DE313605C

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Publication number: DE313605C
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Description

Synchronmaschinen für asynchronen An-. lauf mit normalem Polkranz besitzen entweder massive Pole, die dann unter Umstän-■;..·■ den noch einen Kurzschlußkreis tragen, oder sie besitzen geblätterte Pole aus sehr dünnen ,Blechen, die dann stets mit einein mehrachsig :^:>'.^v. gen Dämpferkreis versehen.sind. Hierunter ' ist eine Anordnung zu verstehen, die sowohl ' in der Achse der Hauptpole wi'e des PolZwischenraumes magnetisierende Amperewindungen ausbilden kann. Bei besonders hoch-. · tourigen Maschinen, wie Generatoren für Wasserturbinenantrieb, wird wohl auch aus Festigkeitsrücksichten das ganze .Polrad aus "starken schmiedeeisernen Platten aufgebaut. Für, asynchronen Anlauf wurden derartige Maschinen kaum ausgeführt. Jedenfalls ■-■'" wurde ihr Polkranz nie mit Rücksicht auf die ■ /Verhältnisse bei asynchronem Anlauf .be-· messen. . ■Synchronous machines for asynchronous approach. running with normal Polkranz have either massive poles, which then under certain circumstances ■; .. · ■ to still wear a short circuit, or they have very thin sheets, which are then always with Einein multiaxial leafed poles ^from:> '. ^v . are provided in the damper circuit. This is to be understood as an arrangement which can form magnetizing ampere turns both in the axis of the main poles and in the space between the poles. At particularly high. · High-speed machines, such as generators for water turbine drives, the whole pole wheel is built from "strong wrought iron plates" for reasons of strength. Such machines were rarely designed for "asynchronous starting" / Measure the conditions for asynchronous start-up. . ■

Gegenstand "dei-vorliegenden-Erfindung ist' eine Bauart, bei . welcher der ganze magnetische Kreis für ein Maximum seiner Wirksamkeit bei asynchronem Aulauf eingerichtet a5 wird. Die Pole bestehen aus isolierten schmiedeeisernen Platten, die eine Stärke von 3 mm oder darüber besitzen, wobei, diesei ■ Stärke je nach ■ dem gewünschten Anlaufmoment für möglichst günstige Anlaufverhältnisse berechnet wird. Das Joch besteht . entweder aus Platten gleicher Stärke oder es • ist massiv. In diesem Falle erhält es einen magnet iächen Nebenschluß, gebildet aus lameliierten Blechen oder Blechplatte^. Die PoI-schuhe sind lamelliert: Sie tragen eine einachsige Dämpferwicklung, die nur durch einThe subject of "the present invention is" a type, at. which the whole magnetic circuit for a maximum of its effectiveness a5 is set up for asynchronous start-up. The poles are made of insulated wrought iron plates that are 3 mm thick or more, where, diesei ■ Strength depending on ■ the desired starting torque for the most favorable starting conditions possible is calculated. The yoke is there. either from panels of the same thickness or it • is massive. In this case, it receives a magnetic shunt, formed from laminated sheet metal or sheet metal plate ^. The PoI shoes are laminated: They carry a uniaxial damper winding that only goes through a

Feld in der Achse des Polzwischcniaunics induziert wird. Bei Anlauf kann die Dampfci-.wicklung über Schleifringe an regeibaic Anlaßwiderstände gelegt werden Tm /synchronen Betrieb wird sie kui/geschlossen (Fig. ι bis 3).Field induced in the axis of the Polzwischcniaunics will. When it starts up, the steam winding via slip rings to regeibaic starting resistors are placed Tm / synchronous Operation is closed / closed (Fig. Ι to 3).

