DE250370C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 250370 KLASSE 2\d. GRUPPE 29/

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. November 1910 ab.

Mehrphasige Kollektorgeneratoren müssen auf ihrem Stator. eine Arbeits- oder Kompensationswicklung besitzen, die das Feld der Rotorarbeitströme vernichtet. Man kann dann, beispielsweise durch eine besondere Erregerwicklung, ein Feld in der Maschine entstehen lassen, das von der Spannung des Generators selbst erzeugt wird. Ein derartiger selbsterregter Nebenschlußgenerator

ίο zeigt eine Reihe von Eigenschaften, die von den gewöhnlichen Gleichstrommaschinen her bereits bekannt sind. Sein Betrieb wird vor allem instabil, sobald die Erregungsverhältnisse so liegen, daß die Maschine in der Nähe des geradlinigen Teiles der magnetischen Charakteristik arbeitet. Auch wenn man über dem Knie der Charakteristik arbeitet, zeigt die Maschine einen erheblichen Spannungsabfall, der einerseits durch den Widerstand, andererseits durch die Streuung der Wicklungen bedingt ist. Diese Störungen aufzuheben, ist der Zweck der vorliegenden Erfindung.

Fig. ι zeigt einen dreiphasigen Kollektorgenerator, in dem / die Rotorwicklung, si die Statorkompensationswicklung und β die Erregerwicklung ist. Die Kompensationswicklung ist in Reihe mit der Rotorwicklung geschaltet, wie es häufig ausgeführt wird; damit man das Belastungsfeld des Ankers mit Sicherheit genau kompensieren kann. Es ist dazu erforderlich, daß die Amperewindungen des Ankers und der Kompensationswicklung zahlenmäßig genau einander gleich sind, und daß ferner die Lage ihrer beiden magnetischen Achsen sich genau deckt. Zweckmäßig führt man die Kompensationswicklung so aus, daß nicht nur die Gesamtkraftflüsse der Rotor-.und Statorwicklung einander gleich sind, daß also die Grundfelder sich aufheben, sondern derart, daß an jeder Stelle des Ankerumfanges lokale Kompensation der magnetischen Feldstärke vorhanden ist, so daß auch keine Oberfelder entstehen. Die Übersetzung der so gebauten Maschine, die zwischen Rotor- und Statorarbeitswicklung herrscht, ist dann nach Größe und Phase gleich »1«, wobei unter ihrer Größe der Zahlenwert des Ver* hältnisses von Rotor- und Statoramperewindungen, unter ihrer Phase die Neigung der beiden Windungssysteme zu verstehen ist. Die Übersetzung ist also durch einen Vektor dargestellt. Eine direkte Rückwirkung der Arbeitströme auf das Hauptfeld der Maschine findet bei dieser vollständigen Kompensation nicht statt, einerlei, ob die Arbeitströme Wattkomponenten oder wattlose Komponenten besitzen. Indirekt wirken sie jedoch dadurch, daß sie zu einer Spannungsänderung an der Erregung Anlaß geben, die ihrerseits eine Feldänderung veranlaßt, so daß sich die Wirkung des Belastungsabfalles potenziert. Außer dem Ohmschen Spannungsabfall, der auch bei Gleichstrommaschinen vorhanden ist, gewinnt

hier besonders der induktive Abfall Bedeutung, der bereits bei induktionsfreier Belastung die Klemmenspannung in ihrer Phase verdreht und bei Abgabe von wattlosen Strömen wegen der beträchtlichen Streuung aller Wicklungen eine sehr erhebliche Größenänderung der Klemmenspannung bewirkt.

Diese schädliche indirekte Beeinflussung des Hauptfeldes soll gemäß der Erfindung durch

ίο eine direkte Rückwirkung der Arbeitströme auf das Feld aufgehoben werden. Es wird zu diesem Zwecke die bisher als grundlegend aufgestellte Forderung der vollständigen Kompensation der Arbeitströme aufgegeben, die Übersetzung der Arbeitswicklungen soll vielmehr der Größe und Phase nach ein wenig vom Werte »1« abweichen. Fig. 2 zeigt das dann herrschende Raumdiagramm der Amperewindungen. Die resultierenden Amperewindungen AWk sind nicht mehr gleich Null, sondern erzeugen ein Feld Φ/_£, das räumlich senkrecht zu ihnen liegt. Die eine Kompo-, nente Φ^ dieses Belastungsfeldes, die von der Phasenabweichung der Übersetzung von »1« herrührt, erzeugt Arbeitspannungen, die andere Φ,, die von der Größenabweichung der Übersetzung von »1« herrührt, erzeugt induktive Spannungen in den Arbeitswicklungen. Durch passende Einstellung und, soweit erforderlich, Regelung der Übersetzung kann man stets . diese Belastungsfelder, die an sich nur klein sind, auf solche Werte bringen, daß entweder genaue Kompoundierung oder auch Über-, Unter- oder Gegenkompoundierung vorhanden ist. Die Abweichung der Übersetzung von »1« in Größe und Phase richtet sich nach dem Werte der Widerstände und Streuungen der Wicklungen.

Die Wirkung der beschriebenen Art der Kompoundierung des Generators läßt sich nicht auf den Motor übertragen. Dort ist das Hauptfeld bereits dadurch eindeutig bestimmt, daß die Erregerwicklung an einer von außen gegebenen Spannung liegt. Das Entstehen eines Belastungsfeldes, das vom Arbeitstrome herrührt, würde einfach durch entsprechend veränderte Stromaufnahme der Erregerwicklung verhindert, so daß durch eine von »1« abweichende Übersetzung eine Kompoundierung nicht zu erzielen ist. Beim Generator liegen die Verhältnisse aber deshalb anders, weil die Erregerspannung nicht von außen gegeben ist, sondern selbst erst durch das Gleichgewicht und die Sättigung der Felder bestimmt ist. Jede Änderung der feldbildenden Stromanteile hat daher Einfluß auf das Gleichgewicht der Felder, ihre Stabilität und die Höhe der Selbsterregungsspannung.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Einrichtung zum Kompoundieren des Feldes von selbsterregenden mehrphasigen Nebenschluß-Kollektorgeneratoren mit in Serie geschalteten Stator- und Rotorarbeitswicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Vektor der Übersetzung von. Stator- und Rotorarbeitswicklung nach Größe und Phase vom Werte »1« abweicht, um die indirekte Beeinflussung des Hauptfeldes durch die Arbeitströme aufzuheben.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,