DE205783C

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Publication number: DE205783C
Application number: DENDAT205783D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 205783 KLASSE 21 d. GRUPPE

von Strömen veränderlicher Frequenz.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Februar 1908 ab.

Um die Geschwindigkeit von asynchronen Motoren ohne wesentliche Verluste zu regeln, was namentlich für größere Motoren in Frage kommt, die häufig, angelassen werden oder während längerer Zeitabschnitte beliebige geringere Geschwindigkeiten beibehalten sollen, muß man bekanntlich von der üblichsten Regelung mit Widerständen im Rotorstromkreise Abstand nehmen. Zum Ersatz für

ίο diese zwar wirksame, aber unwirtschaftliche Regelung sind Einrichtungen der verschiedensten Formen, vorgeschlagen, mit denen die Frequenz der dem Motor zugeführten Ströme geändert wird. .

Nach einem bekannt gewordenen Vorschlage kann bei konstanter Netzfrequenz der dem Motor zugeführte Strom veränderlicher Frequenz vermittels einer Kollektormaschine erzeugt werden, die von einem an der Netz-

.20 leitung liegenden Motor angetrieben wird, und deren Erregung durch einen besonderen, mit regelbarer Geschwindigkeit angetriebenen Generator geliefert wird. Die Frequenz der von der Kollektormaschine gelieferten Ströme ist dann nur durch die Frequenz der Erreger maschine bestimmt. Nach dem Vorschlage soll der Erregergenerator durch einen regelbaren, aus beliebigem Netz gespeisten Motor angetrieben werden. Beim Gebrauch muß nun das verhältnismäßig große Erregeraggregat vom Stillstand bis zur normalen Geschwindigkeit beschleunigt werden, und dadurch treten sehr starke Schwankungen in dem Energieverbrauch der ganzen Einrichtung auf. , Diese Belastungsschwankungen können auch durch ein Schwungrad, das mit der den Hauptmotor speisenden Kollektormaschine bzw. mit dem zugehörigen Antriebsmotor verbunden ist, nicht ausgeglichen werden. Die nachfolgend beschriebenen neuen Schaltungen vermeiden diesen Ubelstand durch geeignete mechanische oder elektrische Kupplung der Erregermaschine mit der als Periodenumformer dienenden Kollektormaschine.

In Fig. ι bedeutet m den die Nutzarbeit leistenden Drehstrommotor, beispielsweise einen Fördermotor mit Kurzschlußanker, dem Ströme wechselnder Frequenz zugeführt werden. Er erhält die Ströme aus der Kollektormaschine g_v die von dem an das Netz m angeschlossenen Motor Ot₁ angetrieben wird. Durch ein Schwungrad s auf der gemeinsamen Welle von g_t und Ot₁ wird der Belastungsausgleich des Netzes erzielt, zu welchem Ende die Geschwindigkeit des Motors W₁ durch Rotorwiderstände w in genügend weiten Grenzen geregelt werden kann.

Die Erregerwicklung e_x der Kollektormaschine g_x wird gespeist von dem besonderen Generator g₂, der von dem Motor Ot₂ angetrieben wird. Dieser Motor ist hier als Gleichstrommotor angenommen, dessen Erregerwicklung durch e₂ angedeutet ist. Die von dem Motor m₂ geforderte Leistung wird nun geliefert von dem Generator g_s auf der gemeinsamen Welle von ^₁, Ot₁ und s. Die Erregerwicklung von g₃ ist durch <s₃ angedeutet. Durch Regelung der Erregerwicklungen e₂ und e₃

oder einer davon kann der Motor m₂ auf die geeignete Geschwindigkeit eingestellt werden, womit die Frequenz der von dem Generator ^₁ gelieferten Ströme in beliebigen Grenzen veränderlich ist. Die von dem Motor m₂ verbrauchte Leistung wird hier aber mittelbar ■ebenfalls dem Netz η entnommen, so daß der Belastungsausgleich durch das Schwungrad s ■für die ganze Einrichtung erfolgt.

ίο Während bei der Einrichtung nach Fig. ι eine mechanische Kupplung des Generators g₃ mit dem Motor W₁ vorgesehen ist, wird nach . Fig. 2 die Kupplung auf gemeinsamen Belastungsausgleich auf elektrischem Wege bewirkt. Der Motor m wird ebenfalls von einem Generator ^₁ gespeist, der wie vorher mit dem Motor m_x und dem Schwungrad s auf einer gemeinsamen Welle sitzt, die zu g_x gehörige Erregerwicklung e_x wird aber von einem Periodenumformer u gespeist. Dieser besteht hier aus einem Motor, dessen Stator an das Netz angeschlossen ist, dessen Rotor auf der einen Seite über Schleifringe mit der Erregerwicklung (J₁ verbunden ist, während auf der anderen Seite des Rotors ein Kollektor vorgesehen ist, dessen Bürsten über den regelbaren Transformator t an das Netz η gelegt werden. Durch Regelung des Transformators t ist dem Rotor von u beliebige Spannung zuzuführen, seine Geschwindigkeit läßt sich also so verändern, wie die augenblicklichen Betriebsverhältnisse des Motors m verlangen. Statt des einheitlich ausgeführten Periodenumformers u ist selbstverständlich auch ein Aggregat zu verwenden, das aus gesondertem Motor und Generator besteht.

Da die Regelung der Schlüpfung des Motors M₁, um das Schwungrad s ausgleichend wirken zu lassen, von dem ganzen Leistungsverbrauch der Einrichtung abhängig sein soll, . so müssen relaisartige Apparate zum Verändern des Schlupfes von M₁ vor die beiden Verbrauchskörper M₁ und u geschaltet sein, also etwa bei α liegen. Ersichtlich erfolgt dann ebenfalls ein gemeinschaftlicher Belastungsausgleich des Ganzen.

Als Vereinfachung der Schaltung nach Fig. 2 könnte naheliegend erscheinen, den Periodenumformer u gleichzeitig zum Antrieb der ""' Kollektormaschine ^₁ zu benutzen. Eine solche Anordnung würde aber zu widersprechenden Bedingungen für die Wirkung des Schwungrades und die von dem Umformer zu liefernde Erregung der Kollektormaschme g_x führen.

Bei der Einrichtung nach Fig. 2 führt der Kollektor des Periodenumformers vornehmlich nur wattlose Ströme, so daß die Leistung auf der Kollektorseite des Umformers niedrig bleibt.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Einrichtung zum Regeln der Geschwindigkeit von Asynchronmotoren durch Zuführen von Strömen ^veränderlicher Frequenz bei konstanter Netzfrequenz, welche Ströme in einer Kollektormaschine erzeugt werden, die von einem an das Netz gelegten Motor betrieben wird, wobei die Erregung der Kollektormaschine durch einen besonderen Generator von veränderlicher Frequenz geliefert wird, gekennzeichnet durch eine solche Verbindung des Erregergenerators mit der Kollektormaschine bzw. mit deren Antriebsmotor, daß für die ganze Einrichtung einschließlich des Erregeraggregates ein gemeinschaftlicher Belastungsausgleich mit demselben Schwungrad eintritt.

. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit der Kollektormaschine und deren Motor mechanisch gekuppelten Generator zum Speisen eines den Erregergenerator antreibenden Motors.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem aus dem Netze gespeisten regelbaren Periodenumformer, dem die Erregerströme für die Kollektormäschine entnommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf des aus dem Netz gespeisten Schwungradmotors gleichzeitig von den Strömen in diesem und in dem Antriebsmotor des Erregergenerators abhängig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.