DE257452C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— JVl 257452 KLASSE 21 d. GRUPPE

und Nebenschlußerregung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. April 1910 ab.

Es ist bekannt, Mehrphasen-Kollektornebenschlußmaschinen dadurch in ihrer Tourenzahl zu regeln, daß man die parallel mit der Ständerwicklung am Netz liegenden Arbeitsbürsten verstellt (Patent 61951, Fig. 1). Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Bürstenverschiebung nur einen geringen Einfluß auf die Tourenzahl, _t einen um so größeren Einfluß jedoch auf die Phasenverschiebung zwischen Motorstrom und zugeführter Spannung ausübt. Mit der Tourenregelung ist hier also eine erhebliche Zunahme des Motorstromes und demgemäß des induktiven Spannungsabfalles und der Stromwärmeverluste verbunden, so daß man wohl sagen kann, die Regelung der Tourenzahl geschieht in diesem Falle mehr durch die Erzeugung großer Verluste als durch Änderung der für die Tourenzahl maßgebenden Größen. Die Schaltung jenes Motors gestattet praktisch keine ökonomische Regelung der Tourenzahl durch Bürstenverstellung und hat gegenüber der Tourenregelung asynchroner Motoren durch Vergrößerung des Widerstandes im Läuferstromkreis noch überdies den Nachteil, daß die die Tourenänderung bedingenden bzw. begleitenden Verluste im Motor selbst stattfinden/ den Motor also erheblich erwärmen.

Eine ökonomische Regelung, d. h. also eine Regelung im eigentlichen Sinne des Wortes, erhält man gemäß vorliegender Erfindung bei einer Mehrphasen - Kollektornebenschlußmaschine mit Bürstenverschiebung in folgender 40

Weise. Der mit einem normalen Mehrphasenständer und einem mit Gleichstromanker und Kollektor versehene Motor erhält mindestens zwei voneinander unabhängige Bürstensätze, von denen der eine mit der Ständerwicklung im wesentlichen gleichachsig angeordnet sein und im wesentlichen nur Arbeitsströme führen soll, während der zweite gegen den ersten relativ verstellbar ist und zur Regelung der Feldstärke benutzt wird. Durch die feste Lage des erstgenannten Bürstensatzes, welcher sich mit der Arbeitswicklung des Ständers in Reihenschaltung befindet, ist eine gute und ;; vollkommene Kompensierung (Neutralisation) des Motors bei allen Feldstärken gesichert, während die Erzeugung des Feldes durch eine zweite an die festen und die verstellbaren Bürsten angelegte konstante Spannung geschieht. Nur durch Verwendung einer konstanten Spannung läßt sich hierbei eine von der Belastung des Motors unabhängige Tourenregelung durch Bürstenverschiebung erreichen. Würde man die Erregerbürsten von einer mit dem Motorstrom nach Größe und Phase veränderlichen Spannung speisen, dann würde auch das Motorfeld nach Größe und Phase veränderlich und eine genaue feste Einstellung der Tourenzahl unmöglich sein.

Wenn man also nach Anlegen einer konstanten Spannung zwischen die festen und die verstellbaren Bürsten letztere verschiebt, dann ändert sich diejenige Windungzahl des Läufers, in welcher durch Rotation des Läufers im

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Claims (5)

