DE2609315A1 - Rotationsinverter - Google Patents
RotationsinverterInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/20—Contact mechanisms of dynamic converters
- H02M1/22—Contact mechanisms of dynamic converters incorporating collectors and brushes
Landscapes
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- Power Engineering (AREA)
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- Inverter Devices (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
COHAUSZ & FLORACK
PATBNTANWALTSBÜRO /L D U O O IU
D-4 DÜSSELDORF - SCHUMANNSTR ΘΤ
PATENTANWÄLTE:
Dipl.-ing. W. COHAUSZ ■ DipL-fng. W. FLORACK - Dipl.-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing, Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER · DipL-tng. H. B. COHAUSZ
Dipl.-ing. W. COHAUSZ ■ DipL-fng. W. FLORACK - Dipl.-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing, Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER · DipL-tng. H. B. COHAUSZ
Lucas Industries Matted
Great King Street
GB-Birmingham 4. März 1976
Die Erfindung betrifft einen Sdationsinverter zum Umwandeln von
Gleichstrom in Wechselstrom.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen Inverter vorzusehen, der
eine rotierende Feldwicklung und eine ortsfeste Ankerwicklung hat, wobei Schal tnnittel die Terbindung mehr er Abzapfungen an der Ankerwicklung
mit dea Gleichstromnetz steuern. Bei einer solchen Anordnung fließen sowohl der Ireibstrom (d.h. der geschaltete Gleichstrom) als
auch der Wechselstromausgangsstrom, der von der Wechselstromalst am
Inverter entnommen wird, durch dieselbe Ankerwicklung, und unter bestimmten
Lastbedingongen treten hohe Sptitzenstreee auf. Bei einer
solchen Anordnung ist es schwierig, einen neutralen Zutand zu erreichen, und außerdem ist eine große Leitermasse erforderlich, um die
Spitzenstrome zu führen.
Irfindungsgemäß ist ein Inverter gekennzeichnet durch eine rotierende
Feldwicklung, eine ortsfeste Ankerwicklung mit zwei getrennten
Wicklungspartien, die elektrisch gegeneinander isoliert, jedoch aaganetisch
miteinander gekoppelt sind, Schaltnittel zur Steuerung der
Verbindung eines Gleichstromnetze» mit Abzapfungen an einer Ankerwicklungspartie
synchron zu der Drehung der Feldwicklung und Wechselstrosausgangsanschlüsse,
die mit der anderen Ankerwicklungspartie verbunden sind.
Va/Pi - 2 -
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Bei einer solchen, Anordnungkann die eine Ankerwicklungspartie eine
Dreieekswieklung und die andere eine sterngeschaltete Wicklung sein, derart, daß ein neutraler Punkt ohne besondere Umformer usw. erhalten
wird.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiles in
Anwendung auf einen Generator näher erläutert, der aus einem Wechselstromgenerator,
eines Gleichrichter und einem Inverter besteht. In ä.en Zeichnungen sind:
Fig. 1 eine schematische Wiedergabe des Generators, Fig. 2 ein scheaatisches Schaltbild des Wechselstromgenerators,
Fig. 5 ein schematisches Schaltbild des Inverters und
Fig. 5a eine schematische Einzelheit eines inkers des Inverters.
Gemäß Fig. 1 weist der Generator einen Heun-Phasen-Weehselstromgenerator
sit einem ortsfesten Anker 10 und einer ±o ti er enden Zweipol-Feldwicklung
11 auf, die bürstenlos mit einer Feldtreibwicklung 12 gekoppelt
ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine solche Kopplung durch eine Drei-Phasen-Wicklung 15 an der rotiersenden Welle des Generators
in dem Feld der Feldtreibwicklung 12 erreicht. Eine Gleichriehtereinrichtung
14 ebenfalls auf der Welle verbindet die Wicklung 15 mit der
Feldwicklung 11, so daß die Wicklung 11 Gleichstrom bei einem Wert erhält,
der von des Gleichstrom in der Wicklung 12 und der Drehzahl der
Welle abhängt. Sea? Seun-Phasen-Wechselstromausgangsspannung des Ankers
hängt ebenfalls von dem an die Wicklung 12 angelegten Gleichstrom und von der Drehzahl der Welle 15 ab. Me Welle I5 wird evon einem Antriebsaggregat
angetrieben, dessen Drehzahl sich im Betrieb ändert.
Sie Welle I5 ist über eine Kupplung 16 mit einer Welle 1J eines Inverters
verbunden, der einen drehfesten Anker 18, eine rotierende
Feldwicklung I9 und eine ireibwicklung 20 für die Feldwicklung 1?
hat. Ferner sitst auf der Welle 17 ein Triggergenerator 21 und ein
Pilotgenerator 25»
Der Heun-Phasen-Ausgang des Wechselstromgeneratorankers 10 wird an
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ORIGINAL INSPECTED
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eine Gleichrichtereinriehtung 23 angelegt, deren Gleichstromausgang
an eine Gleichetrom-Umschaltschaltung 24 angelegt wird, die einen
Neun-Phasen-Ausgang für den Anker 18 des Inverters liefert. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist die Ankerwicklung 18 in Wirklichkeit in
zwei Partien vorgesehen, nämlich in einer Gleichstrompartie 18a in der Pont eines Bings aus neun Spulen und in einer Wechselstrompartie
18b, die eine sterngeschaltete Drei-Phasen-Wicklung ist. Die Wicklungspartien 18a und 18b sind in denselben Schlitzen des Ankers
enthalten und sind deshalb magnetisch miteinander gekoppelt, jedoch elektrisch vollkommen gegeneinander isoliert. Die Schlitze
sind vorzugsweise speziell ausgebildet, wie dargestellt, und sie weisen Sippen 25 an den Seiten der Schlitze auf, um die Wicklungen
18a, 18b su. trennen.
