DE329851C - Verfahren zum schnellen Aberregen von Wicklungen mit grosser Selbstinduktion - Google Patents

Description

• Verfahren zum schnellen Aberregen von Wicklungen mit großer Selbstinduktion Bei großen elektrischen Dynamomaschinen, insbesondere solchen für Schiffsantriebe, wird das schnelle Steuern unter anderem dadurch beeinträchtigt, daß die natürliche Zeitkonstante der Feldmagnete groß ist. Es bedarf daher insbesondere auch beim Umsteuern der Motoren geraumer Zeit vom Abschalten der Erregung bis zum völligen Strom- und Spannungsloswerden des Stromkreises, bis das weitere Sehalten funkenlos erfolgen kann. Da die Zeitkonstante bereits in der Größenordnung einiger Sekunden liegt' und die Schaltzeit ein Vielfaches dieser Zeitkonstanten ist,. läßt sich ohne weiteres ermessen, daß die Schaltmanöver 'nur sehr langsam ausgeführt werden können.
• Gegenstand der Erfindung ist nun ein neues Verfahren, die Abklingzeit der Feldwicklung beträchtlich zu verkürten. Im besonderen wird die zu schaltendeFeldwicklung beim Abtrennen vom Netz auf einen Gegenspannungserzeuger geschaltet, und zwar so, daß die Magnetenergie zwischen Feldwicklung und Gegenspannungserzeuger oszilliert, und daß bei einem der ersten Durchgänge des Feldes der abzuschaltenden Spule durch Null die Feldwicklung abgeschaltet wird. Die Anordnung wird dabei so getroffen, daß das Magnetfeld nicht wie bei den bekannten Anordnungen aperiodisch abklingt, sondern in bei elektromagnetischen Kleinapparaten` bekannter Weise zwischen Feldwicklung und Gegenspannungserzeuger oszilliert. Bei diesem Oszillationsvorgang treten Durchgänge des Feldes der abzuschaltenden Spule durch Null erheblich früher ein als beim Abschalten. von Magnetwicklungen mit den üblichen aperiodischen Vorgängen. Dies soll nun der Erfindung gemäß ausgenutzt werden, indem bei einem der ersten Durchgänge des Feldes durch Null der Feldschalter geöffnet wird.
• Die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele mögen zur Erläuterung der Verhältnisse dienen. Bei der Anordnung gemäß Fig. i liegt an den Klemmen der Feldwicklung a ein Kondensator b. _ Sind die Schalter c und d geschlossen, so Wird -lediglich die Feldwicklung a vom Strome durchflossen, der Kondensator ist stromlos. Werden nun die Schalter c und d geöffnet und die Feldwicklung vorn Netz e abgetrennt, so lädt diese den Kondensator auf, die Feldenergie geht hierbei durch Null. In diesem Augenblick kann der Schalter h zwischen Kondensator und Feldwicklung geöffnet werden. Man muß nicht den ersten Durchgang durch Null wählen,- man kann auch den Kondensator sich wiederum in die Feldspule entladen lassen. Es entsteht dann ein Strom in umgekehrter Richtung, der die Feldspule zunächst ent- und dann gegenmagnetisiert. Bei: einem weiteren Durchgang durch Null kann wiederum der Schalter h geöffnet werden. Auf diese Weise kann die Abschaltzeit erheblich gegenüber den Anordnungen verkürzt werden, bei denen man das aperiodische Abklingen des Feldes abwarten muß.
• Der Kondensator, der somit einen großen Teil der in der Feldwicklung aufgespeicherten Energie aufnehmen muß, wird bei Maschinen großer Leistung sehr große Abmessungen erhalten. Zweckmäßiger sind daher die im folgenden beschriebenen Anordnungen. Der Feldwicklung a wird hiernach der Anker f einer Gleichstrommaschine parallel geschaltet, wie dies in Fig. 2 veransc$aulicht ist. Im normalen Betrieb der Feldwicklung fließt durch - den Anker der Gleichstrommaschine nur ein geringer Strom, der Leerlaüfstrom. Wird jetzt die Feldwicklung durch Öffnen der Schalter c und d vom speisenden Netz abgeschaltet, so fließt ihr Strom durch den Gleichstromanker, der vom .Netz e aus mit Hilfe seiner Feldwicklung g fremderregt ist. Der den Gleichstromanker durchfließende Strom lädt die Gleichstrommaschine mit der Energie des Magnetfeldes, indem er ihn beschleunigt. Sobald das Feld in. der Magnetwicklung verschwunden ist; flutet die Energie von der Gleichstrommaschine in das Magnetfeld zurück, wobei von der sich verzögernden Gleichstrommaschine ein Gegenstrom erzeugt wird, der zunächst die Remanenz des Magnetfeldes zum Verschwinden bringt. Durch passende Bemessung des Ankers, gegebenenfalls durch Ausrüstung des Ankers mit besonderen Schwungmassen, kann man nun jede beliebige Schwingungsdauer dieser Energiependelungen erzielen. Sobald das Magnetfeld erstmalig verschwunden ist, kann der Feldstromkreis mit Hilfe des Schalters h geöffnet werden. Der geeignete Zeitpunkt kann leicht, -z. B. an Meßinstrumenten, beobachtet werden; gegebenenfalls läßt sich auch eine Vorrichtung anordnen, durch die das Abschalten im feldfreien Zustande der abzuschaltenden Wicklungen selbsttätig-bewirkt wird.
• Zur Betätigung der Vorrichtung kann die Feldenergie, die nunmehr im Motor aufgespeichert ist und eine Geschwindigkeitssteigerung des Motors herbeigeführt hat, wirksam gemacht werden.
• Ein weiteres Äusführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in Fig.3 veranschaulicht. Hiernach läuft der Motor nicht dauernd mit, sondern er wird erst unmittelbar vor dem Öffnen der Hauptschalter an einen Teil i der Feldwicklung gelegt, während im Stromkreis des übrigen Teiles k der Feldwicklung der Feldregler m liegt. Diese Anordnung, wonach man den Gegenstrom nur in einen Teil der Feldwicklung fließen läßt, ist ohne weiteres zulässig, sobald nur das Magnetfeld dieses Teiles mit dem übrigen Teile der Feldwicklung genügend stark verkettet ist.
• Man ist bei der Anordnung nicht darauf angewiesen, die Gleichstrommaschine als fremderregte Maschine auszuführen, wie dies in den Ausführungsbeispielen dargestellt ist, man kann auch die Maschine mit Reihenerregung ausführen.

Claims (3)

1. PATENT-ANSPRÜcHE: i. Verfahren zum schnellen Aberregen von Wicklungen mit großer Selbstinduktion, insbesondere Feldwicklungen von großen- Dynamomaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung zunächst, wie es für elektromagnetische Kleinapparate bekannt ist, beim Abschalten vom Netz auf einen Gegenspännungserzeuger geschaltet ist, so daß die -Magnetenergie zwischen Feldwicklung und Gegenspännungserzeuger oszilliert, daß dann aber die Wicklung bei einem der erstenDurchgänge des -Feldes -der abzuschaltenden Spule durch Null- von dem Gegenspannungserzeuger getrennt wird..
2. 2. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Dynamomaschine an denKleriimen der auszuschaltenden Wicklung.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamomaschine an einem Teil der auszuschaltenden Wicklung liegt: q.. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch. einen Kondensator an den Klemmen der auszuschaltenden Wicklung.