DE228495C

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Publication number: DE228495C
Application number: DENDAT228495D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV* 228495 KLASSE 21 d. GRUPPE

Zusatz zum Patente 189093 vom 7. März 1906.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. März 1909 ab. Längste Dauer: 6. März 1921.

In der Patentschrift 189093 ist eine Schaltung für Einphasen-Kollektormaschinen mit Fremderregung beschrieben, die eine besondere Stromquelle für die Fremderregung überflüssig macht, wenn gleichzeitig wenigstens zwei Maschinen in Hintereinanderschaltung arbeiten. Dann erhält man die richtige Erregerphase für die Maschinen, wenn man die Erregerwicklungen jeder Maschine an die Klemmen des Ankers einer anderen Maschine der Gruppe legt. Diese Schaltung läßt sich nun besonders vorteilhaft ausbilden, wenn es sich um das Zurückarbeiten der Maschinen auf ein Einphasennetz bzw. um Erzielung einer puffernden Wirkung handelt.

Beim Zurückarbeiten auf ein Einphasennetz treten besonders drei verschiedene Schwierigkeiten auf. Erstens müssen Spannungen verschiedener Phase zum Anlegen an die Ankerklemmen und an die Erregerwicklung vorhanden sein, um Ankerstrom und Feld in möglichst vorteilhafte Phase gegeneinander zu bringen. Zweitens treten oft durch Selbsterregung starke Wechselströme niedrigerer Frequenz auf.

Endlich ist gewöhnlich der Leistungsfaktor des zurückfließenden Stromes unerwünscht klein. Die beiden erstgenannten Schwierigkeiten kommen bei der Schaltung nach der Patentschrift 189093 von selbst in Fortfall. Bei den nachfolgend beschriebenen neuen Formen dieser Schaltung wird aber auch der Leistungsfaktor bis zu jedem gewünschten Grade verbessert. In Fig. ι ist eine Form der neuen Schaltungen dargestellt. Darin bedeuten I und II zwei fremderregte Kollektormaschinen, deren Anker hintereinander an das Netz η gelegt sind. Im Sinne der Patentschrift 189093 wird die Erregerwicklung S₁ der Maschine I von der Änkerspannung der Maschine II gespeist oder, wie angedeutet, von einem Teile dieser Spannung ganz entsprechend die Erregerwicklung e₂ der Maschine II von der Ankerspannung der Maschine I. Mit C₁ und C₂ sind Statorwicklungen der Maschinen I und II bezeichnet, die in der Lage den üblichen Kompensationswicklungen entsprechen und diese auch ersetzen, außerdem aber die in dem Patent 227856 »Einrichtung zur Verbesserung des Betriebes von Einphasen-Kollektormaschinen mit Nebenschlußoder Fremderregung« vom 11. Januar 1909 beschriebene Bestimmung haben, nämlich die zum Aufheben der induktiven Spannungskomponente des Ankers erforderliche E. M. K. ganz oder teilweise durch Transformation im Anker zu erzeugen. Zu dem Ende sind die beiden Wicklungen in Parallelschaltung an den hier einspuligen, regelbaren Transformator t gelegt, der seinerseits, zwischen den Sekundärspulen zweier Schenkel t_x und t₂ eines Zweiphasentransformators liegt. Die entsprechenden primären Spulen dieses Transformators sind an die Anker klemmen der Maschinen I und II angeschlossen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung ergibt sich genauer aus dem Diagramme Fig. 2. Darin bedeuten ^₁ und a₂ die Ankerströme der beiden Maschinen I und II, während P₁ und p₂ die Klemmenspannungen der

beiden Anker bedeuten, die (vgl. Patentschrift 189093) zueinander senkrecht stehen, p die Resultierende aus beiden, nämlich die einphasige Netzspannung. Der Erregerstrom i, für die Maschine I steht senkrecht zu p₂, der Erregerstrom i₂ für die Maschine II senkrecht zu p_v Ferner ist i_c der durch die Wicklungen c, und c₂ fließende Strom, der in Phase mit p ist und durch eine Spannung p₃ senkrecht zu p erzeugt wird.

Die Spannung p₃ ist die Resultierende aus P₁ und p₂. Endlich bedeutet i_n den an das Netz zurückgegebenen Strom, wobei der Winkel φ den Leistungsfaktor bei der Stromrückgabe mißt. Da in der dargestellten Ausführungsform der Schaltung die Wicklungen C₁ und C₂ an derselben Spannung liegen, bekommen die Ankerströme O₁ und a₂ gleiche Phase. Im allgemeinen können aber C₁ und C₂ an gesonderte Spannungen gelegt werden.

