältnis stehen. Dieses wird je nach der Phasenzahl so gewählt, daß beim Darüberhingleiten der Mehrphasenbürsten über die Hilfs-Stromstege an Stelle der jedesmal kurzgeschlossenen stromlosen Phase solche Widerstände in die einzelnen Stromkreise eingeschaltet werden, daß im Gesamtstromkreis keine Widerstandsänderungen mehr vorkommen und somit auch die hierdurch sonst hervorgerufenen Strom- und Spannungsschwankungen vollkommen beseitigt sind. Außerdem hat diese Anordnung den Vorteil, daß nur eine geringe Anzahl Widerstände erforderlich ist und daß diese verhältnismäßig klein sind, so daß sie wenig Raum in Anspruch nehmen und leicht am Kommutator untergebracht werden können.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist die neue Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel für Drehstrom in Dreieckschaltung schematisch veranschaulicht, und zwar zeigen die Figuren verschiedene Stellungen des Kommutators.

Es ist α der Drehstromgenerator mit den, drei Phasen b_x, b₂, b₃, die in Dreieckschaltung miteinander verbunden sind, c ist der Kommutator, der beispielsweise mit zwei Kontaktstücken Ci₁, d₂ für eine zweipolige Drehstromwicklung versehen ist; das eine

Claims

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Kontaktstück d_x steht in dauernder Verbindung mit dem positiven, das andere d₂ ebenso mit dem negativen Pol der Gleichstromseite. Auf dem Kommutator schleifen, um 120 ° gegeneinander versetzt, die drei Drehstrombürsten e_x, e₂, e₃, mit dem Generator α entsprechend verbunden. Zu beiden Seiten der Kontaktstücke d_x und d₂ sind auf dem Kommutator je zwei Hilfsstromstege f_x, f₂

ίο und g_x, g% gegen die Kontaktstücke und gegeneinander isoliert angeordnet, von denen jeder mit dem einen Ende eines Widerstatides h_x, h.₂, I₁, Z₂ verbunden ist, während diese¹' Widerstände mit ihrem anderen Ende gemeinschaftlich an dem entsprechenden Kontaktstück d_x bezw. d.₂ liegen. Die an die äußeren Hilfsstromstege f_x und g_x angeschlossenen Widerstände Ji₁ und I₁ erhalten den Widerstandswert einer Phase des Dreh-

ao Stromerzeugers, während die mit den inneren Stegenf₂, g-₂ verbundenen Widerstände h₂, i₂ halb so groß gewählt werden.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende. In der in Fig. ι gezeichneten Stellung des Kommutators, wobei Bürste e_x auf dem negativen Kontaktstück d_v Bürste e₂ auf dem positiven Kontaktstück d_x stehen, verläuft ein Strom durch die Phase b_x, ein zweiter durch die beiden Phasen b₂, b_s. Bei Drehung des Kommutators in der Pfeilrichtung erhält in der in Fig. 2 wiedergegebenen Lage. Bürste e₃ durch Lamelle f_x und Widerstand H₁ ebenfalls Verbindung mit Kontaktstück d._x, die Phase b₂ ist demnach ausgeschaltet bezw. außer Wirksamkeit gesetzt, an ihre Stelle ist jedoch der gleich große Widerstand Zi₁ getreten, so daß eine Widerstandsänderung nicht stattfindet. Bei weiterer Drehung (Fig. 3) berührt Bürste e₃ beide

Lamellen f_x, f₂ und Bürste e.₂, die d_x verläßt, beide Lamellen g_x, g₂, vor der Bürste e₃, d. h. zwischen ihr und d_x, liegen also beide Widerstände Tz₁, Zj₂ in Parallelschaltung, was ¹J₃ des Widerstandswertes einer Phase entspricht, der gleiche Widerstand ist aber durch die ebenfalls parallelen Widerstände I₁, i₂ vor die Bürste e.₂ geschaltet. Eine einfache Rechnung zeigt, daß hierbei der Gesamtwiderstand der Stromkreise wiederum nicht geändert wird.

