DE212245C

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Publication number: DE212245C
Application number: DENDAT212245D
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 212245 KLASSE 21 d. GRUPPE- M 212245 CLASS 21 d. GROUP

ALLGEMEINE ELEKTRICITÄTS-GESELLSCHAFTGENERAL ELECTRIC COMPANY

in BERLIN.in Berlin.

Zusatz zum Patente 153730 vom 16. November 1901. Patentiert im Deutschen Reiche voni 7. April 1908 ab.Addendum to patent 153730 from November 16, 1901. Patented in the German Empire from April 7, 1908.

Längste Dauer: 15. November 1916.Longest duration: November 15, 1916.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vomFor this registration, the examination according to the Union Treaty of

20. März 1883March 20, 1883

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 6. April 1907 anerkannt.Recognized on December 14, 1900 on the basis of the registration in France on April 6, 1907.

die Prioritätthe priority

Im Patent 153730 sind Einphasenkollektormaschinen beschrieben, welche auf dem Ständer und Läufer je eine gleichachsige, vonThe patent 153730 describes single-phase collector machines which are mounted on the stand and runner each one equiaxed, of

. außen gespeiste Arbeitswicklung besitzen und durch den Läufer in der dazu senkrechten Achse erregt werden (s. Anspruch 3), Durch die Einstellung der beiden Arbeitsspannungen und der Erregerspannung kann eine beliebige Geschwindigkeit hervorgerufen werden.. have externally fed working winding and through the rotor in the perpendicular to it Axis are excited (see claim 3), by setting the two working voltages and the excitation voltage can be produced at any speed.

Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterbildung dieses Verfahrens, welche eine Verbesserung der Kommutierung, namentlich bei den übersynchronen Geschwindigkeiten, bezweckt, The subject of the invention is a further development of this method, which is an improvement the commutation, especially at the oversynchronous speeds, aims,

Zur Erklärung der in Betracht kommenden Vorgänge sei zunächst von einem Motor ausgegangen, dessen Arbeitsbürsten a, die gleichachsig mit der Ständerwicklung s angeordnet sind* kurzgeschlossen sind. Bei diesem Motor verhält sich das Feld Φ in der Arbeitsachse zu dem Feld F in der Erregerächse wie die Geschwindigkeit ν zur Synchrongeschwindigkeit w (beide Geschwindigkeiten etwa auf eine zweipolige Maschine bezogen gedacht), und die beiden Felder sind um 90⁰ in der Phase verschoben. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Felder sinusförmig verteilt und die Widerstände zu vernachlässigen sind. Ist also das eine Feld gleich F sin w t, so ist das andereHave to explain to the eligible activities will first be considered by an engine whose work brushes a, which are arranged coaxially with the stator winding s * shorted. With this motor, the field Φ in the working axis is related to the field F in the excitation axis like the speed ν to the synchronous speed w (both speeds are thought to be related to a two-pole machine), and the two fields are shifted in phase ^{by 90 0.} It is assumed that the fields are distributed sinusoidally and that the resistances are negligible. So if one field is F sin wt, then the other is

gleich — F cos w t. equal - F cos w t.

Unter den Arbeitsbürsten α wird in jeder kurzgeschlossenen Läuferwindung durch das Feld F eine elektromotorische KraftAn electromotive force is generated by the field F under the working brushes α in each short-circuited rotor turn

a_s = w F cos w i a _s = w F cos wi

(abgesehen von einem konstanten Faktor) statisch, d. h. durch Transformation und durch das Feld Φ, eine elektromotorische Kraft(apart from a constant factor) static, i.e. H. through transformation and through the field Φ, an electromotive force

. υ . υ

a_r — v-^i cos w t w a _r - v- ^ i cos wt w

dynamisch, d. h. durch Rotation induziert, so daß die resultierende elektromotorische Kraftdynamic, d. H. induced by rotation, so the resulting electromotive force

a == I w — — \ F cos w t a == I w - - \ F cos wt

W₁ W ₁

— 11 -——Λ ν» F cos w i - 11 -— —Λ ν »F cos wi

wird, also proportional der Differenz aus der Einheit und dem Quadrat des Verhältnissesis proportional to the difference between the unit and the square of the ratio

der Geschwindigkeit zur Synchrongeschwindigkeit. Ist dieses Verhältnis z. B. gleich j/ä, so wird a — w F cos w t. the speed to the synchronous speed. Is this ratio z. B. equals j / ä, then a - w F cos w t.

