DE276408C - - Google Patents

Description

KAI

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M 276408-KLASSE 21 d. GRUPPE

Feldregelung von elektrischen Maschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. August 1912 ab.

Elektrische Maschinen lassen sich durch Änderung der Feldstärke regeln. Bei schwachem Erregerfeld übt aber das in jeder Maschine vorhandene, vom Arbeitsstrom herrührende Feld (kurz Arbeitsfeld genannt) eine sehr große Rückwirkung auf das Erregerfeld aus und schwächt dasselbe. Infolgedessen wird die Spanuung bei Generatoren und die Drehzahl bei Motoren, selbst bei konstanter

ίο Erregerspannung, leicht labil. Bei Wechselstromkommutatormotoren hat das schwache Erregerfeld noch den Nachteil, daß der durch den Arbeitsstrom verursachte induktive Spannungsabfall ansteigt. Denn bei schwachem Erregerfeld entspricht jedem Arbeitsstrom ein verhältnismäßig größeres Arbeitsfeld und somit auch ein größerer induktiver Spannungsabfall.

Ein fernerer Nachteil der bisherigen FeIdregelung von Wechselstromkollektormaschinen ist die Notwendigkeit von kostspieligen Wechselstromkontrollern und Transformatoren bzw. Feldwicklungen mit abschaltbaren Spulen, sowie die dadurch bedingte grobstufige Regelung.

Die Erfindung stellt ein neues Verfahren zur Feldänderung bei elektrischen Maschinen dar, durch welches sämtliche genannten Nachteile beseitigt werden, und eine feine, allmähliehe Regelung auch bei Wechselstrommaschinen ermöglicht wird.

Nach der Erfindung wird nämlich das Feld einer elektrischen Maschine nicht wie bisher · durch Änderung der Erreger-Amperewindungen, sondern durch Vergrößerung des Widerstandes des magnetischen Kreises geschwächt, und zwar wird diese dadurch erreicht, daß dem Grundfelde ein anderes Feld übergelagert wird, das zwar keine oder unwesentliche Spannungen in dem Arbeitsstromkreise der Maschine hervorruft, aber infolge der Eigenschaft der Eisensättigung eine schwächende Wirkung auf das Grundfeld ausübt.

Die Figuren zeigen Beispiele der Anordnung. In Fig. ι bzw. ia ist ein Einphasenserienmotor dargestellt. Die elektrische Schaltung der Feldspulen ist aus Fig. 1 und die räumliche Anordnung der Magnetpole aus Fig. ι a ersichtlich. Die Feldspulen ' sind in vier Teile geteilt, wobei die zu einem magnetischen Stromkreis gehörenden Spulen (z. B. N₁ S₂ bzw. N₂S₁ in Fig. ia) in Brückenschaltung (Fig. 1) sich diametral gegenüberstehen. (Bei einer vierpoligen Maschine liegen z. B. die Pole N₁ und S₂ tatsächlich nebeneinander.) Die Punkte A und C sind in bezug auf den Wechselstrom Punkte gleichen Potentials. Führt man an diesen Punkten, z. B. von einer Batterie B aus, Gleichstrom ein, so ist das Gleichstromerregersystem zweipolig, wie dies durch die in Klammern genommenen Bezugszeichen n, s angedeutet ist. Auf diese Weise wird infolge der durch den Gleichstrom bewirkten Sättigung des magnetischen Kreises das Wechselfeld geschwächt, wobei die Schwächung durch die Einstellung des Widerstandes W nach Belieben geregelt werden kann. Hat die Maschine Reihen- oder Reihenparallelwicklung (bei einer vierpoligen Trommelwicklung kann sie auch Parallelwicklung

haben), so hat das Gleichstromfeld keinen unmittelbaren Einfluß auf die Spannung oder auf die Kommutierung der Maschine.

Die beschriebene Schaltung ist nicht mit der bekannten Rhombus-Schaltung zu verwechseln. Im vorliegenden Falle sollen die Rhombusseiten - aus einzelnen Polwicklungen bestehen, damit in der Arbeitsachse kein Gleichstromfeld entsteht. Auch in der FeIdachse entsteht kein schädliches Feld, da das Gleichstromfeld, wie oben erwähnt, zweipolig ist. Dies ist notwendig, damit kein Gleichstrom im Wechselstromnetz erzeugt wird.
Es ist zweckmäßig, die Gleichstromquelle B von möglichst geringer Selbstinduktion zu machen, damit sie für die höheren Harmonischen einen Kurzschluß bildet, und diese sich in ihr von selbst vernichten.

Fig. 2 zeigt die Anordnung für einen Drehstromserienmotor. Es bedeutet 5 den Ständer, R den Läufer, F die Feldwicklung, die in zwei parallele, auf verschiedenen magnetischen Kreisen liegende Teile geteilt ist. Die Gleichstromquelle B ist an die Nullpunkte A und C angeschlossen.

Jede der drei Feldwicklungen F', F", F'" besteht aus zwei gleichen, zueinander parallelen Teilen, wobei für eine vierpolige Maschine die Teile F₁', F₁", F₁'" die Pole N₁, S₁ der Fig. 2 a und die Teile F₂', F₂", F₂'" die Pole N₂, S₂ der Fig. 2 a bilden.

Bei einer vierpoligen Maschine enthalten die Wicklungen F₁', F₁" und F₁'" die Spulen N₁', S₁' bzw. N₁", S₁" bzw. N₁'", S₁'" des entsprechenden Polpaares N₁, S₁ der Fig. 2 a und die Wicklungen F₂', F₂" und F₂" die Spulen JV₂', S₂' bzw. N₂", S₂" bzw. N₂"', S₂"' des entsprechenden Polpaares 2V₂, S₂, so daß das Feld jeder Phase, ähnlich wie bei der Einphasenanordnung, durch das Gleichstromfeld in den Polen 2V₁, S₂ verstärkt und in den Polen 2V₂, S₁ geschwächt wird, oder umgekehrt, je nach dem momentanen Richtungssinn des Wechselstromes. Die Übertragung auf eine Mehrpolanordnung ergibt sich von selbst.

Durch die vorliegende Anordung verbessert sich auch der Leistungsfaktor mit der Feldschwächung, weil durch das Gleichstromfeld auch die Selbstinduktion der Maschine verringert wird.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Feldregelung von elektrischen Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der bekannten Anordnung der Überlagerung eines w-poligen Gleichstromfeldes über ein 2-«-poliges Wechselstromfeld oder umgekehrt das eine Feld regelbar ist und so zum andern Felde gerichtet ist, daß es keine oder nur unwesentliche Spannung im Arbeitsstromkreise der Maschine hervorruft, aber je nach dem Grade der von ihm bewirkten Sättigung des Eisens das durch den Wechselstrom erregte Grundfeld mehr oder weniger schwächt.

2. Einrichtung zur Regelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Feldwicklungssysteme in Brückenschaltung vereinigt sind.

3. Einrichtung zur Regelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromerregerquelle möglichst geringe Selbstinduktion hat.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.