DE246065C - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K27/00—AC commutator motors or generators having mechanical commutator
- H02K27/12—AC commutator motors or generators having mechanical commutator having multi-phase operation
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- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
.- M 246065 KLASSE 21 d. GRUPPE
an den Läufer geregelt wird.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 28, Mai 1910 ab.
In der Patentschrift 221761 ist eine Schaltung
für die Kompensation von Mehrphasenkommutatormaschinen angegeben, deren Geschwindigkeit
durch Anlegen dem Ständer entnommener, regelbarer Spannung an den Läufer geregelt wird. Die Schaltung besteht
darin, daß die Ständerphasen nicht in einem einzigen Sternpunkt verkettet sind, sondern
daß dieser zu einem Vieleck erweitert ist.
Die Seitenzahl dieses Vielecks ist gleich der Phasenzahl. Diese Schaltung eignet sich für
solche Anker, deren Bürstenschältung der Phasenzahl des Ständers entspricht. Es ist
nun häufig erwünscht, die Zahl der Bürstenstifte zwecks besserer Ausnutzung des Ankers
zu verdoppeln. Die Erfindung betrifft Schaltungen, welche dies ermöglichen. Die Zeichnung
zeigt mehrere Ausführungsbeispiele für Dreiphasenstrom.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform zeigt einen dreiphasigen Ständer, dessen Wicklung
bei Sa1Sb und Sc an die drei Zuleitungen
angeschlossen ist. Der Läufer ist sechsphasig benutzt (Diametralschaltung), die Bürstenpaare sind mit α a\ b V und c c' bezeichnet.
Die Ständerphasen sind in einem Vieleck verkettet, und zwar beträgt dessen Seitenzahl
doppelt so viel als die Phasenzahl, es ist also im vorliegenden Fall ein Sechseck gebildet.
Gemäß der obenerwähnten Patentschrift würde man die Ständerphasen Sa-^a, Sb-^b
und Sc-4 c in einem Dreieck verketten, indem man den Punkt 3 α mit 4 δ, 3 δ mit 4 c und
3 c mit 4« verbinden würde. . Gemäß der Erfindung werden diese Punkte nicht unmittelbar
verbunden, sondern es werden diese Punke über weitere Wicklungsteile verbunden, welche über die Verbindungspunkte hinaus
verlängert sind. Es sind dies die Wicklungen ic'-4c', iä'-4«' und XV-A1V, welche mit den
Ständerphasen gleichachsig angeordnet sind. Sowohl die Ständerhauptphasen als diese Hilfsphasen
besitzen Anzapfungen, welche zu einer Schaltvorrichtung geführt sind. Die Bürsten
sind andererseits ebenfalls zu dieser Schaltvorrichtung geführt und werden der Reihe
nach mit den Anzapfungen verbunden, was in der Zeichnung durch die mit den Bürsten
gleich bezeichneten Wanderkontakte a a', b V und c c' angedeutet ist. Durch die Schaltvorrichtung
werden die Bürsten α α' der Reihe nach mit den Anzapfungen τα, 2a, 3«, 4α bzw.
mit den diametral dazu liegenden Anzapfungen ία', 2a', 3a\·\a' verbunden. Die anderen
Bürstenpaare werden in analoger Weise geschaltet. In der Fig. 2 ist eine Ständerhaupt-
und -hilfsphase in vereinfachter Weise durch gerade Strecken dargestellt unter Hinzufügung
des zur Verkettung dienenden Vielecks. Diese Figur gibt gleichzeitig das Spannungsdiagramm
für eine Phase an. Die Spannung an der Hauptphase ist durch den Vektor Sa-\a gegeben
und die Spannung zwischen den Bürsten a, a' der Reihe nach durch die Vektoren ia-ia',
za--za', 3 «-3 a', 4 «-4 a1. Wie ersichtlich ist,
wird durch diese Schaltung die Läuferspannung auf den einzelnen Schaltstufen nicht nur
der Größe nach, sondern auch der Phase nach
geändert. Die Läuferspannung besitzt außer einer mit der Ständerspannung phasengleichen
Komponente auch eine dazu senkrechte Komponente Ek, d. i. die Kompensationsspannung.
Die Größe dieser Kompensationsspannung läßt sich durch Wahl der Sechseckseiten passend
einstellen. Die aufeinanderfolgenden Wicklungsteile können gleich oder verschieden groß
sein, ihre Querschnitte richten sich nach den
ίο in ihnen auftretenden Strömen. Es ist zweckmäßig,
in denselben Ständernuten Windungen unterzubringen, welche verschiedenen Wicklungsabschnitten
angehören, damit die Stromverteilung über den Ständerumfang auf den einzelnen Schaltstufen möglichst wenig geändert
wird.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel werden etwa die Anzapfungen 1 α-τ a', 2 a-2a',
3 «-3«' im Untersynchronismus zu benutzen
sein, die Anzapfungen 4*2-4«' im Übersynchronismus. Will man mit der Geschwindigkeit
höher hinauf gehen, so wird man die hinzugekommenen Sechseckseiten auch nach
der anderen Seite verlängern, wie Fig. 3 schematisch veranschaulicht. Diese Figur gibt
zugleich auch das Spannungsdiagramm. . Zur größeren Deutlichkeit ist noch in der Fig. 4
das Spannungsdiagramm für eine Phase herausgezeichnet. Die Stufen 5 a-$ a' und 6 a-6 a'
werden bei höheren Geschwindigkeiten benutzt.
