DE191551C

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Publication number: DE191551C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Λ* 191551 KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. April 1906 ab.

Die in der Wechselstromtechnik gebräuchlichen, beispielsweise zum Kompoundieren und im Zusammenhange mit Pufferbatterien benutzten sogenannten Hilfsumformer sind allgemein gekennzeichnet durch zwangläufige mechanische Kupplung mit einer Erzeugermaschine bei bestimmter Winkelstellung der beiden Anker gegeneinander. In dem synchron rotierenden Anker des Hilfsumformers

ίο erzeugt der eingeleitete Ein- und Mehrphasenstrom entweder' allein oder im Verein mit einem anderen Erregerstrom ein Feld f (Fig. i), das an den Kollektorbürsten b b eine Gleichspannung ergibt. Diese Gleichspannung ist immer proportional der Raumkomponente/j des resultierenden Feldes/", die senkrecht zur Bürstenachse b b steht. Das gilt auch dann, wenn durch besondere Hilfsmittel, z. B. durch Kompensationswicklungen, die Störung des Feldes f bei Entnahme von Gleichstrom aus den Kollektorbürsten vermieden wird. Ist die Ankerstellung so gewählt, daß der ganze Strom dem Felde f und seine Wattkomponente der Feldkomponente J₁ entspricht, so ist der den Kollektorbürsten entnommene Gleichstrofn proportional der Wattkomponente des eingeleiteten Wechselstromes.

Bei der Kompoundierung von Generatoren und bei Wechselstromanlagen mit Gleichstrompufferung ist aber ein der Wattkomponente proportionaler Gleichstrom, nicht genügend, da im allgemeinen Stromstöße und BelastungsSchwankungen auch mit Änderungen der wattlosen Stromkomponente verbunden sind, und bekanntlich üben diese einen größeren Einfluß auf den Spannungsabfall aus als die Änderungen der Wattkomponente. Die Wirkung "eines Hilfsumformers ist in solchem Falle also unvollkommen. Eine Verbesserung der Wirkungsweise könnte man anstreben durch Verschieben der Bürsten. Dabei würde aber nur ein Teil der wattlosen Komponente des Stromes zur Wirkung kommen, und ein Teil der Wattkomponente würde wirkungslos werden. Bei dieser gegenseitigen Abhängigkeit der beiden Strom- bzw. Feldkomponenten könnte man den Umformer nur für einen bestimmten elektrischen Zustand genau einstellen , während für alle anderen Zustände die Einstellung unvorteilhaft bliebe. Bei Anwendung einer Kompensationswicklung würde man ferner vor die konstruktiv kaum zu lösende Aufgabe gestellt, diese Wicklung zugleich mit den Bürsten räumlich zu verschieben, denn die Wirkung der Kompensationswicklungen ist um so notwendiger, je mehr sich die Bürsten aus der neutralen Zone entfernen.

Die genannten Ubelstände werden durch die nachfolgend beschriebene neue Anordnung vermieden.

Auf dem Kollektor des Hilfsumformers werden in an sich bekannter Weise zwei Bürstenpaare b_l O₁ und &₂ b_% angeordnet

(Fig. 2), deren Achsen (elektrisch) einen Winkel von 90⁰ bilden. Werden die Bürstenpaare bei sonst richtiger Ankerstellung in solche Lage gebracht, daß an den Bürstenpaaren b₁b₁ eine zu /,, also zur Wattkomponente des Stromes proportionale Gleichspannung entsteht, so erhält das Bürstenpaar b₂ b₂ eine zu f_-2, d. h. zur wattlosen Stromkomponente proportionale Spannung. Diese beiden unabhängigen Gleichströme werden nun dem Generator zugeführt, und somit wird die Kompoundierung oder Pufferung unmittelbar auch von der wattlosen Komponente des Wechselstromes abhängig gemacht.

