DE217782C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 217782 KLASSE 21 tf. GRUPPE .44.- M 217782 CLASS 21 tf. GROUP .44.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Mai 1909 ab.Patented in the German Empire on May 1, 1909.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erregung von Wechselstrom-Kommutatormotoren, bei welcher diejenige Wicklung, welche das Hauptmagnetfeld des Motors erregt, in Reihe geschaltet ist mit zwei induktionslosen Widerständen, wobei parallel zu dieser Wicklung und einem dieser induktionslosen Widerstände ein induktiver Widerstand geschaltet ist, und daß dann diese WicklungThe present invention relates to an arrangement for exciting AC commutator motors, in which the winding which excites the main magnetic field of the motor is connected in series with two non-induction windings Resistors, being in parallel with this winding and one of these inductionless Resistors an inductive resistor is connected, and that then this winding

ίο mit den beiden induktionslosen Widerständen an eine Stromquelle angeschlossen wird, deren Klemmenspannung gleiche Phase hat wie die Klemmenspannung der Arbeitswicklung des Motors, zu dem Zwecke, die Erregerwicklung mit einem Strom zu erregen, welcher in seiner Intensität unabhängig von der Stromstärke der Arbeitswicklung und in seiner Phase gleich der Phase der Klemmenspannung an der Arbeitswicklung ist.ίο with the two inductive resistors is connected to a power source whose terminal voltage has the same phase as the Terminal voltage of the working winding of the motor, for the purpose of the excitation winding to be excited with a current, which in its intensity is independent of the current strength the working winding and its phase is equal to the phase of the terminal voltage on the working winding is.

Diese Anordnung zur Erregung von Wechselstrom-Kommutatormotoren kann z. B. vorübergehend benutzt werden, wenn der Motor, der in normalem Betrieb als gewöhnlicher Reihenschlußmotor arbeitet, als Generator in das Netz zurückarbeiten soll, wobei dann sowohl die Intensität des Erregerstromes als auch mittels eines bekannten Stufentransformators das Übersetzungsverhältnis zwischen Klemmenspannung der Arbeitsbürsten und Netzspannung geregelt werden kann.This arrangement for exciting AC commutator motors can e.g. B. be used temporarily when the engine, in normal operation than ordinary Series-wound motor works, as a generator should work back into the network, and then both the intensity of the excitation current as well as by means of a known step transformer the transmission ratio between the terminal voltage of the working brushes and Mains voltage can be regulated.

Die gleiche Anordnung zur Erregung von Reihenschlußmotoren kann auch Anwendung finden, wenn vorübergehend der Motor gegen zu große Geschwindigkeit geschützt werden soll, welche er gemäß seiner Reihenschlußcharakteristik bei Entlastung annehmen 40 The same arrangement for exciting series motors can also apply when the engine is to be protected from excessive speed temporarily, which he assumed in accordance with its series-wound characteristics in relief 40

würde, indem der Motor in der vorliegenden Schaltung im wesentlichen die Geschwindigkeitscharakteristik eines Nebenschlußmotors erhält.would by the motor in the present circuit essentially the speed characteristic of a shunt motor.

Die Wirkung der Schaltung geht aus folgender Überlegung hervor:The effect of the circuit is as follows Consideration:

Damit die in der Arbeitswicklung eines Kommutatormotors induzierte elektromotorische Kraft angenähert in Phase kommt mit der Netzspannung, muß bekanntlich der Strom der Erregerwicklung angenähert in Phase sein mit dieser Klemmenspannung. Diese Bedingung trifft zu, wenn die Erregerwicklung in Reihe geschaltet ist mit der Arbeitswicklung und den gleichen Strom führt wie diese. Soll aber die Erregerwicklung von einem Strom durchflossen werden, dessen Intensität unabhängig von der Arbeitsstromstärke ist, so müssen künstliche Mittel angewendet werden, um die Phase der Erregerstromstärke der obigen Bedingung gemäß einzustellen. Die Erregerwicklung kann im wesentlichen als ein rein induktiver Widerstand behandelt werden, und es fragt sich, durch welche Mittel von der Netzspannung aus ein solcher induktiver Widerstand mit einer Stromstärke gespeist werden kann, die in Phase mit der Netzspannung ist.Thus the electromotive force induced in the working winding of a commutator motor If the force comes approximately in phase with the mains voltage, the current of the excitation winding must be approximately in phase with this terminal voltage. This condition applies when the excitation winding is in It is connected in series with the working winding and carries the same current as it. But if the excitation winding is to be traversed by a current, its intensity is independent of the working current strength, then artificial means must be used, to adjust the phase of the excitation current according to the above condition. the The excitation winding can essentially be treated as a purely inductive resistor, and the question arises, by what means from the mains voltage such an inductive one Resistance can be fed with an amperage that is in phase with the mains voltage is.