Unter den Erregerbürsten wird in jeder Läuferwindung durch das Feld Φ eine elektromotorische Kraft e_s = w — F sin w t statisch Under the exciter brushes, an electromotive force e _s = w - F sin wt becomes static in each rotor turn due to the field Φ

und durch das Feld F eine elektromotorische Kraft e_r = ν F sin w t dynamisch induziert.and the field F dynamically induces an electromotive force e _r = ν F sin wt.

ίο Die Differenz e dieser zwei Spannungen ist bei allen Geschwindigkeiten null.ίο The difference e between these two voltages is zero at all speeds.

Es ist nun ersichtlich, daß die die Funkenbildung an den Arbeitsbürsten verursachende elektromotorische Kraft α vermindert werden kann, wenn man die Stärke des Feldes Φ in der Arbeitsachse ändert. Zwar würde dann das Gleichgewicht der beiden unter den Erregerbürsten statisch und dynamisch induzierten Spannungen nicht mehr vollkommen sein,It can now be seen that the electromotive force α causing the spark formation on the working brushes can be reduced if the strength of the field Φ in the working axis is changed. The equilibrium of the two voltages induced statically and dynamically under the excitation brushes would then no longer be perfect,

trotzdem kann aber in dieser Änderung ein wesentlicher Gewinn liegen, wie man sofort sehen wird. Nimmt man z. B. an, daß das Feld Φ für die Geschwindigkeit ν gegen den bisher betrachteten Fall im Verhältnis ν: w geändert, also auf den Wert F cos w t gebracht wird, so ändern sich auch die von ihm induzierten Spannungen a_r und e_s in gleichem Maße, und es wird jetztnevertheless, there can be a substantial gain in this change, as you will see immediately. If you take z. If, for example, if the field Φ for the velocity ν is changed in the ratio ν : w compared to the case considered so far, that is, it is brought to the value F cos wt , the voltages a _r and e _s induced by it also change in the same way Dimensions and it will now

a = (w —· v) F cos w t,
also z. B. für a = (w - v) F cos wt,
so z. B. for

Ό = W j/2, Λ = 0,4142 W F COS W t. Ό = W j / 2, Λ = 0.4142 WF COS W t.

Gleichzeitig wird die SpannungAt the same time there is tension

e == (v — w) F sin w t = 0,4142 w F sin w t. e == (v - w) F sin wt = 0.4142 w F sin w t.

Es ist also die Spannung pro Windung an den Arbeitsbürsten erheblich vermindert, nämlich auf 41 Prozent des früheren Wertes.The voltage per turn on the working brushes is therefore considerably reduced, namely to 41 percent of the previous value.

Gleichzeitig hat die Spannung pro Windung unter den Erregerbürsteh denselben Wert angenommen. Es ergibt sich, daß die Kommutierung gleichzeitig unter beiden Bürstenarten wird zufriedenstellend sein können.At the same time, the voltage per turn under the exciter brush has assumed the same value. It follows that the commutation between both types of brushes will be able to be satisfactory at the same time.

Die angegebene Änderung des Feldes Φ bedeutet eine Schwächung im übersynchronen Lauf, dagegen eine Verstärkung im untersynchronen Lauf.The indicated change in the field Φ means a weakening in the oversynchronous Run, on the other hand a gain in the subsynchronous run.

Um nun das Feld in der Arbeitsachse zu ändern, schließt man die Arbeitsbürsten a, wieIn order to change the field in the working axis, one closes the working brushes a, like