Um bei der Entnahme der Gleichströme das FeId_-/ nicht zu stören, wird zweckmäßig für jeden Gleichstromkreis auf dem Stator des Hilfsumformers eine Kompensationswicklung angeordnet, die in Fig. 3 mit C₁ und C₂ bezeichnet sind. Zum Bekämpfen des Bürstenfeuers können dabei die bekannten Mittel angewendet werden, soweit sie mit dem W⁷esen der ganzen Einrichtung verträglich sind, am einfachsten beispielsweise Ausschnitte in dem Stator über den Bürsten. Werden die bekannten Hilfspole zum Stromwenden benutzt, so wird ein Teil der Erregung der Wendepole für das eine Bürstenpaar zweckmäßig von dem anderen Bürstenpaar entnommen; es werden also z. B. die Wendepole der Bürstenachse b_lb_l im Nebenschlüsse an das Bürstenpaar b.₂ b.₂ und in Reihe an das Bürstenpaar b_x b₁ gelegt.

Wertvoll für alle Anwendungen der Einrichtung ist ersichtlich die aus dem Vorstehenden sich ergebende Möglichkeit, die beiden Gleichströme für sich zu regeln.

Die vorstehend allgemein beschriebene Einrichtung wird nun gemäß der Erfindung nach Fig. 4 zum Kompoundieren eines Generators benutzt.

In der Figur bedeutet d den Anker eines Dreiphasengenerators, ρ ρ dessen Feldpole, e, C₁ und e₂e.₂ Erregerwicklungen der Feldpole.

Der mit dem Anker d des Dreiphasengenerators gekuppelte Anker u des Hilfsumformers erhält die erregenden Wechselströme aus dem Netze durch Vermittlung des Serientransformators t. Die beiden Gleichströme des Hilfsumformers werden den Wicklungen ßj bzw. e₂ durch die Bürstenpaare b₁ bzw. b.₂ zugeführt.

Die Pole laufen im Uhrzeigersinne herum, wie durch die Pfeile angedeutet, und der bei der gezeichneten Stellung der Teile im Maximum stehende . Strom i wirkt auf ein induktionsfreies Netz. Die magnetomotorische Kraft fd des Generatorankers ist dann nach oben gerichtet, die magnetomotorische Kraft fu des Hilfsumformers nach unten, und nur die Bürsten b_} b_x sind unter Spannung und speisen die Erregerwicklung e_r Diese Erregung ist also der Wattkomponente des Generatorstromes proportional. Tritt aber außer dem Wattstrome noch eine wattlose Komponente auf, so dreht sich die magnetomotorische Kraft des Generatorankers entgegen der Drehrichtung des Feldes mehr nach links, beispielsweise in die punktierte Stellung. In demselben Sinne verdreht sich die magnetomotorische Kraft des Hilfsumformers. Damit erhalten aber auch die Bürsten b₂b₂ Span-, nung und speisen die Erregerwicklung e₂. Beide Stromkomponenten wirken also auf die Erregung des Generators. Die Anschlüsse für die Haupterregerwicklung e des Generators, die Kompensationswicklung des Hilfsumformers usw. sind in der Figur der Einfachheit wegen fortgelassen.

Die vorstehenden Darlegungen gelten natürlich nicht nur für zweipolige Maschinen, sondern sinngemäß für Maschinen beliebiger Polzahl. Wesentlich ist dabei immer, daß die von doppelten Bürstenpaaren, die elektrisch um 90° gegeneinander verstellt sind, abgenommenen, voneinander unabhängigen Gleichströme dem Generator zugeführt werden.

Claims

Patent-Anspruch :

Mit einer Erzeugermaschine unter bestimmter gegenseitiger Stellung zwangläufig gekuppelter Hilfsumformer mit doppelten, elektrisch um 90⁰ verstellten Bürstenpaaren zur Entnahme von zwei unabhängigen Gleichströmen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden unabhängigen Ströme dem Generator zugeführt werden, um die Kompoundierung oder Pufferung direkt auch von der wattlosen Komponente des Wechselstromes abhängig zu machen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.