DE287474C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 287474 KLASSE 21 a. GRUPPE

in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Juli 1912 ab.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung und Verbilligung bei Einrichtungen, welche zur wiederholten Steigerung der Periodenzahl von Wechselströmen dienen. Bisher sind sowohl ruhende (statische) als auch bewegte (Dynamomaschinen) Einrichtungen zur Frequenzsteigerung bekannt.

Sobald die Periodenzahl über 5000 hinausgeht, beginnen die Eisenverluste an Einfluß zu gewinnen und machen besondere Maßnahmen notwendig, wenn man den Wirkungsgrad in der Frequenzsteigerung in praktisch brauchbaren Grenzen halten will. Diese Maßnahmen bestehen in der Wahl gut legierter, besonders dünner Bleche. Es hat sich ferner gezeigt, daß die richtige Wahl der Eisenmenge im Verhältnis zu der Energie, welche die Frequenzsteigerungsvorrichtung zu übertragen hat, eine der Hauptfragen für die Erreichung eines praktisch brauchbaren Wirkungsgrades ist. Dabei gilt das Gesetz, daß das günstigste Eisenvolunien proportional der Periodenzahl abnimmt.

Es mag nun für eine bestimmte Anlage mit gegebener Grundperiodenzahl, z. B. 5000, und gegebener Leistung das günstigste Eisenvolumen für eine einmalige Steigerung der Frequenz, z. B. auf das Doppelte, gefunden sein. Dann folgt aus dem erwähnten Wechselstromgesetz, daß für die nächste Steigerung das günstigste Eisenvolumen, wenn es sich um Verdopplung handelt, etwa den halben Wert des ursprünglich benutzten hat. Steigert man die Frequenz weiter und weiter, so tritt eine fortschreitende Verminderung des günstigsten Eisenvolumens ein.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung läßt sich am besten erläutern an dem Verfahren der Frequenzumwandlung von JoIy (La Lumiere Electrique 1911, S. 195).

Der Generator 1 (Fig. 1) schickt über die Abstimmittel 2, 3 (Spulen und Kondensatoren) einen Hochfrequenzstrom in die Primärwicklungen 4, 5 der Transformatoren 6, 7, welche durch einen besonderen Kreis 8 hilfsmagnetisiert werden und in der Sekundärwicklung 9, 10 eine Spannung doppelter Frequenz ergeben. Die Spannung doppelter Frequenz wirkt als Primärstrom über Abstimmittel 11, 12 auf ein weiteres Transformatorenpaar 13, 14, welches halbes Eisenvolumen hat und ebenfalls (nicht gezeichnet) hilfsmagnetisiert ist und in den Leitungen 15, 16 eine Spannung vierfacher Frequenzt führt. Diese Spannung kann nun weiter gesteigert oder direkt den Verbrauchsapparaten zugeführt werden. Die Transformatoren 13, 14 besitzen, wie erwähnt, ein geringeres Eisenvolumen als die Transformatoren 6, 7, so daß es möglich ist, durch eine Unterteilung des Eisenvolumens dieser Kerne dasjenige Eisenvolumen zu erhalten, welches in den Transformatoren 13, 14 vorhanden ist. Fig. 2 zeigt dies schematisch. Der Übersichtlichkeit wegen ist die Gleichstrommagnetisierung fortgelassen. Die inneren Ringe besitzen genau das Volumen der Kerne 13, 14, wäh-

rend das Gesamtvolumen der Kerne 17, 18 dem Volumen der Kerne 6, 7 gleicht. Die Wicklung der Grundfrequenz ist um das gesamte Eisen der Kerne 17, 18 herumgeführt, während die gesteigerte Frequenz den das gesamte Eisen der Kerne 17, 18 umschließenden Windungen 19, 20 entnommen und über Abstimmittel 21, 22 als Primärstrom den Windungen 23, 24 zugeführt wird, welche nur die Hälfte des Eisens der Kerne 17, 18 umfassen. An den Windungen 25, 26, welche ebenfalls nur die Hälfte des Eisens umfassen, wird die höhere Frequenz abgenommen und kann entweder einer weiteren Steigerung unterworfen oder direkt einem Nutzstromkreis zugeführt werden, wie dies vorher von den Spannungen in den Wicklungen 15, 16 gesagt ist. Rein schematisch kommt das Wesen der vorliegenden Erfindung in der Fig. 3 zum Ausdruck. Die verschiedene Frequenzen führenden Wicklungen I, II, III umgreifen in demselben Maße weniger Eisen, als die Frequenz in ihnen steigt, so daß bei der niedrigsten Frequenz alle Eisenteile gleichzeitig benutzt werden, bei höher werdender Frequenz immer weniger und bei der höchsten Frequenz zum Schluß nur noch ein einziger der ursprünglich verwendeten Eisenteile in Benutzung kommt. Die Anwendung des Verfahrens bei

rotierenden Umformern zeigt schematisch Fig. 4, wo die Wicklung I für die Grundfrequenz das gesamte Eisen umschließt, die Wicklung II für die nächst höhere Frequenz nur einen Teil desselben usw.

Die Erfindung ist nur verwendbar bei solchen Verfahren, bei denen eine mehr als einmalige Steigerung der Frequenz stattfindet. Einen gegebenen Eisenkörper zu unterteilen und die Wicklungen um einen einzelnen Teil eines großen Eisenkörpers herumzuführen, ist für einmalige Frequenzsteigerung aus der deutschen Patentschrift 230317 bereits bekannt. Wollte man bei der Frequenzsteigerungseinrichtung nach dieser Patentschrift eine weitere Steigerung der Frequenz vornehmen, so könnte dies z. B. unter Benutzung des in der vorliegenden Erfindung geschützten Verfahrens geschehen.

Die erreichten Vorteile sind nicht nur ökonomischer, sondern auch elektrischer und konstruktiver Art. Elektrischer Art insofern, als die Gesamteisenverluste geringer werden, konstruktiver Art insofern, als der Gesamtaufbau kleiner und stabiler gehalten werden kann.

Claims (1)

1. Patent-An Spruch:

   Einrichtung zur wiederholten Steigerung der Periodenzahl von Wechselströmen in ruhenden oder bewegten Transformatoren (Dynamomaschinen), dadurch gekennzeichnet, daß für die gesteigerten Frequenzen an Stelle besonderer (zusätzlicher) Eisenmengen Teile des für die Grundfrequenz verwendeten Eisenvolumens benutzt werden, so daß ein Teil des Eisens so oft verwendet wird, als Steigerungen stattfinden, der letzte Teil dagegen nur einmal.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.