DE216601C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 216601 KLASSE 21 rl. GRUPPE

ROBERT MOSER in CHARLOTTENBURG.

mit Drehfelderregung und Stromwender.

Zusatz zum Patente 207519 vom 15. März 1908.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Mai 1909 ab. Längste Dauer: 14. März 1923.

In Patent 207519 wurde angegeben, daß die mit der Hauptmaschine zwangläufig gekuppelte Erregermaschine jede beliebige Form von Synchronmaschinen haben kann. Gegenstand der Erfindung ist nun eine besondere Ausbildung der Erregermaschine, um die Anordnungen für gewisse Zwecke geeigneter zu machen.

Bei Besprechung des Verfahrens zur Ein-Stellung der Bürsten wird in bezug auf Anordnungen mit zwei getrennten Läuferwicklungen in der Patentschrift 207519 (S. 3, Z. 105 und 106) erwähnt, daß man den Bürsten auf der Erregerseite der Hauptmaschine jede gewünschte Stellung geben kann, ohne daß die Arbeitsweise der Maschine an sich gestört wird. Durch die Stellung der Erregerbürsten wird die Lage des Drehfeldes in jedem Augenblick bestimmt. Bei Verdrehung dieser Bürsten würde dasselbe eintreten, wie wenn man den mit Gleichstrom gespeisten Induktor einer gewöhnlichen Synchronmaschine auf der Welle oder dem Ständer selbst verdrehen würde. Diese letzteren Maßnahmen werden z. B. zu

25' dem Zweck getroffen, um parallel arbeitende, beiderseits synchrone Motorgeneratoren nach Belieben belasten oder entlasten zu können (vgl. E. T. Z. 1909, S. 101 und 102), wobei entweder der Motor oder der Generator diese Einrichtung erhält. Bei den in Patent 207519 beschriebenen Anordnungen mit zwei getrennten Läuferwicklungen sind solche umständlichen Vorkehrungen für diesen Zweck überflüssig, da man, wie gesagt, nur die Bürsten der Erregerseite zu verschieben braucht. Diese Eigenschaft ist natürlich von dem Kompoundierungsgrad unabhängig (man könnte auch, wenn nur dieser Zweck erreicht werden soll, die Kompoundierungsseite ganz fortlassen), und sie gilt ganz allgemein für alle Synchronmaschinen für Ein- oder Mehrphasenstrom mit Drehfelderregung, bei welchen eine zwangläufig gekuppelte ein- oder mehrphasige Wechselstromerregermaschine benutzt wird. Man kann also in solchen Fällen die Stellung der Erregerbürsten auch selbsttätig durch Hilfsvorrichtungen in Abhängigkeit von irgendeiner Belastung beeinflussen lassen.

Bei Anordnungen mit gemeinsamen Erregerund Kompoundierungsbürsten, wie in Fig. 2 des Hauptpatentes, ist dagegen natürlich eine Verschiebung der Bürsten zu diesem· Zwecke nicht angängig, weil deren Stellung ja bereits mit Rücksicht auf richtige Spannungsregelung festgelegt ist. In diesem Falle könnte man aber den Läufer oder das Gehäuse der Erregermaschine verdrehbar einrichten, was immer noch vorteilhafter wäre als die Verdrehung der gleichen, aber schweren Teile an der Hauptmaschine, wie sie bei gewöhnlichen

Synchronmaschinen erforderlich wird. Auch dieses Mittel ist ganz allgemein für Synchronmaschinen mit einer zwangläufig gekuppelten Wechselstromerregerm aschine anwendbar.
In Fig. ι ist nun eine Anordnung dargestellt, durch welche es ermöglicht wird, auch bei dem Vorhandensein von gemeinsamen Bürsten bei der Hauptmaschine durch eine einfache Bürstenverschiebung die Lage des