Ist nämlich der Widerstand einer Phase gleich w, so hat in den in Fig. 1 und 2 gezeichneten Stellungen des Kommutators der durch Phase b_x gebildete Stromkreis den Widerstand n>, der durch Phasen b₃, b₂ bezw.

b₃ und Widerstand h_x gebildete Stromkreis den Widerstand 2n>, beide zusammen also den Gesamtwiderstand

In der Stellung Fig. 3 haben beide durch je eine Phase b_x bezw. b₃ und je zwei parallele Widerstände I₁, z'₂ bezw. Zi₁, Zj₂ gebildeten Stromkreise gleichen Widerstand, nämlich

iw 4 ^6s

w -\ = — w,

3 3

beide zusammen also wiederum den Gesamtwiderstand In der Stellung Fig. 4 endlich tritt Bürste e₃ auf ^₁, während Bürste e₂ nur mit ^₁ Kontakt hat, es liegt also Phase b₃ direkt an ^₁, während vor Phase b_x der Widerstand Z^₁ geschaltet ist, der bei weiterer Drehung, wenn e₂ auf der Isolation des Kommutators gleitet, durch die Phase b₂ ersetzt wird, so daß b_x und b₂ nunmehr hintereinander geschaltet sind. In dieser Weise wiederholt sich derselbe Vorgang, wenn Bürste e₂ auf Kontaktstück d₂ übertritt und so fort bei jedem Wechsel der drei Phasen. Es bleibt demnach in jedem Augenblick der Gesamtwiderstand stets der gleiche.

Bei einem Vierphasensystem wird der Strom durch vier Bürsten einem entsprechend eingeteilten Kommutator zugeführt, wobei immer zwei Bürsten auf den Stromschlußstücken d_x, d₂, und die beiden anderen auf der „Isolation zwischen diesen schleifen. Es arbeiten hier also immer zwei Phasen in Hintereinanderschaltung, und beim Phasenwechsel werden jedesmal zwei Phasen gleichzeitig umgeschaltet. Während der Umschaltung ist also vor jede der beiden allein arbeitenden Phasen der Widerstand einer Phase zu schalten. Dies geschieht in der den Fig. 2 und 4 entsprechenden Stellung durch Vorschaltung je eines Widerstandes Zj₁ bezw. I_x von der Größe eines Phasenwiderstandes, während in der Fig. 3 entsprechenden Stellung an jeder Seite einer Phase zwei parallele Widerstände Zi₁, Zz₂ bezw. I_x, z'₂ vorgeschaltet werden. Je zwei dieser Widerstände müssen also in Parallelschaltung den halben Phasenwiderstand haben, also jeder die Größe des Widerstandes einer Phase.

Bei einem Kommutator mit mehren Kontaktstücken d_x, d₂, entsprechend einem Generator mit mehreren Polpaaren, braucht man gleichwohl nur die Ausgleichswiderstände für zwei derselben anzuordnen; mit diesen kann man die anderen Kontaktstücke und ihre Hilfsstromstege entsprechend verbinden.

Paten τ-An spruch:

Vorrichtung zur Umwandlung von Mehrphasenstrom in Gleichstrom mittels «ines synchron mit dem Mehrphasenstromerzeuger,, laufenden Stromwenders, dessen der Polzahl des Mehrphasenstromerzeugers entsprechende Stromschlußstücke abwech-

selnd mit der positiven und negativen Gleichstromseite verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgleichswiderstände die eigentlichen Stromschlußstücke mit zwei im Drehungssinne vor ihnen und zwei hinter ihnen liegenden, von ihnen isolierten Hilfsstromstegen so verbinden, daß bei dem Darüberhingleiten der den Mehrphasenstrom zuführenden Bürsten während des Phasenwechsels der Gesamtwiderstand der aus den Phasen" und diesen Widerständen gebildeten Stromkreise stets der gleiche bleibt, zwecks Vermeidung von Strom- und Spannungsschwankungen und dadurch bedingter Funkenbildung am Kommutator.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.