Um die Wirkungsweise diesel neuen Bauart zu verstehen, betrachten wir die Ausbildung des Feldes in der Achse dei Ilauplpolc (Längsfeld) und des Polzwischcnraumcs (Querfeld) getrennt. Bei asynchronem Anlassen bildet der Stator in beiden Achsen Wechselstromamperewindungen aus Die Liregeramperewindungen des Langsfcldcs AW_x werden fast ausschließlich im Luftraum AW>5 und den Polschenkeln AW\ verbiaucht. Die erste Komponente ist phasenglcich mit demLängsflußJV_s. Dagegen weiden in den Polplatten durch den Wechselfluß Wirbclstrome erregt," welche die Phase des Flusses \ ei zogern und ihn an der Oberfläche dei Platten zu sehr hohen Induktionen verdichten So kommt es, daß die magnetomotoiische Kraft für die Schenkel viel größer wild als im noi- ^⁰ malen Betriebe, und daß sie dein Fluß um einen beträchtlichen Winkel voreilt. Besondere Untersuchungen haben gezeigt, daß .' dieser Winkel nur'wenig veränderlich ist und etwa 55° beträgt. In welchem' Verhältnis also auch Luftspalt- und Schenkclamperewin- ' düngen stehen mögen, stets wandert die Ecke T des Amperewindungsdreieckes auf cineny Kreisbogen über OA, dessen Zentriwinkel etwa iio° beträgt (Fig. 4). In order to understand the mode of operation of this new type of construction, let us consider the formation of the field in the axis of the Ilauplpolc (longitudinal field) and the intermediate pole space (transverse field) separately. In the case of asynchronous starting, the stator forms AC ampere turns in both axes. The Lire ampere windings of the longitudinal field AW _x are almost exclusively used in the air space AW> 5 and the pole legs AW \ . The first component is in phase with the longitudinal flow JV _s . On the other hand, eddy currents graze in the pole plates due to the alternating flux, "dragging the phase of the flux and condensing it to very high inductions on the surface of the plates. ^ ⁰ paint plants, and that they lead the river by a considerable angle. Special research has shown that. ' this angle is only slightly variable and amounts to about 55 °. In whatever relation the air gap and side clamps fertilizers may be, the corner T of the ampere turn triangle always moves on a cineny arc over OA, the central angle of which is about 10 ° (Fig . 4).

Die vorliegende Erfindung überläßt aber ■ auch die Aufteilung der Amperewindungen .However, the present invention also leaves the division of the ampere turns.

, nicht dem Zufall, sondern schreibt sie so vor, ; daß das Verhältnis aus Anlauf moment zu ; A-F/i-Verbrauch möglichst groß wird. Si« ,; erreicht dies, indem sie EA (Fig.4) gleich 5 der j enigen Amperewindungszahl macht, welche ' ■ bei Synchronismus und kurzgeschlossenem Stator auf den Polen benötigt wird, um den, not to chance, but prescribes it so,; that the ratio of starting moment to; AF / i consumption is as large as possible. Si «,; achieves this by making EA (Fig. 4) equal to 5 of the number of ampere-turns which is required for synchronism and a short-circuited stator on the poles

- angenommenen Anlauf strom durch den Stator zu treiben. Legt man dann von E die Tan-- to drive the assumed starting current through the stator. Then you put the E Tan

10 gente ET an den Kreis, so ist für den Berührungspunkt T und das ihm benachbarte Ge-10 gente ET to the circle, then for the point of contact T and the neighboring geometry

: biet die Aufteilung der Amperowindungen: offers the division of the ampere windings

• über Luftspalt und Schenkel eine denkbar ^günstige. Um aber diese. Aufteilung tatsäch-• Conceivably cheap via the air gap and legs. But to this. Actual division

* 15 Hch z)i verwirklichen, muß die Stärke der.* 15 Hch z) i must realize the strength of the.