Fig. 3 zeigt auch einen Teil der Gleichstrom-Umschaltschaltung,
die den Ankerwicklungen 18a zugeordnet ist. Diese Schaltung enthält neun !Thyristoren 26 und neun Thyristoren 27. Jeder Thyristor 26 ist
mit seiner Anode mit der Kathode eines entsprechenden der Thyristoren 27 xmd Kit der Verbindung zwischen zweien der Spulen der Ankewrwicklung
18a verbunden. Die Kathode jedes Thyristors 26 ist mit einer negativen Gleichstromleitung 28 verbunden, und die Anode
jedes Thyristors 27 ist mit einer positiven Gleichstromleitung 29
verbunden. Die Tore der Thyristoren 26, 27 sind ait achtzehn verschiedenen Spulen 30 verbunden, die einen Teil des Triggers bilden,
der im einzelnen an anderer Stelle beschrieben worden ist. Kurzgefaßt enthält dieser Trigger einen Permanentmagnetroter 31 mit drei
Nordpolen und £drei BSüdpolen, wobei ein Satz Pole einen sehr wesentlich
größeren Winkel an der Achse des Rotors als der andere einschließt. Die getrennten Spulen, auf die bezug genommen worden ist,
sind um den Rotor herum auf einer Ständerkonstruktion angeordnet, und jede erzeugt drei kurze Impulse während jeder Umdrehung des
Sotors, während die drei kurzen Pole ihn passieren. Jede Spule ist
direkt zwischen das Tor und die Kathode des zugehörigen Thyristors
geschaltet.
Die Inverterfeldspule I9 4s* wiederum eine Zweipolkonstrtktion, die
mit ihrer Treibwicklung 20 durch eine rotierende Drei-Phasen-Wick-
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lung 32 und einen Gleichrichter 33 gekoppelt ist. Der Strom in der
Feldwicklung 19 hängt wiederum vom Strom in der Wicklung 20 und von
der Drehzahl der Welle I7 ab.
Der Pilotgenerator 22 weist einen Zweipol-Permanentmagnetrotor 34,
eine ortsfeste Drei-Pkasen-Wicklung 35 und einen Gleichrichter 36 auf.
Der Strom in den Feldtreibwicklungen 12 und 20 wird vom Pilotgenerator 22 geliefert und von einer Eeglereinheit 37 geregelt, um die Frequenz und die Spannungeamplitude des Wechselstromausgangs der Inverterankerwioklung 18b zu bestimmen. Die Eeglereinheit 37 leitet ihr
Amplitudeneingangssignal direkt von den Inverterausgangsanschlüssen
ab, ihre Frequenzaeingangssignal ist jedoch von einer zusätzlichen
Wicklung is Triggergenerator abgeleitet, der einen Wechselstromausgang mit dem Neunfachen der Frequenz des Inverterausgangs liefert. Diese höhere Frequenz wird eingesetzt, um eine bessere Genauigkeit in der
Steuerung zu erhalten. Die Arebeitsweise ist die, daß der Segler für die Inverterfeldwicklung durch die Amplitude gestuert und daß der
Regler für die Feldwicklung des Wechselstromgenerators durch die Frequenz gesteuert wird. Bei stetigen Laufbedingungen erzeugt ein Umschalten des Gleichstromausgangs des Gleichrichters 23 durch die TTbschaltechaltung ein rotierendes Inverteranker-Magnetfeld, das auf das
rotierende Magnetfeld der Inverterfeldwicklung einwirkt, um eine Drehung des Inverterrotors zu bewahren. Die erforderliche Ausgangsspannung kommt von der Ankerwicklung 18b.
Die Regler 37 sind in ihren Einzelheiten bereits an anderer Stelle besehriegeben worden.
Ansprüche
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Claims (3)
1. Rotationsinvetter, gekennzeichnet durch eine rotierende
Feldwicklung, eine ortsfeste Ankerwicklung mit zwei getrennten Wicklungspartien, die elektrisch gegeneinander isoliert, jedoch magnetisch
miteinander gekoppelt sind, SchaltmiAtel zur Steuerung der Verbindung
eines Gleichstromnetzes mit Abzapfungen an einer Ankerwicklungspar tie synchron mit der Drehung der Feldwicklung und Wechselstromausgangsanschlüsse,
die mit der anderen Ankerwicklungspartie verbunden sind.
2. Eotationsinverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die eine Ankerwicklungspartie eine Dreieckswicklung und die andere eine sterngeschaltete Wicklung ist.
3. Rotationsinverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ankerwicklungen in Schlitzen in einem Anker aus ferromagnetische Material sitzen und dieselben Schlitze für beide
Ankerpartien benutzt sind.
4· Rotationsinverter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Ankerschlitz zur Bildung eines Paars Hippen
an den Seiten des Schlitzes ausgebildet ist, die die beiden Wicklungspartien trennen.
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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- 1975-03-06 GB GB9287/75A patent/GB1547995A/en not_active Expired
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- 1976-03-04 US US05/663,935 patent/US4024455A/en not_active Expired - Lifetime
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8141 | Disposal/no request for examination |