DE223145C

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Publication number: DE223145C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-JVl 223145-KLASSE 21 d. GRUPPE-JVl 223145-CLASS 21 d. GROUP

Regelung derselben.Regulation of the same.

Zusatz zum Patente 153730 vom 16. November 1901.Addendum to patent 153730 from November 16, 1901.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Juni 1909 ab. Längste Dauer: 15. November 1916.Patented in the German Empire on June 20, 1909. Longest duration: November 15, 1916.

In der Patentschrift 153730 ist ein Verfahren zur Regelung mehrphasiger Wechselstrommaschinen mit Gleichstromanker angegeben, gemäß welchem durch passende Einstellung der Differenz der dem Ständer und dem Läufer zugeführten Spannungen beliebige Geschwindigkeiten hervorgerufen werden können. Es ist dort frei gelassen, woher die dem Läufer zugeführte Spannung genommen wird und als einfachste Lösung angegeben, daß diese Spannung durch einen außen liegenden Transformator oder Autotransformator gewonnen wird. Vgl. Fig. 1, in welcher s den beispielsweise, dreiphasigen Ständer und r den beispielsweise sechsphasigen Läufer bezeichnet, der vom Transformator t gespeist wird; es ist hierbei nur ein Läuferstromkreis vollständig dargestellt, die beiden arideren können leicht ergänzt werden. Es ist jedoch auch möglich, wie Fig. 2 zeigt, den Ständer selbst als Spannungsteilenden Transformator auszubilden, wenn man erstens die Wicklung entsprechend bemißt und anordnet und zweitens, namentlich für über- und untersynchronen Betrieb, ihre einzelnen Phasen über den Verkettungspunkt hinaus verlängert.Patent specification 153730 specifies a method for regulating polyphase alternating current machines with direct current armatures, according to which any desired speeds can be produced by suitable adjustment of the difference between the voltages supplied to the stator and the rotor. It is left blank where the voltage supplied to the rotor is taken from and stated as the simplest solution that this voltage is obtained by an external transformer or autotransformer. 1, in which s denotes the three-phase stator, for example, and r denotes the six-phase rotor, for example, which is fed by the transformer t; only one rotor circuit is shown in its entirety, the other two can easily be added. However, as shown in FIG. 2, it is also possible to design the stator itself as a voltage-dividing transformer, firstly if the winding is dimensioned and arranged accordingly and, secondly, its individual phases are extended beyond the interlinking point, especially for over- and under-synchronous operation.

Daß dies möglich ist, ist nicht ohne weiteres einzusehen gewesen. Die Schaltung als Autotransformator bedingt, daß sich die Amperewindungen aufheben. Andererseits sind aber die Ständer-Amperewindungen gleichzeitig die Kompensation für die Läufer-Amperewindungen. Die Maschine nach vorliegender Erfindung ist nun gleichzeitig ein kompensiertes System und ein Autotransformator.It was not easy to see that this is possible. The circuit as an autotransformer requires that the ampere turns cancel each other out. On the other hand, however, the stator ampere-turns are at the same time the Compensation for the rotor ampere-turns. The machine of the present invention is now a compensated system and an autotransformer at the same time.

In den Fig. 1 und 2 ist die Stromverteilung eingetragen. Es ist z. B. der Fall angenommen, daß die Windungszahlen so gewählt seien, daß der Läufer stillstände, wenn ihm die gleiche Spannung wie dem Ständer aufgedrückt würde, und daß die Maschine mit einer Geschwindigkeit laufen soll, die 40 Prozent.der synchronen Geschwindigkeit beträgt. Es müssen dann dem Anker 60 Prozent der Stillstandsspannung bzw. der Ständerspannung aufgedrückt werden. Entspricht dem Drehmoment, das die Maschine auszuüben hat, der Strom /, so würde dann, roh gerechnet, vom Netz nur ein Strom 0,4 / zu liefern sein. Im Anker würde ein Strom / fließen und in 60 Prozent der Ständerwicldung der Strom 1,4 / fließen. Im ganzen also würden die Ständer-Amperewindungen ausmachen:In FIGS. 1 and 2, the current distribution is entered. It is Z. B. assumed the case that the number of turns were chosen so that the rotor would stand still when it was the same Tension as the stand would be pushed on, and that the machine at a speed should run, which is 40 percent of the synchronous speed. It must then Armature 60 percent of the standstill voltage or the stator voltage are pressed on. Is equivalent to the torque that the machine has to exert, the current /, then, roughly calculated, only a current of 0.4 / to be delivered. A current / would flow in the armature and in 60 percent of the stator winding the current 1.4 / flow. So all in all, the stator ampere-turns would be:

0,4 / · 0,4 N + 1,4 / · 0,6 N = J N. 0.4 / 0.4 N + 1.4 / 0.6 N = Y N.