Der gleiche Zweck wie durch die doppelseitige Verlängerung der Sechseckseiten gemäß
Fig. 3 läßt sich auch bei nur einseitiger Verlängerung der Sechseckseiten dadurch erzielen,
daß man die Verkettungspunkte des Sechsecks längs der Haupt- und Hilfsphasen verschiebt.
Während etwa im Untersynchronismus die Anzapfungen 3 a und 4 a der einen Hauptphase
und die Anzapfungen 3 a' und 4 a' der • einen Hilfsphase und die analogen Punkte der
anderen Phasen für die Verkettung benutzt werden, werden im Übersynchronismus gemäß
Fig. 5 die Anzapfungen τα, 2 a, τα', ία' und
die analogen für die Verkettung benutzt. Selbstverständlich können zeitweise auch die
anderen Anzapfungen hierzu benutzt werden. Diese Verschiebung des Verkettungsvieleckes
ermöglicht nicht nur eine bessere Ausnutzung des Ständerkupfers und eine Vereinfachung
der Ständerwicklung, sondern gestattet auch, beim Übergang von Unter- auf Übersynchronismus
bzw. allgemein von einem Teil der Spannungsstufen auf einen anderen Teil das
Motorfeld und die Größe der Kompensationsspannung günstig zu beeinflussen. Zu diesem
Zwecke ist nur erforderlich, die einzelnen Wicklungsabschnitte, die bei Fig. 2 und 5 ungefähr
gleich groß angenommen sind, verschieden groß zu wählen.
Bei der Schaltung nach Fig. 3 haben einzelne Punkte der Ständerwicklung gleiches
Potential, z. B. die Anzapfungen 2 α und 5 b, 2 b' und 5 c', 2«' und 5 b' usw. Diese Punkte
können dann miteinander verbunden werden. Es wird dadurch eine gleichmäßigere Stromverteilung
in der Ständerwicklung erzielt und die Zahl der Verbindungsleitungen, die zwischen'
dem Ständer und der Schaltvorrichtung erforderlich sind, verringert. Andererseits ist
infolge dieses Vorhandenseins von Punkten gleichen Potentials auch die Möglichkeit gegeben,
einzelne Wicklungsabschnitte fortzulassen und hierdurch an Kupfer zu sparen. So sind bei Fig. 3 beispielsweise die Wicklungsabschnitte
4 «-5 α und 4 a'-5 a' fortgelassen. Die folgenden Wicklungsabschnitte 5 a-6 α bzw.
5 «'-6 a' sind an die Anzapfungen 2 c bzw. 2 c' angeschlossen.
Es ist nun ohne weiteres klar, daß man an die Hauptphasenwicklung und das Verkettungsvieleck
in beliebiger Weise andere Wicklungsteile anschließen kann, welche mit den Hauptphasen gleichachsig oder in anderen
Achsen angeordnet sind. Je nach der Wahl dieser Wicklungsteile, nach ihrer Lage, Windungszahl
und -fläche, kann man dem Ständer Spannungen von beliebiger Größe und Phase entnehmen und dem Läufer zuführen. Das
eben angegebene Mittel läßt sich ferner auch unabhängig von der vorher angegebenen Vielecksverkettung
auch bei derjenigen nach der Patentschrift 221761 oder bei der gewöhnlichen
Sternschaltung anwenden.
Die Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel hierfür. Die Hauptwicklung des Ständers ist
im Punkt O verkettet, die einzelnen Ständerphasen sind über den Sternpunkt hinaus verlängert
(O-ia1, O-xb', O-xti). Außerdem sind
noch Hilfswicklungsteile d d', e e', f f vorhanden, welche mit den Bürstenpaaren a a',
b b', c c' verbunden sind. Das andere Ende der Hilfswicklung d wird durch die Schaltvorrichtung
etwa im Untersynchronismus mit den Anzapfungen 1« und 2« der Ständerhauptwicklung
verbunden, im Synchronismus mit dem Sternpunkt O, im Übersynchronismus mit
den Anzapfungen 2«' und τα'. Das zweite
Ende der Hilfswicklung d' wandert gleichzeitig im umgekehrten Sinne. Die anderen n»
Hilfswicklungen werden in analoger Weise geschaltet. Die Hilfswicklungen werden am
zweckmäßigsten so angeordnet, daß ihre magnetischen Achsen senkrecht zu den Achsen
der zugehörigen Ständerphasen liegen. Jeder Hilfswicklungsteil liefert dann die halbe Körnig
pensationsspannung —-. Die Läuferspannung
2
ändert sich auf den einzelnen Schaltstufen, ähnlich wie bei Fig. 2 und 4. Es ist jedoch
nicht erforderlich, daß die Hilfswicklungsteile senkrecht zu den Hauptphasen stehen, sie
können auch unter beliebigem Winkel geneigt sein, sofern sie nur eine für die Kompensation
ausreichende Spannungskomponente senkrecht zur Spannung der Hauptphasen besitzen.
