DE258754C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

258754 — KLASSE 21 d. GRUPPE

Zusatz zum Patent 245716.*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Juni 1912 ab. Längste Dauer: 7. Dezember 1925.

Nach dem Hauptpatent ,245716 wird das Gleichstromfeld von Erregermaschinen durch lokal im Feldmagneten erregte Wechselfelder selbsttätig vom Generator aus beeinflußt.
In den Ausführungsbeispielen des Hauptpatentes wurden Spulen zur Erregung der Wechselfelder angenommen. Man kann natürlich auch verteilte Wicklungen hierzu benutzen, wesentlich ist dabei bloß der örtliche auf die Erregungsstelle begrenzte Verlauf der Wechselfelder. Bei Anwendung verteilter Wicklungen sind nun mehrere Fälle denkbar. Zunächst können die Leiter bzw. Spulenseiten insgesamt oder gruppenweise in gleichem Sinne geschaltet

!5 sein; die Wechselfelder würden dann einen ähnlichen räumlichen Verlauf zeigen wie etwa Ankerquerfelder von Dynamomaschinen. Sodann ist es auch denkbar, daß aufeinanderfolgende Leiter, Spulenseiten oder Gruppen mehrerer nebeneinanderliegender Leiter in abwechselnd entgegengesetztem SinneJgeschaltet sind und zu ebenso vielen Wechselfeldern Anlaß geben, als Vorzeichenwechsel in der Leiteranordnung vorkommen.

Im ersten Falle, in welchem nebeneinanderliegende Leiter im gleichen Sinne von Wechselstrom durchflossen werden, kann nach dem Zusatzpatent 254476 das Eindringen von Oberfeldern in den Anker vermieden werden, indem bei Wechselstromerregung von Parallelschaltung bzw. Reihenparallelschaltung und bei Drehstromerregung von Dreieckschaltung Gebrauch gemacht wird. Bei Wechselstromerregung kann man z. B. wie in Fig. 1, welche eine Sättigungsstelle im Querschnitt darstellt, die im Pole an- geordneten gleichgerichteten Leiter in zwei gleiche Teile teilen und dieselben in der Weise zu Windungen ergänzen, daß die Leiter der linken Polhälfte über die Pollücke links und diejenigen der rechten Polhälfte über die Pollücke rechts geschlossen werden. Erregt man nun . entsprechende Windungen oder Spulen links und rechts parallel zueinander, so wird erreicht, daß zunächst die beiden äußersten Windungen oder Spulen, die je nur einen Steg A bzw. A' des punktiert angedeuteten Polquerschnitts umfassen, entgegengesetzt gleiche Flüsse erzeugen, desgleichen die nächstfolgenden Windungen oder Spulen, die je zwei Stege A und B bzw. A' und B' umfassen usw. Es ergibt sich daraus, daß in den Stegen A, B usw. der linken Polhälfte bis auf das \⁷orzeichen gleiche Wechselfelder herrschen wie in den Stegen A', B' usw. der rechten Polhälfte, so daß der Gesamtfluß über den ganzen Polquerschnitt jederzeit verschwindet, was bekanntlich auch besagt, daß keine Wechself eldkraf tlinien in denAnker dringen. Die einzelnen parallelgelegten Windungspaare können dabei wie in Fig. 1 in Reihe geschaltet sein mit C und C als Speisepunkte. Statt die Rückverbindungen durch die anstoßenden Pollücken zu leiten, können in den Fällen, wo auf jedem Pole Sättigungsstellen vorgesehen sind, entsprechende Leiter auf benachbarten Polen

*) Früheres Zusatzpatent: 254476.

L-

direkt miteinander verbunden werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 2. In der als Stabwicklung gedachten Erregerwicklung sind je zwei zur Polmitte symmetrisch gelegene Leiter parallel zueinander mit dem entsprechenden Leiterpaare des benachbarten Poles in Reihe geschaltet. Die Anschlußpunkte sind wieder mit C und C bezeichnet. Die beiden Polquerschnitte sind punktiert gezeichnet. Man erkennt sofort, daß innerhalb zweier symmetrisch zur Polmitte gelegenen Leiter infolge der beiderseitigen Stirnverbindung der resultierende Wechselfeldkraftfluß jederzeit gleich Null und daher in diesem Querschnittsbereich das positive Teilfeld stets gleich und entgegengesetzt dem negativen sein muß. Dies gilt innerhalb sämtlicher symmetrisch zur Polmitte gelegener Leiterpäare; die Wechselfelder bleiben somit im ganzen Querschnitt auf die Sättigungsstelle lokalisiert. Das Verschwinden des Gesamtflusses läßt sich selbstverständlich auch durch mehr als zweifache Parallelschaltung bewirken; auch können die Wicklungen benachbarter Pole in gleichem oder entgegengesetztem Sinne erregt sein.
Bei Drehstromerregung kann man in ähnlicher Weise vorgehen, nur tritt hier an Stelle der Parallelschaltung die Dreieckschaltung. Es besteht außerdem noch die Möglichkeit, jede Phase für sich aus parallelgeschalteten Windüngen, ähnlich wie bei Einphasenerregung aufzubauen, so daß jede Phase einzeln ein lokal sich schließendes Feld erzeugt. In dem Ausführungsbeispiel Fig. 3 ist von beiden Möglichkeiten Gebrauch gemacht. Jede der drei Phasen umfaßt vier Leiter; die erste ist voll, die zweite gestrichelt und die dritte Phase strichpunktiert ausgezogen. Die Anschlußpunkte sind mit C, C und C" bezeichnet. Die beiden benachbarten Polquerschnitte sind wieder punktiert angedeutet. Durch Parallelverbindung je zweier, symmetrisch zur Phasenmitte gelegener Leiter entsprechend Fig. 2 wird erreicht, daß der von den vier Leitern einer Phase überdeckte Teil des Sättigungsquerschnitts stets von ebensoviel positiven als negativen Kraftlinien durchsetzt wird. Durch Dreieckschaltung der drei Phasen wird überdies erreicht, daß auch die Teilfelder, welche die beiden äußersten Stege D und D' und die zwischen benachbarten Phasen gelegenen Stege E und F durchsetzen, sich gegenseitig aufheben und auch ihrerseits auf die Sättigungsstelle lokalisiert bleiben.

