DE255063C

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Publication number: DE255063C
Application number: DENDAT255063D
Authority: DE

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, welche ermöglicht, einen vorhandenen ein- oder mehrphasigen Wechselstrom mit sehr geringem Kraftverluste in einen anderen einqder mehrphasigen Wechselstrom umzuwandeln, der in bezug auf den primären Strom um einen beliebig wählbaren Winkel phasenverschoben ist. Es sind bereits mehrere Verfahren bekannt, um regelbare Phasenverschiebungen in irgendeinem Teile einer Wechselstromleitung hervorzurufen. Ein häufig verwendetes Verfahren besteht darin, in den betreffenden Teil des Stromkreises einen Widerstand im Nebenschluß einzuschalten; dieses weist jedoch den Nachteil auf, daß in dem Widerstand Energieverluste hervorgerufen werden, welche für große Phasenverschiebungen so bedeutende Werte erreichen, daß das Verfahren unbrauchbar wird.

Dem Wesen nach besteht der den Gegenstand der Erfindung bildende Phasenwandler aus einem Asynchronmotor mit kurzgeschlossener oder mit Schleifringen versehener Läuferwicklung und mit zwei Ständerwicklungen, welche gegeneinander um einen beliebigen Winkel gedreht werden können.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen.

Die allgemeinste Form des Phasenwandlers ist in Fig. 1 schematisch dargestellt.

Der Läufer A ist als Kurzschlußläufer dargestellt. Die zwei Ständerwicklungen sind voneinander getrennt auf zwei nebeneinander stehenden magnetischen Kreisen B und C angebracht. Die gegenseitige Verdrehung der beiden Ständerwicklungen kann durch Verstellung der einen oder der anderen oder gleichzeitig beider Wicklungen' um den Läufer erzielt werden.

Die eine der Ständerwicklungen, B beispielsweise, sei durch den gegebenen Wechselstrom gespeist. Der Phasenwandler wirkt wie ein Motortransformator, indem das Läuferdrehfeld im Ständer C eine elektromotorische Kraft induziert, deren Phase je nach der gegenseitigen Verschiebung der beiden Ständerwicklungen veränderlich ist. Es ist ersichtlich, daß als Verluste bei dieser Transformation nur die inneren und die Reibungsverluste der Maschine in Betracht kommen.

Die Werte der Phasenzahl und der Spannung des von C gelieferten sekundären Stromes sowie seiner Phasenverschiebung sind von den gleichartigen Größen des primären, B zugeführten Stromes unabhängig, und man kann diesen Werten durch eine entsprechende Ausgestaltung der Wicklung C sowie eine passende gegenseitige Verschiebung der beiden Ständer beliebige, von vornherein bestimmte Werte geben. Man kann selbst eine Frequenzumwandlung erzielen, wenn man die beiden Ständerwicklungen mit verschiedenen Polzahlen und derartig ausführt, daß die Polzahl von B kein Vielfaches der von C ist; doch ist dieser Vorgang mit schlechtem Wirkungsgrad verbunden.

Der Phasenwandler kann durch alle für gewöhnliche Asynchronmotoren verwendbaren Mittel in Betrieb gesetzt werden, insbesondere könnte die Wicklung C als Hilfserregung dienen, was namentlich bei Verwendung von Einphasenstrom als Speisestrom zweckmäßig erscheint. Die Verdrehung der beiden Ständer kann mechanisch durch irgendwelche bekannten Vorrichtungen bewerkstelligt werden. Statt die

ίο beiden Wicklungen nebeneinander zu setzen, wie in Fig. i, kann man sie auch konzentrisch um den Läufer anordnen.

Ein solcher Phasenwandler kann in allen Fällen zur Verwendung gelangen, wo man einen Wechselstrom erzeugen will, der zu einem anderen um einen beliebig regelbaren Betrag phasenverschoben ist, so beispielsweise in den Mehrphasen-Kollektormotoren zur Phasenregelung der Spannung, die dem Läufer behufs Geschwindigkeitsregelung zugeführt wird.

Ein besonderes wichtiges Anwendungsgebiet ergibt sich bei den Einphasen-Reihenschlußkollektormotoren zur Speisung der Wendepole. Bekanntlich ist eine gute Kommutation bei diesen Maschinen durch ein kommutierendes Feld bedingt, dessen Vektor phasenverschoben ist zu dem Vektor des dem Motor zugeführten Stromes. Um dieses zu erzielen, verwendete man bisher verschiedene Verfahren, deren bestes darin besteht, einen Widerstand im Nebenschluß zu den Wendepolen anzubringen, wobei die Wendepole mit der Kompensationswicklung in Serie geschaltet sind. Energieverluste im Widerstand machen jedoch, wie schon erwähnt, dieses Verfahren oftmals unbrauchbar.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe in einfacher Weise und insbesondere mit sehr gutem Wirkungsgrad gelöst. Es genügt, dem Motor einen Phasenwandler beizufügen, dessen primäre Ständerwicklung entsprechend gespeist wird, während die sekundäre Ständerwicklung den Wendepolen Strom zuführt.

Die Fig. 2, 3 und 4 stellen Anwendungen des Phasenwandlers auf einen Einphasen-Reihenschlußmotor dar, der der Einfachheit haiber zweipolig gedacht und mit einer Kurzschluß - Kompensationswicklung versehen ist. Der Läufer des Motors ist in allen Figuren mit D bezeichnet, die Erregerwicklung mit E, die Kompensationswicklung mit F und die Hilfspolwicklung mit G.

In der Fig. 2 ist der primäre Ständer B von den Bürsten des Motors aus gespeist, während der sekundäre, C, der Hilfspolwicklung G Strom zuführt. In der Fig. 3 ist B im Reihen-Schluß mit der Kompensationswicklung F angeordnet.

In Fig. 4 ist angenommen,^daß die Wendepole zwei Wicklungen tragen; die eine, H, ist in Serie mit der Kompensationswicklung F geschaltet, und an ihren Klemmen wird der Strom für den primären Ständer B entnommen, die zweite Wicklung I wird durch den sekundären Ständer C des Phasen wan dlers gepeist.

In allen Fällen kann natürlich die Stromentnahme für den primären Ständer unmittelbar vom Netz erfolgen. Es können überdies noch andere Abarten zur Verwendung gelangen, besonders dann, wenn die Kompensationswicklung in Serie mit der Hauptstromzuführung des Motors geschaltet ist.

Claims

Pate nt-An Sprüche:

1. Vorrichtung zur Umwandlung eines gegebenen Wechselstromes in einen solchen mit beliebig regelbarer Phasenverschiebung, bestehend aus einem Asynchronmotor, der mit zwei gegeneinander verstellbaren Ständerwicklungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine dieser Ständerwicklungen vom gegebenen Strom gespeist wird, während die andere den phasenverschobenen Strom liefert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe zur Speisung der Hilfspolwicklungen von Einphasenwechselstrom - Reihenschlußmotoren verwandt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.