Blechplatten richtig gewählt werden. Dazu führt folgende Überlegung:Sheet metal plates are chosen correctly. The following consideration leads to this:

, ■■;. Der günstigsten Aufteilung der Längsfeld- ; ■ : amperewindungen entspricht eine bestimmte ao Amperewindungszahl für den Luftraum AWö, daher auch ein bestimmter Schenkelfluß N₅ und eine bestimmte Amperewindungszahl pro V. Zentimeter Schenkellänge AWJcm. Diese spezifische Amperewindungszahl bringt pro as Zentimeter Ouerschnittsumfang jeder Platte eine ganz bestimmte Induktionsströmung NJcm zustande, denn nur eine dünne Schicht am Querschnittsumfang der massiven Platte, ' '-.nicht der ganze Plattenquerschnitt leitet den ■'. 30 Wechselfluß. Somit kennt man sowohl den Gesamtfluß als auch den Fluß pro Zentimeter Plattenumfang und erhält daraus den insgesamt benötigten .Plattenumfang und damit, die Anzahl und Stärke der Platten, in welche 35 der Polschenkel zu unterteilen ist., ■■ ;. The most favorable division of the longitudinal field; ■: ampere-turns corresponds to a certain ao number of ampere-turns for the air space AWö, hence also a certain leg flow N ₅ and a certain number of ampere-turns per V. centimeter leg length AWJcm. This specific number of ampere-turns creates a very specific induction flow NJcm for every centimeter of cross-section of each plate, because only a thin layer on the cross-section of the solid plate, '' - not the entire plate cross-section conducts the ■ '. 30 alternating flow. Thus, both the total flow and the flow per centimeter of plate circumference are known and the total required plate circumference is obtained therefrom, and thus the number and thickness of the plates into which 35 the pole limb is to be subdivided.

Die rechnerische Methode kann noch verfeinert, insbesondere auch dem Streufeld zwi-.·.; sehen den Polspitzen und im Polzwischenraum ■ Rechnung getragen werden. Da diese Streu-40 ung schädlich ist, kann man sie durch Einbau eines Kurzschlußkreises in die neutrale Zone unterdrücken oder sogar durch entsprechende Bemessung des -Widerstandes dieses Kurzschlußkreises nutzbar machen. Die Grundzüge der Bemessung werden jedoch· dadurch nicht geändert.The computational method can be refined, especially the stray field between. · .; see the pole tips and in the space between the poles ■ are taken into account. Since this litter 40 it can be avoided by installing a short circuit in the neutral zone suppress or even by appropriate dimensioning of the resistance of this short circuit make useful. The main features of the dimensioning are, however, · thereby not changed.

Im Gegensatz zum Längsfekl schließt sich das Querfeld in der Hauptsache nur durch den Luftspalt und den geblätterten Polschuh.: Der Anlaßwiderstand der Dämpferwicklung wird so bemessen, daß auch für das Querfeld das A^erhältnis aus Drehmoment zu kVA-V&rbrauch nahezu ein Maximum wird und Längst und Oueramperewindungen des Stators gleich groß ausfallen. Durch gegenseitige Abgleichung der Plattenstärke und des Anlaßwiderstandes läßt sich di'es tatsächlich erreichen und so die allen anderen Bauarten anhaftende unsymmetrische Stromaufnahme der einzelnen Phasen bei Stillstand fast völlig vermeiden.In contrast to the longitudinal field, the transverse field is mainly closed only by the air gap and the peeled pole piece: The starting resistance of the damper winding is measured in such a way that the ratio of torque to kVA consumption is almost a maximum for the transverse field as well Long and Oueramperewindungen the stator turn out to be the same. This can actually be achieved by mutually balancing the plate thickness and the starting resistance and thus almost completely avoiding the asymmetrical power consumption of the individual phases at standstill, which is inherent in all other types of construction.

Claims

Patent Claims:

1. Synchronous machine with pronounced poles for asynchronous start-up, characterized in that pole legs or pole legs and yoke are constructed from mutually insulated plates which have a thickness of 3 mm or more, the thickness of the plates being dimensioned so that as a result of this resulting distribution of the longitudinal ampere turns over the air gap and pole legs the ratio of starting torque. to "; k VA consumption when starting is as large as possible. '

2. Synchronous machine according to claim 1, characterized in that the stray field ' in the pole space by installing a short circuit with or without controllable Resistance is suppressed.

3. Synchronous machine according to claim 1, characterized in that the pole shoes be laminated and provided with a uniaxial event winding.

1 sheet of drawings.