, im Hauptpatent, an den Sekundärkreis eines Transformators t an, dessen Primärwicklung parallel zu den Ständerklemmen liegt (Fig. 1, 3 und 4), wodurch zu der zwischen den Bürsten α dynamisch induzierten Spannung noch von außen zugeführte Spannung in gleichem oder entgegengesetztem Sinne hinzutritt. Die Einführung dieser Spannung in den Läufer hat zunächst einen Einfluß auf den vom Motor aufgenommenen Strom und somit auf das Drehmoment, aber durch gleichzeitige Änderung der Klemmenspannung des Motors kann man wieder die gewünschte Geschwindigkeit einstellen. Man [kann also durch passende Wahl dieser beiden Spannungen nicht nur eine bestimmte Geschwindigkeit hervorrufen, sondern auch die Kommutierung verbessern., in the main patent, to the secondary circuit of a transformer t , the primary winding of which is parallel to the stator terminals (Fig. 1, 3 and 4), whereby the voltage dynamically induced between the brushes α is added from the outside in the same or opposite sense . The introduction of this voltage into the rotor initially has an influence on the current consumed by the motor and thus on the torque, but the desired speed can be set again by changing the terminal voltage of the motor at the same time. By a suitable choice of these two voltages, one can not only produce a certain speed, but also improve the commutation.

Es ist klar, daß es unter Umständen vorteilhaft sein wird, bei niedriger Geschwindigkeit die Arbeitsbürsten kurzzuschließen und die dem Ständer entnommene Spannung erst bei hoher Geschwindigkeit an den Läufer anzulegen. It is clear that it may be advantageous at low speed to short-circuit the working brushes and to apply the voltage taken from the stand to the rotor only at high speed.

Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele. Gemäß Fig. 1 wird die Läufer- arbeitsspannung einem Transformator t entnommen, welcher primär parallel zu den Ständerklemmen liegt, gemäß Fig. 2 einer Hilfswicklung s¹ auf dem Ständer, welche gleichachsig mit der Hauptwicklung s angeordnet ist. Fig. 3 zeigt eine Maschine, bei welcher dem Läufer in beiden Achsen durch die nämlichen vier Bürsten α Strom zugeführt wird. Statt durch je eine Bürste ein- und abgeleitet zu werden, wird der Strom den Mitten zweier Transformatorsekundärwicklungen zugeführt. Die in den Transformatorwicklungen induzierten Ströme durchfließen den Läufer in der Arbeitsachse, während der in diese Wicklungen eingeleitete Strom sie so durchfließt, wie wenn sie gar nicht der Sitz elektromotorischer Kräfte wären. Dieser Strom durchfließt den Läufer in der Erregerachse und in Reihe mit dem Ständer. Beide Sekundärwicklungen gehören beispielsweise demselben dreispuligen Transformator t an, dessen Primärwicklung parallel zum Ständer liegt. Man könnte selbstverständlich auch zwei getrennte Transformatoren mit parallelen Primärwicklungen verwenden. Bei Fig. 4 ist der Verlauf der Arbeitsströme der nämliche, der Erregerstrom wird in den Läufer durch die Bürsten e eingeführt.The drawing shows several exemplary embodiments. According to FIG. 1, the rotor working voltage is taken from a transformer t which is primarily parallel to the stator terminals, according to FIG. 2 an auxiliary winding s ¹ on the stator, which is arranged coaxially with the main winding s. Fig. 3 shows a machine in which the rotor is supplied in both axes through the same four brushes α current. Instead of being drawn in and out through a brush, the current is fed to the centers of two transformer secondary windings. The currents induced in the transformer windings flow through the rotor in the working axis, while the current introduced into these windings flows through them as if they were not the seat of electromotive forces. This current flows through the rotor in the exciter axis and in series with the stator. Both secondary windings belong, for example, to the same three-coil transformer t whose primary winding is parallel to the stator. One could of course also use two separate transformers with parallel primary windings. In Fig. 4, the course of the working currents is the same, the excitation current is introduced into the rotor by the brushes e .

Claims

Patent-to sayings:

1. Method for controlling alternating current machines with direct current armature

. according to patent 153730, claim 3, characterized in that the working voltages be chosen so that for the set over- or undersynchronous speed at the same time sparking on the working brushes is prevented.

2. The method according to claim 1, characterized in that the in einer'Läuferwindung electromotive force induced under the working brushes of the under the excitation brushes induced is made the same.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the rotor working voltage a transformer

nonimen, which is parallel to the
Stand clamps lies.

4. The method according to claim 1 and 2,
characterized in that the rotor working voltage of an auxiliary winding of the
Stand is removed.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the working brushes short-circuited at low speed and only at higher Ge speed can be fed from the outside.

1 sheet of drawings.

BERLIN. PRINTED IN THE EMPIRE PRINTING.