Bei der zweiten Erregungsart mittels verteilter Wicklungen, deren aufeinanderfolgende Leiter oder Spulenseiten in entgegengesetztem Sinne geschaltet sind, läßt sich ebenfalls die Anordnung gemäß dem Zusatzpatent 254476 so treffen, daß Oberfelder nicht in den Anker treten. Denkt man sich zunächst an der Sättigungsstelle jeden Steg von einer schmalen Spule umfaßt (Fig. 4), so kann man offenbar die Lokalisierung der Wechselfelder bei Wechselstromerregung ζ. Β. dadurch bewirken, daß man sämtliche geradzahligen Spulen mit sämtlichen ungeradzahligen invers parallelschaltet. Wie in dem Zusatzpatent 254476 gezeigt wurde, verlaufen dann die positiven Teilfelder stets gleich wie die negativen; ihre Gesamtsumme über den Sättigungsquerschnitt verschwindet daher jederzeit. Die Parallelschaltung kann wie in Fig. 4 spulenweise vorgenommen werden mit C und C als Anschlußpunkte. Es genügt aber auch, wenn man, wie in Fig. 5, sämiliche in Reihe geschalteten geradzahligen Spulen mit sämtlichen in Reihe geschalteten ungeradzahligen Spulen invers parallel zueinander an die Speisepunkte C und C legt; die Quersumme über sämtliche Wechselfelder wird auch so zum Verschwinden gebracht.

An Stelle je einen Steg umfassender Spulen können auch andere gleichwertige verteilte Wicklungen verwendet werden, deren Schritt gegebenenfalls ein Vielfaches der Steg teilung beträgt; sie können dabei auch als Schleifen-, Wellen- oder Spiralwicklung ausgebildet sein. In Fig. 6 ist z. B. eine Schleifenwicklung dargestellt, deren vorderer Schritt fünf und deren hinterer Schritt drei Stegteilungen beträgt. Das Schema umfaßt lediglich die Wicklungselemente eines Poles -und ist als in sich geschlossene Wicklung mit C und C als Speisepunkte gezeichnet. Abgesehen von der Stabzahl ist die Wicklung Fig. 6 derjenigen in Fig. 5 äquivalent. Der voll ausgezogene Wicklungszweig vertritt hier die ungeradzahligen Spulen und der gestrichelt ausgezogene Wicklungszweig die geradzahligen Spulen.

Bei Drehstrom tritt wiederum an Stelle der Parallelschaltung die Dreieckschaltung; dieselbe kann ebenfalls spulenweise, Fig. 7, oder in Gruppen, Fig. 8, vorgenommen werden. Die Anschluß punkte sind in beiden Figuren wieder mit C, C und C" bezeichnet. Es kann natürlich auch, wie für Einphasenerregung, die Lokalisierung phasen weise durch Parallelschaltung erzielt werden.

Eine Anordnung, bei welcher in Gleichstrompolen eingelassene Stäbe abwechselnd in entgegengesetztem Sinne von einem Wechselstrom durchflossen sind, ist bereits bekannt geworden. Die Lokalisierung der Wechselfelder wird aber vermittels dieser Anordnung nicht erreicht, weil zunächst die Annahme, daß in dieser Weise erregte Leiter lokal sich schließende Flüsse erzeugen, nicht zutrifft. Es werden namentlich die von der Unsymmetrie der positiven und negativen Wellenhälften herrührenden Differenzfelder, insbesondere also sämtliche geraden Oberfelder, den Anker durchsetzen. Da ferner hierbei die Wechselstromleiter vorzugsweise im Polschuh angeordnet werden sollen, wird der nach dem Anker abgelenkte Teil der Wechsel-

felder durch das Ankerquerfeld noch wesentlich gefördert, ganz abgesehen davon, daß infolge Entsättigung der einen Polhälfte durch das Querfeld labile Zustände sich geltend zu machen vermögen.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:
2. i. Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsregelung von Wechselstromgeneratoren nach Patent 245716, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Sättigungsstellen lokal sich schließenden Wechselfelder durch verteilte Wicklungen erzeugt werden.
   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Sättigungsstelle verteilten Leiter sämtlich oder in Gruppen im gleichen Sinne geschaltet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sättigungsstelle nebeneinanderliegende Leiter oder Leitergruppen abwechselnd in entgegengesetztem Sinne geschaltet sind.
4. 4. Einrichtung nacn Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend gelegene Windungen oder Windungsgruppen der verteilten Wicklung bei Einphasenerregung parallel- und bei Drehstromerregung in Dreieck, gegebenenfalls auch gleichzeitig phasenweise parallelgeschaltet weiden, um das Eindringen von Oberfeldern in den Anker zu verhüten.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einphasenerregung die Wicklungselemente der einen Richtung parallelgeschaltet werden mit den Wicklungselementen der andern Richtung, um das Eindringen gerader Oberfelder in den Anker zu vermeiden.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehstromerregung die Wicklungselemente der einen Phase mit denjenigen der beiden anderen Phasen in Dreieck geschaltet werden, um Oberfelder, deren Ordnung ein Vielfaches von 3 beträgt, vom Anker fernzuhalten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.