Motorfelde die gegen die aufgedrückte Erregerspannung entgegengerichtete E. M. K. induziert wird. Da nun aber das Produkt aus Motorfeld x Läuferwindungen zwischen festen und verstellbaren Bürsten X einer Konstanten stets gleich der konstanten Erregerspannung sein muß, so wird bei Verkleinerung jener Windungszahl, d. h. wenn sich die beiden Bürstensätze nähern, die Feldstärke, vergrößert, ίο wenn sie sich entfernen, dagegen verkleinert. In den Fig. ι bis 3 sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens veranschaulicht. Fig. ι zeigt einen Dreiphasen-Kollektormotor mit zwei unabhängigen Bürstensätzen, von denen die Bürsten α des einen Satzes mit der Kompensationswicklung S in Reihe geschaltet und mit ihr gleichachsig angeordnet sind, während die Bürsten e, des anderen Satzes gegen jene Achse verschoben und verstellbar sind. Den jeweils zueinandergehörigen Bürsten a und 0 wird nun die konstante Sekundärspannung eines primär zum Motor parallel am Netz liegenden Transformators t zugeführt, und durch Verschieben des Bürstensatzes e kann, wie oben gezeigt, die Feldstärke und demnach die Tourenzahl des Motors geregelt werden. Es ist nun nicht unbedingt nötig, die konstante Erregerspannung zwischen die Arbeits- und Erregerbürsten zu legen. Man kann die Arbeitsbürsten von den Erregerströmen vollständig freihalten, wenn man gemäß Fig. 2 und 3 den verstellbaren Erregerbürstensatz e verdoppelt und die konstante Erregerspannung zwischen die Doppelbürsten des Erregersatzes schaltet. Die Verstellung der Doppelbürsten kann nun eine verschiedene sein; sie können relativ zum Bürstensatz a, sie können gegeneinander und schließlich gegen α und gegeneinander verschoben werden. Zum Zwecke der Regulierung werden in diesem Fall die Winkel α (Fig. 2) geändert. Die Veränderung kann z. B. derart geschehen, daß die Winkel β gleich dem Winkel γ bleiben, bzw. um gewisse Veränderung in der Phaseneinstellung hervorzurufen, können die Winkel β gegen die Winkel γ ebenfalls verändert werden. Eine Abänderung dieser Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Hier sind die Erregerbürsten ihrerseits in zwei Gruppen ^1 und e2 zerlegt, und es wird den einzelnen Gruppen aus den beiden Sekundärwicklungen des Erregertransformators t Spannung zugeführt. In diesem Falle wird die Feldänderung nicht direkt durch Änderung der Windungszahl, welche zwischen den an Spannung liegenden Bürsten vorhanden ist, bewirkt, sondern sie wird dadurch erreicht, daß die beiden Sätze Dreiphasenbürsten eine derartige Phasenverschiebung gegen das rotierende Drehfeld erhalten, daß sich die Größe dieses Drehfeldes ändert. Decken sich nämlich die Bürsten βλ und e2, so muß das Drehfeld nur gerade so groß sein, daß es der Spannung k am Transformator t das Gleichgewicht hält. Sind die beiden Bürsten dagegen gegeneinander etwa um dem Winkel φ verschoben, so muß die geometrische Summe der beiden Spannungen, die im Diagramm der Fig. 4 angegeben sind, e± und ez derselben Spannung k das Gleichgewicht halten. Der Einfachheit halber ist für den Transformator t ein Übersetzungsverhältnis gleich 1 angenommen. Die Anordnungen können auch so getroffen werden, daß außer der Bürstenverschiebung die Spannung zwischen den verschiedenen Bürsten geregelt wird. Die sämtlichen Anordnungen gelten gleichmäßig für Dreiphasenals auch für irgendwelche anderen Mehrphasenströme. Bei der beschriebenen Mehrphasen-Kollektornebenschlußmaschine können auch alle bekannten besonderen Mittel zur Phasenkompensation Anwendung finden, z. B. kann die Phase der Erregerspannung mit Hilfe von gemischt geschalteten Transformatoren, Potentialreglern o. dgl. so eingestellt und geregelt werden, daß Phasengleichheit zwischen dem Strom und der Klemmenspannung der Maschine erreicht wird. Pate ν T-A ν Sprüche:

1. Verfahren zur Regelung von Mehrphasen-Kollektormaschinen mit Kompensationswicklung und Nebenschlußerregung, dadurch gekennzeichnet, daß von der Belastung unabhängige Spannungen an besonderen Erregerbürsten aufgedrückt werden, die zum Zweck der Tourenregelung und Phasenkompensation des Motors verschoben werden, während die Arbeitsbürsten stehen bleiben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspannung jeder Phase den zwischen einer festen Arbeits- und einer beweglichen Erregerbürste liegenden Ankerwindungen aufgedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspannung jeder Phase den zwischen zwei beweglichen Erregerbürsten liegenden Ankerwindungen aufgedrückt und beim Regeln der von den Erregerbürsten eingeschlossene Winkel derart geändert wird, daß er stets von der zugehörigen Arbeitsbürste halbiert wird, oder daß die von der Arbeitsbürste und je einer Erregerbürste eingeschlossenen Winkel voneinander verschieden sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspannun-

gen zwei getrennten beweglichen Bürstensätzen zugeführt werden, von denen jeder eine der Phasenzahl entsprechende Zahl von Bürsten besitzt, und daß bei der Regelung die Bürstensätze derart gegeneinander verstellt werden, daß der von der Erregerbürste eines Satzes und der zugehörigen Erregerbürste des anderen Satzes eingeschlossene Winkel stets von der zugehörigen Arbeitsbürste halbiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig noch besondere Mittel vorgesehen sind, um die Phasen zu kompensieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.