DE285103C

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Publication number: DE285103C
Application number: DENDAT285103D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

JVi 285-103-.'. KLASSE 21 d. GRUPPE

SIEMENS-SCHUCKERT WERKE G. m. b. H. in SIEMENSSTADT b. BERLIN.

von veränderlicher Periodenzahl,

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Dezember 1911 ab.

Die Erzeugung von ein- oder mehrphasigem Wechselstrom regelbarer Frequenz kann bekanntlich in der Weise vorgenommen werden, daß die Antriebsmaschine des Synchron- oder Asynchron - Wechselstromgenerators in ihrer Drehzahl geregelt wird. Eine solche Regelung der Antriebsmaschine, wie einer Dampfmaschine, Dampf- oder Wasserturbine, Gasmaschine, ist jedoch nur in einem verhältnismäßig geringen Regelbereich möglich. Ein Umkehren der Drehrichtung während des Betriebes ist technisch und wirtschaftlich nahezu ausgeschlossen.

Man kann nun zwar die Wechselströme regelbarer Frequenz in einem Kollektorgenerator erzeugen. Die Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß bei großen Netzleistungen der Kollektor für die gesamte Leistung bemessen werden muß, was zu erheblichen Schwierigkeiten führt.

Der Erfindung gemäß wird nun der Kollektor dadurch in seiner Größe verringert, daß man den nutzbaren Wechselstrom veränderlicher Periodenzahl durch einen mit konstanter Drehzahl umlaufenden Schleifring-Asynchrongenerator erzeugt, dem man einen Erregerstrom /veränderlicher Periodenzahl zuführt.

~ Dieser Erregerstrom wird in einer mit dem Hauptgenerator in Kaskade geschalteten Wechselstromkollektormaschine erzeugt und auf rein elektrische Weise geregelt. Als solche Kollektormaschine kann ein beliebiger Kollektornebenschluß- oder Seriengenerator oder ein Frequenzwandler in Frage kommen. Wesentlich für diese Maschine ist, daß durch Änderung ihrer Drehzahl oder des Verhältnisses von Stator- und Rotorspannung oder der diesen äquivalenten Spannungen Wechselstrom veränderlicher Frequenz erzeugt werden kann.

Diese Erregerströme veränderlicher Frequenz, die somit auf rein elektrischem Wege ohne Zuhilfenahme mechanischer Getriebe, wie Stufenräder, konische Scheiben u. dgl., geregelt werden, werden dem Stator oder dem Rotor des asynchronen Generators zugeführt.

In der Zeichnung sind einige der Schaltungen dargestellt, die zur Ausführung des Verfahrens in Frage kommen. In Fig. 1 sitzt auf der Welle des asynchronen Generators g — dessen Antriebsmaschine, wie auch in den übrigen Figuren, nicht dargestellt ist — ein kompensierter Wechselstromnebenschlußgenerator , k, in dem durch Änderung des Spannungsverhältnisses, beispielsweise durch Regelung des Transformators t, der Erregerstrom veränderlicher Frequenz erzeugt wird, der dem Rotor des Induktionsgenerators zugeführt wird. An Stelle des Kollektornebenschlußgenerators k kann ein beliebiger anderer Kollektorgenerator, beispielsweise ein Seriengenerator mit Doppelbürstenregelung, verwendet werden.

In Fig. 2 bis 4 sind einige Schaltungen dargestellt, in denen Frequenzwandler mit dem asynchronen Generator in Kaskade geschaltet sind. In Fig. 2 sitzt der Frequenzwandler u

auf der Welle des Asynchrongenerators g. Das Verhältnis von Stator- und Kollektorspannung wird durch die Übersetzung des Transformators t geregelt, der Erregerstrom veränderlicher Frequenz wird der Schleifringseite des Frequenzwandlers entnommen und dem Ansynchrongenerator über die Schleifringe zugeführt.

In der Schaltung der Fig. 3 wird ein freilaufender Frequenzwandler verwendet. Auch hier wird das Spannungsverhältnis durch Änderung des Transformators t beeinflußt. An. Stelle des Transformators t kann die Regelung des Spannungsverhältnisses auch durch eines der anderen Mittel, wie Bürstenverschiebung, vorgenommen werden, die für die Beeinflussung der Übersetzung von Kollektormaschinen in Frage kommen.

Einen Frequenzwandler ohne Statorwicklung zeigt Fig. 4. Der Rotor dieses Frequenzwandlers u wird durch einen besonderen synchronen oder asynchronen Generator α gespeist und mittels der Transformatoren t_lt t₂ geregelt.

Der Regelbereich des Induktionsgenerators kann selbstverständlich auch durch Polumschaltung erweitert werden.

Der Vorteil aller dieser Anordnungen gegenüber einer gewöhnlichen Wechselstrom kollektormaschine zur Erzeugung veränderlicher Frequenz liegt darin begründet, daß man durch Kaskadierung der Kollektormaschine die Größe des Kollektors selbst, der zum rein elektrischer Regeln ja unbedingt notwendig ist, ganz erheblich vermindern kann. Man erhöht dadurch die Betriebssicherheit der Anlage und gelangt bei großen Leistungen durch dieses Hilfsmittel überhaupt erst in den Bereich der Ausführungsmöglichkeit. Daneben gewinnt man noch die Annehmlichkeit, daß die zu regelnden Ströme bei all diesen Kaskadenanordnungen sehr klein sind und daher einfachere und leichter von Hand zu bedienende Regelapparate erfordern, als wenn man diese in den Hauptstrom des Generators einschalten müßte.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Erzeugen von nutzbaren ein- oder mehrphasigen Wechselströmen von veränderlicher Periodenzahl, bei welchem dem primären Teil eines mit konstanter Drehzahl angetriebenen kollektorlosen Schleifringinduktionsgenerators Erregerstrom von veränderlicher Frequenz in Kaskadenschaltung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaskadenmaschinen vermittels Wechselstromkollektoren ohne Zuhilfenahme mechanischer Reguliergetriebe rein elektrisch geregelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Periodenzahl des Erregerstromes für den Induktionsgenerator

, durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses der kaskadierten Kollektormaschine nach Größe und Phase geregelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.