ίο Drehfeldes verändern zu können. Diese Anordnung entspricht im wesentlichen jener der Fig. 2 des Hauptpatentes. Die Neuerung besteht darin, daß bei der Erregermaschine ebenfalls eine synchrone Drehfelderregung mittels Stromwenders angewendet wird. Es ist also s der Ständer, I der Läufer der Hauptmaschine, c der Kompoundierungstransformator, w und ν regelbare Widerstände und d der Ständer der Erregermaschine, wie im Hauptpatent. Dagegen ist der Läufer Ci₁ der Erregermaschine mit einer Gleichstromankerwicklung nebst Stromwender und den Bürsten O₁ versehen. Diesen Bürsten wird nun wieder von einer zwangläufig gekuppelten Hilfswechselstromerregermaschine beliebiger Form ein synchroner Wechselstrom beliebiger Phasenzahl zugeführt. Als Beispiel für die Hilfserregermaschine ist die gleiche Anordnung einer Doppelstrommaschine wie für die Erregermaschine der Fig. 1 des Hauptpatentes gewählt. Es bedeutet also a₂ den Gleichstromanker derselben, welcher Gleichstrom über Bürsten und den regelbaren Widerstand r an die Magnetwicklung m, dagegen Wechselstrom über Schleifringe g und den Vorschaltwiderstand V₁ und Phasentransformator I₁ an den Läufer a_x abgibt. Der Phasentransformator I₁ soll nur gegebenenfalls die passende Phasenzahl (oder auch Spannung) herstellen, ohne daß ζ. B. die Zahl der Schleifringe g zu hoch wird.

Durch eine Verschiebung der Bürsten b₁ auf dem Stromwender des Läufers a_x der Erregermaschine wird nun in erster Linie die Lage des Drehfeldes der Erregermaschine in bezug auf ihren eigenen Ständer d und dann weiter die Phase des im Ständer d erzeugten Erregerstromes und demzufolge auch die Lage des Drehfeldes in der Hauptmaschine verändert. Durch Verdrehung der Bürsten S₁ wird also diese Lage nach Wunsch gewählt werden können und dasselbe erreicht wie durch Verdrehung des Ständers der Erregeroder Hauptmaschine.

Die Anordnung in Fig. 1 ist für jede PoI- und Phasenzahl anwendbar. Hat hierbei z. B. die Erregermaschine d an den Läufer I Einphasenstrom abzugeben oder wird dem Läufer a_x der Erregermaschine ebenfalls nur Einphasenstrom zugeführt, so sind dieselben Vorkehrungen in Form einer Kurzschluß wicklung oder von Kurzschlußbürsten auf diesem Läufer U₁ ' zu treffen, welche in Patent 209228 für die Hauptmaschine angegeben wurden.

Eine solche Kette von Erregermaschinen wie in Fig. 1 läßt sich natürlich beliebig erweitern, indem man eine beliebige Zahl von ' Zwischenerregermaschinen (d mit U₁) einfügt und den Ständer der einen auf 'den Läufer der folgenden Erregermaschine schaltet, wenn dieselben nur zwangläufig angetrieben werden und im Arbeitsbereich eine geradlinige Spannungscharakteristik haben.

Die Ausbildung der Erregermaschine mit Drehfelderregung kann, wie in Fig. 2 angegeben ist, noch in anderer Weise erfolgen. Die Hauptmaschine mit dem Ständer s ist hier einphasig gewählt. Ihrer Läuferwicklung / wird über Bürsten b beispielsweise dreiphasiger Strom vom Ständer d der Erregermaschine zugeführt, während die Kurzschlußwicklung / auf dem Läufer der Hauptmaschine zur Überführung der Wechselfelder in Drehfelder nach Patent 209228 benützt wird. Die Erregermaschine ist hier nun mit zwei Läuferwicklungen a₃ und «₄ angenommen worden. Die eine Wicklung a_z wird mit Gleichstrom vermittels Schleifringe f über einen regelbaren Widerstand r und über eine Drosselspule η gespeist. Die Drosselspule hat den Zweck, übergelagerte Wechselströme in der Gleichstromleitung' zu vermeiden. Diese Wicklung a_s dient zur eigentlichen Erregung der Erregermaschine. Die zweite Läuferwicklung iü₄ ist als Gleichstromankerwicklung mit Stromwender ausgebildet und empfängt Wechselstrom über die Bürsten b_s vom Kompoundierungstransformator c, zu welchem der regelbare Widerstand w parallel geschaltet ist. Zur Überführung des Wechselfeldes in ein Drehfeld sind Bürsten b_i angeordnet, welche zu den Bürsten b₃ senkrecht stehen; statt dessen könnte auch wieder eine Kurzschlußwicklung benutzt werden. Die Läuferwicklung «₄ allein mit dem Ständer d der Erregermaschine stellt sich also als ein Phasenumformer (zur Umwandlung von Einphasen- in Dreiphasenstrom) dar, wie er in der Patentschrift 209228 (S. 3, Z. ii9ff.) erwähnt wird. .