Die Läufer-Amperewindungen wären genau gleich groß und entgegengesetzt, und dies würde sich auch in jedem anderen Falle ergeben.The rotor ampere-turns would be exactly equal and opposite, and this would also arise in every other case.

Diese Amperewindungen sollen gemäß der Erfindung so verteilt werden, daß im Ständer die gewünschte Feldform entsteht. Legte man z. B. die stark belasteten Ampere windungen alle in die mittleren Spulen der Ständerphasen und die schwach belasteten alle nach außen, so würde man eine andere Verteilung bekommen, als wenn man das umgekehrt täte. Man wirdThese ampere turns are to be distributed according to the invention so that in the stator the desired field shape is created. If you put z. B. the heavily loaded ampere turns all in the middle coils of the stator phases and the lightly loaded all outwards, like this you would get a different distribution than if you did it the other way around. You will

die Amperewindungen stets so verteilen, wie es mit Rücksicht auf die Eisenbelastung und Kommutierung am zweckmäßigsten erscheint. Die Verteilung der Ständer-Ampere win düngen wird am gleichmäßigsten, wenn in jeder Nut Windungen untergebracht sind, welche in den verschiedenen, der betreffenden Phase angehörenden Wicklungsabschnitten liegen. Die Querschnitte für die Windungen sollen so festgesetzt werden, daß keine Windung zu wenig oder zu stark belastet ist.Always distribute the ampere turns as it is with regard to the iron load and Commutation appears to be the most appropriate. The distribution of the stator ampere win fertilize is most even when turns are accommodated in each groove, which in the different winding sections belonging to the phase concerned lie. the Cross-sections for the turns should be set so that no turn is too few or is too heavily loaded.

Es sollen ferner gemäß der Erfindung die Windungen I, II, III (Fig. 4) über ihren Nullpunkt hinaus verlängert werden (Fig. 4). Wenn an den Läufer die Spannung 0 gelegt wird, dann wird die Maschine synchron laufen. Geht man dann mit den Anschlußpunkten für den Läufer über den Nullpunkt hinaus, an die Verlängerungen Γ, ΙΓ, III', so bekommt man übersynchronen Betrieb. Auch der Querschnitt der Verlängerungen ist passend zu wählen.Furthermore, according to the invention, the turns I, II, III (FIG. 4) should be above their zero point can also be extended (Fig. 4). If voltage 0 is applied to the rotor, then the machine will run synchronously. If you then go with the connection points for the runner beyond the zero point, at the extensions Γ, ΙΓ, III ', one gets oversynchronous Operation. The cross-section of the extensions must also be selected appropriately.

Fig. 3 zeigt den Fall einer sechsphasigen Schaltung für den Läufer, bei welcher die Verlängerungen I', II', III' der Ständerphasen im unter- und übersynchronen Betrieb verwendet werden können. Die sechsphäsige Schaltung ergibt die. beste Ausnutzung des Läufers. Wenn im Schema das Sechseck, welches die Anschlußpunkte für die Bürsten verbindet, immer kleiner wird, schließlich in einem Punkt zusammenschrumpft und dann, indem die beiden Endpunkte jedes Durchmessers ihre Stellung tauschen, wieder größer wird, so kann der ganze Tourenbereich unter- und oberhalb des Synchronismus bestrichen, werden. Man muß nur für entsprechend ausgeführte Verlängerungen der Wicklung sorgen, wobei man dann unter Umständen die Wicklung auch über die an das Netz angeschlossenen Punkte hinaus verlängern müßte.Fig. 3 shows the case of a six-phase circuit for the rotor, in which the extensions I ', II', III 'of the stator phases can be used in sub-synchronous and oversynchronous operation can. The six-phase circuit results in the. best utilization of the runner. If in Scheme the hexagon that connects the connection points for the brushes, getting smaller and smaller will, eventually, shrink into one point and then by removing the two endpoints of each diameter change their position, becomes larger again, so the whole Touring area below and above the synchronism are swept. You just have to ensure that the winding is extended accordingly, whereby one may then extend the winding beyond the points connected to the network would have to.