Aus dem Vorstehenden erhellt, daß man mit der beschriebenen Schaltung Kollektormotoren allein (ohne Nebenapparate, wie Synchronmaschinen usw.) auf ein einphasiges Netz zurückarbeiten lassen kann, wobei Störungen durch übergelagerte Impulse vermieden werden, der Leistungsfaktor befriedigend wird, der Strom nach Befinden voreilen oder nacheilen kann, und die an das Netz zurückgegebene Leistung sowohl der Phase wie der Größe nach lediglich durch Verschieben von Kontakten an stationären Transformatoren geregelt werden kann.

In der Schaltung nach Fig. 1 wird die zum Speisen der beiden Wicklungen c-, und c, erforderliche, zu p senkrechte Spannung p_s durch Vermittlung zweier (in Fig. 1 getrennt dargestellten) Wicklungen I_x und t₂ desselben Transformators erzeugt, wie Fig. 3 nochmals darstellt. Die zum Speisen der Wicklungen C₁ und C₂ erforderliche Spannung läßt sich aber auch, wie Fig. 4 zeigt, durch einen Transformator t₃ gewinnen, der unter Benutzung des meist vorhandenen Netztransformators t_t, einerseits zwischen einem Punkte m an t₄ liegt, andererseits zwischen den beiden Ankern der Maschinen I und II, während die beiden Wicklungen C₁ und C₂ einerseits an einen Punkt des Transformators i₃, andererseits ebenfalls zwischen die beiden Anker gelegt sind. Man erhält so, wie in dem Diagramme Fig. 3 punktiert angedeutet, an Stelle der Spannung p_z eine Spannung von ν q. Durch Verschieben des Punktes m (Fig. 4) kann man den Punkt q in dem Diagramme Fig. 3 beispielsweise nach O_n verlegen, d. h. die Phase der Spannung beliebig ändern und dadurch dem in das Netz geförderten Strome Voreilung oder Nacheilung gegen p erteilen, während man durch Verschieben des Punktes Ot₁ an t_z seine Größe regeln kann. Die Schaltung nach Fig. 4 ist dann besonders zweckmäßig, wenn zum Speisen der Motoren schon ein Transformator i_t vorhanden ist, beispielsweise bei elektrischen Lokomotiven, denen durch den Fahrdraht Hochspannung zugeführt wird.

Statt C₁ und C₂ gemeinsam von ν q oder ν q_x zu speisen, kann man auch C₁ von ν q und c₂ von ν qj gesondert speisen.

Die vorstehenden Darlegungen lassen sich auch, entsprechend der Patentschrift 189093, auf Anlagen mit mehr als zwei Maschinen und auf Mehrphasennetze anwenden. So können beispielsweise die Schaltungen Fig. ι und 4 ebensogut zum Zurückspeisen in ein Zweiphasennetz benutzt werden. Wesentlich ist immer nur, daß sich die zusammen arbeitenden Maschinen gegenseitig unabhängig vom Netze erregen, und die so erhaltenen ungleichphasigen Spannungen geeignet zusammengesetzt werden, so daß die ganze Gruppe der Maschinenspannungen gleich ist der ganzen Gruppe der Netzspannungen und gleichzeitig die Statorwicklungen mit Teilspannungen aus der ganzen Gruppe der Maschinenspannungen gespeist werden, um die Ankerstreuspannungen im richtigen Sinne aufzuheben.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Schaltung einer Gruppe von Einphasen-Kommutatormaschinen mit Fremderregung und in Reihe geschalteten Ankern nach Patent 189093, bei der die Erregung jeder Maschine von den Klemmen des Ankers einer oder mehrerer anderer Maschinen der Gruppe entnommen wird, gekennzeichnet durch Statorwicklungen der Maschinen, die in der Lage mit den üblichen Kompensationswicklungen übereinstimmen und regelbar an je eine ebenfalls dem Systeme entnommene Spannung solcher Phase angeschlossen sind, daß die zum Aufheben der induktiven Spannungskomponerite der Anker erforderliche E. M. K. durch Transformation in den Ankern erzeugt wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung für die Statorwicklungen aus den Ankerspannungen unter Transformation, nach Befinden in Phase und Größe regelbar, zusammengesetzt wird.

3. Schältung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen für die Statorwicklungen durch Anschluß an .spannungteilende Transformatoren und an Punkte der Schaltung gewonnen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.