In Fig. ι bezeichne A B die Zuleitung einer Wechselstromquelle mit der Klemmenspannung E und der Periodenzahl ω L₁ In Fig. Ι AB denotes the supply line of an alternating current source with the terminal voltage E and the number of periods ω L ₁

bedeute einen induktiven Widerstand, in vorliegendem Falle die Erregerwicklung mit der Selbstinduktion ω L₁. R₁ sei ein zu dieser Wicklung in Reihe geschalteter induktions-Means an inductive resistance, in the present case the field winding with the self-induction ω L ₁ . Let R ₁ be an induction

loser Widerstand, ω L₂ ein induktiver Widerstand, dessen ohmscher Widerstand vernachlässigbar sein soll. R₂ sei ein zweiter induktionsloser Widerstand. Aus der Fig. ι geht nun ohne weiteres hervor, daß der Strom i, welcher durch den induktiven Widerstand w L₁, also durch die Erregerwicklung fließt, ist:loose resistance, ω L ₂ an inductive resistance, the ohmic resistance of which should be negligible. Let R ₂ be a second non-inductive resistor. From Fig. Ι it is now readily apparent that the current i, which flows through the inductive resistor w L ₁ , that is, through the excitation winding, is:

VkVk

Zwischen dieser Stromstärke i und der Klemmenspannung E besteht der Phasenwinkel φ, und es ist:The phase angle φ exists between this current i and the terminal voltage E, and it is:

tgcp =tgcp =

R₁R₂ R ₁ R ₂

Wenn also U)²^L₁-JL₂ — R₁'Rz ist, so wird tg φ = ο, d. h. die Stromstärke i ist in Phase mit der Klemmenspannung E und die gewünschte Bedingung für die Erregung des Motors ist erfüllt.· Es kann auch selbstverständlich die Phase im voreilenden oder nacheilenden Sinne gegenüber der Klemmenspannung eingestellt werden.So if U) ² ^ L ₁ -JL ₂ - R ₁ 'Rz , then tg φ = ο, ie the current i is in phase with the terminal voltage E and the desired condition for the excitation of the motor is fulfilled. · Es the phase can of course also be set in the leading or trailing sense with respect to the terminal voltage.

Wird nun diese Schaltung beispielsweise auf einen gewöhnlichen Reihenschlußmotor angewendet, so ergibt sich Fig. 2. In derselben bedeuten: 1 den Läufer des Motors mit den Bürsten 2, die an die Stromquelle A B angeschlossen werden, 3 die Erregerwicklung, 4 und 5 induktionslose Widerstände, 6 einen induktiven Widerstand. Die Kombination 3, 4, 5 und 6 wird angeschlossen an die Stromquelle A₁B₁, die entweder identisch mit A B ist, oder mit A B durch einen Transformator in bekannter Weise verkettet sein kann.
Es ist für die Wirkung dieser Anordnung gleichgültig, ob der Motor neben seiner Erregerwicklung noch irgendeine der bekannten Kompensation-, Hilfspol- oder Arbeitswicklungen auf dem Ständer besitzt. Die Schaltung kann auch ohne weiteres auf Repulsionsmotoren und Motoren nach Winter-Eichberg angewandt werden, wenn der das eigentliche Hauptfeld erregende Strom durch die angeführte Kombination mit induktionslosen und induktiven Widerständen die passende Phase erhält.If this circuit is now used, for example, on an ordinary series-wound motor, Fig. 2 results. In the same: 1 the rotor of the motor with the brushes 2, which are connected to the power source AB , 3 the excitation winding, 4 and 5 non-inductive resistors, 6 an inductive resistor. The combination 3, 4, 5 and 6 is connected to the current source A ₁ B ₁ , which is either identical to AB , or can be concatenated with AB by a transformer in a known manner.
It is irrelevant for the effect of this arrangement whether the motor has any of the known compensation, auxiliary pole or working windings on the stator in addition to its excitation winding. The circuit can also easily be applied to repulsion motors and motors according to Winter-Eichberg, if the current that excites the actual main field receives the appropriate phase through the combination mentioned with non-inductive and inductive resistors.