Insbesondere kann jeder Hilfswicklungsteil auch aus einem oder mehreren Wicklungsabschnitten bestehen, die gleichachsig zu den
Hauptphasen angeordnet sind, sofern nur wenigstens einer der Wicklungsabschnitte eine
ίο andere Achse besitzen als die Ständerphase,
von welcher dieser Hilfswicklungsteil abzweigt.
Die Hilfswicklung kann auch in den Sternpunkt des Ständers verlegt werden, wofür
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel zeigt. Die Hilfswicklung besteht hier aus den drei Phasen d,
e und f, welche im Sternpunkt O verkettet sind und senkrecht zu den an sie angeschlossenen
Phasen der Hauptwicklung stehen. Von letzteren zweigen eine Reihe weiterer Hilfswicklungsteile
ab, welche gleichachsig zu den Hauptphasen angeordnet sind. Die Figur gibt
unmittelbar auch das Spannungsdiagramm. Es werden beispielsweise für die Bürsten a a'
der Reihe nach die Anzapfungen ia-6a bzw.
ι a'-t a' benutzt, wobei sich die gleichen Änderungen
der Läuferspannung ergeben, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4.
Bei sämtlichen dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Ständer als Halbtransformator ausgebildet, er kann jedoch auch als Volltransformator benutzt werden. Außer den dargestellten Schaltstufen können noch andere gewonnen werden, so könnten beispielsweise bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 7 die Bürsten α α', b b', c c' in der angegebenen Reihenfolge zunächst mit den Anzapfungen 6 b, 6 V, 6 c, 6 c', 6 a, 6a' verbunden werden, wobei die Kompensationsspannung doppelt so groß ausfällt als bei dem Diagramm der Fig. 4.
Bei sämtlichen dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Ständer als Halbtransformator ausgebildet, er kann jedoch auch als Volltransformator benutzt werden. Außer den dargestellten Schaltstufen können noch andere gewonnen werden, so könnten beispielsweise bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 7 die Bürsten α α', b b', c c' in der angegebenen Reihenfolge zunächst mit den Anzapfungen 6 b, 6 V, 6 c, 6 c', 6 a, 6a' verbunden werden, wobei die Kompensationsspannung doppelt so groß ausfällt als bei dem Diagramm der Fig. 4.
Es sei bemerkt, daß bereits eine Schaltung für die Kompensation von Mehrphasenkommutatormaschinen
bekannt ist, bei welcher an jede Zuleitung zwei verschiedenachsige Wicklungsteile
in Reihenschaltung angeschlossen und dann in einem Sternpunkt verkettet sind.
Hierbei war vorausgesetzt, daß die Läuferspannung dem Netz unmittelbar bzw. über
einen Transformator entnommen wird. Hierbei hat die Läuferspannung auf allen Schaltstufen
die gleiche Phasenverschiebung gegenüber der Ständerspannung. Bei der den Gegenstand
der Erfindung bildenden Schaltung wird dagegen die Ständerwicklung selbst als Transformator
benutzt, und es kann hierdurch der Phasenwinkel zwischen Ständer- und Läuferspannung
auf den einzelnen Schaltstufen in gewünschter Weise geändert werden.
Claims (5)
1. Schaltung für die Kompensation von Mehrphasenkommutatormaschinen, deren
Geschwindigkeit durch Anlegen dem Ständer entnommener, regelbarer Spannung an den Läufer geregelt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahl der Bürstenstifte der doppelten Phasenzahl entspricht, und daß die Bürstenstifte an solche Punkte der
Ständerwicklung angeschlossen werden, daß an den Läufer außer den Arbeitsspannungen
gegen diese in der Phase verschobene Kompensationsspannungen gelegt werden.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sternpunkt der
Ständerwicklung zwecks Verdoppelung der ' Zahl der Bürstenstifte zu einem Vieleck
erweitert ist, dessen Seitenzahl doppelt so groß ist wie die Zahl der Ständerphasen,
wobei die zu den Ständerphasen hinzutretenden Vieleckseiten ein- oder zweiseitig
verlängert sind.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den
Ständerphasen bzw. von ihren Verlangerungen über den Sternpunkt hinaus Hilfswicklungsteile
zur Abnahme der Läuferspannung abzweigen, deren Wicklungsachsen senkrecht zu denjenigen der zugehörigen
Ständerphasen stehen, oder wenigstens gegen sie mehr oder weniger geneigt sind.
4. Schaltung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verkettungspunkte des den Sternpunkt ersetzenden Vielecks bzw. die Abzweigpunkte
der Hüfswicklungsteile längs der Ständerphasen verschiebbar sind.
5. Eine Abänderung der Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hilfswicklung im Sternpunkt angeordnet ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE246065C true DE246065C (de) |
Family
ID=504977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT246065D Active DE246065C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE246065C (de) |
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0
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