In den Fig. 3 und 4 ist auch noch angedeutet, daß man für die Bürstenanschlüsse nicht stets ein regelmäßiges Drei- oder Sechseck wählen muß, sondern daß man auch die dazwischen liegenden Drei- oder Sechsecke verwenden kann, d. h. daß man an den einzelnen Läuferphasen statt gleiche Spannungen auch etwas voneinander abweichende Spannungen zuführen, kann. Insbesondere kann man, statt jeweilig alle Spannungen gleichzeitig zu ändern, die einzelnen Bürstenspannungen abwechselnd, z. B. in zyklischer Reihenfolge ändern. Man kann z. B. der Reihe nach die Bürstenanschlüsse an I, II, III, Ι', ΙΓ, ΙΙΓ, I usw.. ändern und erhält dadurch einen sanfteren Übergang und eine größere Anzahl von Stufen, als der Zahl der' Ständeranzapfungen pro Phase entspricht. In FIGS. 3 and 4 it is also indicated that the brush connections are not always used You have to choose a regular triangle or hexagon, but also the ones in between can use lying triangles or hexagons, d. H. that one at the individual runner phases instead of applying the same voltages also slightly different voltages, can. In particular, instead of changing all voltages at the same time, the individual brush voltages alternately, e.g. B. change in cyclical order. Man can e.g. B. sequentially change the brush connections at I, II, III, Ι ', ΙΓ, ΙΙΓ, I etc. and thereby has a smoother transition and a greater number of steps than that Corresponds to the number of 'stator taps per phase.

Das beschriebene Verfahren kann auch noch mit bekannten anderen Verfahren, vereinigt werden. Man kann beispielsweise die Stufen an der Ständerwicldung verhältnismäßig grob machen und die feinere Abstufung dadurch erzielen, daß man zwischen zwei Stufen durch einen kleinen spannungsteilenden Transformator Zwischenstufen einstellt. Man kann auch die Zwischenstufen durch Verschiebung der Bürsten einstellen.The method described can also be combined with other known methods will. For example, the steps on the stator winding can be relatively coarse make and achieve the finer gradation by going through between two levels a small voltage-dividing transformer sets intermediate stages. You can also do that Set intermediate levels by moving the brushes.

Die Phasenkompensation kann entweder durch entsprechende Einschaltung von Spulen in die Ständerwicldung oder auch durch besondere Transformatoren erreicht werden, deren Spannungen den vom Ständer abgenommenen hinzugefügt werden derart, daß sich die Läuferspannungen aus zwei verschiedenphasigen Kornponenten zusammensetzen.The phase compensation can either be done by switching on coils can be achieved in the stator winding or by special transformers whose Tensions are added to those removed from the stator in such a way that the rotor tensions composed of two different phase components.

Claims

Patent Claims:

1. Multi-phase alternating current machine with direct current armature according to patent 153730, whose stator serves as an autotransformer to feed the rotor, marked by using one of the different windings according to the current distribution Cross-section existing and provided with appropriate taps Ständwicldung for setting the dem Runner impressed voltage, which is distributed so that the ampere turns distribution evenly and, when using the individual stand taps, identical to the distribution without stand taps remain.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the stator phases over the interlinking point or beyond the starting points are extended, these extensions of the power distribution have appropriate cross-sections and taps.

3. A method for controlling the machine according to claim ι and 2, characterized in that that the voltages impressed on the individual brushes alternate in zy mixers or other order can be changed.

4. A method for controlling the machine according to claim 1, 2 or claim 3, characterized in that only a few rough control levels with the help of the subdivided Stator winding and the subdivision of each interval into a series of fine steps with the help of brush

. Shift, small voltage dividers or potential regulators is caused.

1 sheet of drawings.