Der Kompoundierungsstrom wird also hier nicht den Bürsten ■ b der Hauptmaschine unmittelbar, sondern über die Erregermaschine zugeführt. Dadurch, daß letztere zum Teil mit Drehfelderregung versehen wird, ist die Verbindung von eigentlicher Erregermaschine und Phasenumformer ermöglicht worden.

Die ganze Anordnung nach Fig. 2 könnte auch durchweg für Mehrphasenstrom oder auch durchweg für Emphasenstrom beibehalten werden (wobei die Kurzschlußbürsten δ₄ ΐ2ο in ersterem Falle natürlich überflüssig sind). Diese Schaltung würde dann gleichfalls eine

Vereinigung des Erreger- und Kompoundierungsstromes für die Hauptmaschine bereits im Ständer d der Erregermaschine zeigen, ohne daß eine eigentliche Phasenumformung des Kompoundierungsstromes hierbei stattfinden müßte.

Die früher erwähnte Veränderung der Lage des Drehfeldes bei der Hauptmaschine ließe sich hier (in Fig. 2) durch gleichmäßige Verdrehung sowohl der Bürsten b an der Hauptmaschine wie der Bürsten b₃ und 5₄ an der Erregermaschine erzielen, oder durch Verdrehung des Ständers d der Erregermaschine, wie früher erwähnt, wenn die Bürsten b_a und δ₄ an demselben befestigt sind. Man könnte natürlich auch die Läuferwicklung a_s mit synchronem Wechselstrom mit Hilfe eines Kommutators speisen (z. B. in derselben Weise wie in Fig. 1 die Wicklung Ci₁); dann brauchte man nur die auf diesem Stromwender befindlichen Bürsten zu verschieben.

Zu erwähnen wäre noch, daß sich eine Vereinigung der Wicklung a₃ und «₄ in der Weise durchführen ließe, wie es ähnlich für die Hauptmaschine selbst in den Patenten 207519 und 209228 angegeben wurde.

Was nun die Einstellung der Kompoundierungsamperewindungen für die Hauptmaschine betrifft, so ist dasselbe Verfahren wie nach dem Hauptpatent anwendbar. Nur wäre hierbei zu beachten, daß man in der Schaltung nach Fig. ι die Bürsten b der Hauptmaschine, dagegen in der Schaltung nach Fig. 2 entweder die Bürsten b an der Hauptmaschine oder die Bürsten b₃ und δ₄ an der Erregermaschine zu verschieben hat. Ist die richtige Stellung gefunden, so darf in Fig. 2 die gegenseitige Stellung zwischen den Bürsten b einerseits und b₃ und δ₄ andererseits nicht mehr geändert werden, während deren gemeinsame Verschiebung, wie bereits erwähnt, ohne Störung der Kompoundierung zulässig ist. Auch die Anordnung nach Fig. 2 läßt sich sinngemäß für verwandte Maschinen benutzen, so z. B., wenn statt des Kompoundierungstransform at ors c ein Erreger transformator benutzt wird, so daß der Wicklung a₄ der Erregermaschine ein Strom zufließt, welcher der Spannung der Hauptmaschine proportional ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Anordnung zur selbsttätigen Spannungsregelung von Synchronwechselstrommaschinen mit Drehfelderregung und Stromwender nach Patent 207519, dadurch gekennzeichnet, daß die zwangläufig gekuppelte Wechselstromerregermaschine ebenfalls ganz oder nur zum Teil mit Drehfelderregung versehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.