In Fig. 3 ist die Anordnung schematisch entwickelt für einen Reihenschlußmotor, welcher vorübergehend als einfacher Reihenschlußmotor mit dem Läufer 1, den Bürsten 2 und der Erregerwicklung 3 allein an den Stufentransformator 9, 10, 11 angeschlossen ist, welcher wiederum z. B. als Einspulentransformator mit der Stromquelle A B verbunden ist. Es wirdIn Fig. 3 the arrangement is developed schematically for a series motor, which is temporarily connected as a simple series motor with the rotor 1, the brushes 2 and the excitation winding 3 only to the step transformer 9, 10, 11, which in turn z. B. is connected as a single coil transformer to the power source AB . It will

■■■, nun mittels des Umschalters 7 einerseits vorübergehend der Punkt 10 des Stufentransformators mit dem Verbindungspunkt zwischen den Bürsten 2 und der Erregerwicklung 3 und gleichzeitig mit dem einen Ende des induktiven Widerstandes 6 in Verbindung gebracht, andererseits mit dem Umschalter 8 die Verbindung zwischen dem Ende der Erregerwicklung 3 und dem Transformatorpunkt 9 gelöst und dieser Transformatorpunkt mit dem Ende des induktionslosen Widerstandes 5 verbunden. 4 ist gleichfalls ein induktionsloser Widerstand. Wenn also der Schalter 7 geöffnet und Schalter. 8 nach rechts umgelegt wird, so arbeitet der Motor als gewöhnlicher Reihenschlußmotor, gespeist von den Punkten 9 und 11 des Stufentransformators. Wird zunächst Schalter 8 nach links umgelegt, so arbeitet der Motor als Reihenschlußmotor mit Vorschaltung der induktionslosen Widerstände 4 und 5, so daß diese Schaltung auch vorübergehend als Anlaßschaltung des Motors benutzt werden kann. Wird nunmehr der Schalter 7 geschlossen, so wird die Läuferwicklung des Motors von den Punkten 10 und 11 des Stufentransformators gespeist, während der kombinierte Stromkreis 3, 4, 5 und 6 von den Punkten 9 und 10 des gleichen Transformators gespeist wird. Dabei können nun sowohl der Anschlußpunkt 11 als auch die Anschlußpunkte 10 und 9 in bekannter Weise regelbar eingerichtet sein. ■■■, now by means of the switch 7 on the one hand temporarily the point 10 of the step transformer with the connection point between the brushes 2 and the excitation winding 3 and at the same time with one end of the inductive resistor 6 in connection, on the other hand with the switch 8 the connection between the The end of the field winding 3 and the transformer point 9 are released and this transformer point is connected to the end of the inductive resistor 5. 4 is also an inductionless resistor. So when switch 7 is open and switch. 8 is turned to the right, the motor works as a normal series motor, fed from points 9 and 11 of the step transformer. If switch 8 is first turned to the left, the motor works as a series motor with an upstream connection of inductive resistors 4 and 5, so that this circuit can also be used temporarily as a starting circuit for the motor. If switch 7 is now closed, the rotor winding of the motor is fed from points 10 and 11 of the step transformer, while the combined circuit 3, 4, 5 and 6 is fed from points 9 and 10 of the same transformer. Both the connection point 11 and the connection points 10 and 9 can now be set up so as to be controllable in a known manner.

In dieser letzteren Schaltung wird der Motor als Generator Strom in die Leitung A B zurückschicken, sobald die elektromotorische Kraft, die im Läufer durch die Erregerwicklung 3 induziert wird, die Klemmenspannung zwischen den Punkten 10 und 11 übersteigt. Es kann auch der kombinierte Stromkreis 3, 4, 5 und 6 an eine besondere Wicklung des Transformators oder an einen besonderen Transformator angeschlossen werden. Die Schalter 7 und 8 können nötigenfalls miteinander mechanisch gekuppelt und in Verbindung mit einem Geschwindigkeitsregler gebracht werden. .In this latter circuit, the motor as a generator will send current back into the line AB as soon as the electromotive force induced in the rotor by the excitation winding 3 exceeds the terminal voltage between points 10 and 11. The combined circuit 3, 4, 5 and 6 can also be connected to a special winding of the transformer or to a special transformer. The switches 7 and 8 can, if necessary, be mechanically coupled to one another and brought into connection with a speed controller. .

Claims

Patent Claims:
ι. Arrangement for exciting alternating current commutator motors, characterized in that the winding which excites the main field is connected in series with an inductive resistor and with this in parallel to an inductive resistor and this group is connected to a voltage in phase with the working voltage via a second inductive resistor, the four resistors are dimensioned so that the product of the two inductive resistances is approximately equal to the product of the two inductive resistances.

Arrangement according to claim 1, there

characterized in that the circuit is only used temporarily when the Motor has to work as a generator or shunt motor at limited speed while in normal. operation the inductive and non-inductive additional resistors are switched off or short-circuited.

1 sheet of drawings.

Berlin, printed in the