DE296817C

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Publication number: DE296817C
Application number: DENDAT296817D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

JV£ 296817-KLASSE 21 d. GRUPPE

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

Gleichstromhochspannungsmaschine mit ruhender Ankerwicklung und umlaufendem Stromwender.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Juni 1914 ab.

Bei Gleichstromhochspannungsmaschinen mit ruhender Ankerwicklung und umlaufendem Stromwender, besteht die Schwierigkeit, mit Rücksicht auf das kreisende Feld im Anker die für hohe Spannung erforderliche Isolation unterzubringen. Der Erfindung gemäß wird diese Schwierigkeit dadurch beseitigt, daß in der ruhenden Ankerwicklung Strom niederer Spannung erzeugt wird, der transformatorisch

ίο in Strom hoher Spannung umgewandelt und einem getrennt laufenden Stromwender zugeführt wird.

Man hat bereits, um Gleichstrom höherer Spannung zu erzeugen, bei Gleichstromhoch-Spannungsmaschinen mit umlaufendem Anker die Ankerströme wechselnder Richtung transformatorisch in hochgespannte Ströme umgeformt und diese einem Stromwender zugeführt. Mit der neuen Anordnung ist jedoch gegenüber diesen bekannten Anordnungen der erhebliche Vorteil verbunden, daß mit Rücksicht auf den getrennt umlaufenden Stromwender die Gleichstromspannung von vornherein schon höher gewählt werden kann.

Ferner läßt sich das Übersetzungsverhältnis bei der Maschine mit ruhender Ankerwicklung gegenüber der mit umlaufender Ankerwicklung ganz erheblich steigern, da sich einerseits die für hohe Spannung erforderliche Isolation im Anker der ruhenden Maschine bequem unterbringen läßt, anderseits auch genügend Raum für die Unterbringung der doppelten Transformatorwicklung vorhanden ist. Die Schwierigkeit, eine Transformatorwicklung bei einer Maschine mit umlaufendem Anker unterzubringen, in Verbindung mit der Schwierigkeit, daß sich auch die für die hohe Spannung bei umlaufenden Maschinen erforderliche hohe Stegzahl praktisch gar nicht ausführen läßt, hat die Verwirklichung jener Vorschläge verhindert.

/ In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung -veranschaulicht. In Fig. ι ist der Anker einer Gleichstromhochspannungsmaschine mit ruhender Ankerwicklung und ruhenden Bürsten sowie umlaufendem Stromwender dargestellt. Die Enden der offenen Ankerspulen a_v a_2l a₃ usw. sind an Bürsten b_v b[, O₂, b[ usw. angeschlossen, durch die mittels des Stromwenders die Ankerspulen in Reihe geschaltet werden, wie dies in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist. Der umlaufende Stromwender selbst und das kreisende Feld sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Bei dieser Anordnung wird die Gleichstromhochspannung in den Spulen a_u a% usw. erzeugt und dem Stromwender und den Stromableitungen C₁, C₂ usw. unmittelbar über die Bürsten zugeführt. Um nun die Gleichstromhochspannung von den Spulen a_x a₂ usw. ⁶Q fernzuhalten, werden diese an die Primärwicklungen von Transformatoren d_u ä_% usw. geschlossen, deren Sekundärwicklungen mit den Bürsten b_lt V, b₂, V₂ usw. verbunden sind (Fig. 2).

Es ist zunächst nicht einzusehen, daß durch diese Transformatoren überhaupt Gleichstrom transformiert werden kann. Eine genauere

Betrachtung zeigt jedoch, daß der in den Spulen a_v «₂ usw. fließende Strom zwar von konstanter Größe ist, jedoch beim Durchgang der neutralen Zone des Erregerfeldes seine Richtung wechselt. Es wird also dem Transformator an der Primärseite ein rechteckförmiger, primärer Strom zugeführt, während das den Sekundärstrom erzeugende Feld dreieckige Form annimmt. Die Primärwicklung

ίο des Transformators wird mit wenig Windungen als Niederspannungswicklung ausgeführt, während die Gleichstromhochspannung in der Sekundärwicklung erzeugt und dem Stromwender zugeführt wird.

Man ist nicht darauf angewiesen, die ruhende Ankerwicklung der Gleichstromhochspannungsmaschine mit offenen Ankerspulen auszuführen, um die Gleichstromhochspannung transformatorisch auf den Stromwender übertragen zu können. In Fig. 3 ist eine fortlaufende, in sich geschlossene Ankerwicklung dargestellt. Die Anschlußpunkte sind mit der Primärwicklung des Transformators verbunden, der ebenfalls ringförmig dargestellt ist. Die Anschlüsse der Sekundärwicklung führen zu den Stromwenderbürsten. Man kann die Zahl der Anschlüsse oder die Phasenzahl der Primär- und Sekundärwicklung des Transformators gleich wählen. Es steht aber auch nichts im Wege, diese Zahlen verschieden zu wählen, um beispielsweise die Maschine mit wenig Anschlüssen der Ankerwicklung, und mit vielen Bürsten auszuführen oder umgekehrt. Ein solcher Fall ist in Fig. 3 veranschaulicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind acht Ankeranschlüsse und somit acht Anzapfungen der Primärwicklung des Transformators vorhanden und sechs Anzapfungen der Sekundärwicklung, somit sechs Bürsten.

Man kann nun die Vorteile der offenen Ankerwicklung, bequeme Zugänglichkeit, Herstellung in Einzelelemente, mit denen einer Maschine mit geschlossenen Wicklungen — geringe Bürstenzahl auf dem Stromwender — vereinigen, wenn man, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, die offenen Ankerspulen an ihrem einen Wicklungsende nach Art einer Sternschaltung verkettet und das andere Wicklungsende mit den Endpunkten der Primärwicklung eines Mehrphasentransformators verbindet. Die Sekundärwicklung dieses Transformators ist in Polygonschaltung ausgeführt, die Endpunkte des Polygons sind mit den Bürsten verbunden. Welcher Art die Wicklungen im einzelnen sind, ist an sich gleichgültig. So könnte man auch die Primärwicklung des Transformators ebenfalls in Polygonschaltung ausführen. Auch die Anzahl der Polygonseiten, Phasen, Anschlüsse usw. kann beliebig gewählt werden. Verlangt wird nur, daß Primär- und Sekundärwicklung derart magnetisch miteinander verkettet sind, daß durch den Stromwender die Reihenschaltung der Gleichstromeinzelspannungen in.der richtigen Reihenfolge erfolgt. '

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Gleichstromhochspannungsmaschine mit ruhender Ankerwicklung und umlaufendem Stromwender, dadurch gekennzeichnet, daß die in den ruhenden Ankerspulen erzeugten Stromspannungen wechselnder Richtung transformatorisch auf den getrennt umlaufenden Stromwender übertragen werden.

2. Gleichstromhochspannungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Transformatoren zwischen Ankerspulen und Stromwenderbürsten liegen.

3. Gleichstromhochspannungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformatorwicklungen nach Art von Mehrphasentransformatoren magnetisch oder elektrisch oder magnetisch und elektrisch miteinander verkettet sind.

4. Gleichstromhochspannungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärphasenzahl des Transformators von der Sekundärphasenzahl verschieden ist.

5. Gleichstromhochspannungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Ankeranschlüsse verschieden ist von der Zahl der Stromwenderbürsten.

6. Gleichstromhochspannungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwicklung als offene Wicklung ausgeführt ist, während die mit den Stromwenderbürsten verbundene Wicklung des Transformators geschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.