DE333972C

DE333972C -

Info

Publication number: DE333972C
Application number: DE1919333972D
Authority: DE
Original assignee: Metropolitan Vickers Electrical Co Ltd
Current assignee: Metropolitan Vickers Electrical Co Ltd
Priority date: 1952-08-28
Filing date: 1919-08-19
Publication date: 1921-03-07

Description

Einrichtung zur Verminderung oder Verhütung der Funkenbildung am Kommutator von Gleichstromdynamomaschinen. Die Erfindung bezweckt die Funkenbildung bei Gleichstromdynamomaschinen zu vermindern oder zu verhüten.
Beim Arbeiten von Gleichstromdynamomaschinen, beispielsweise als Generator, ist es wohl bekannt, daß Unregelmäßigkeiten im Stromfiuß eine Verdrehung des Feldes bewirken, wodurch regelwidrige, drehend wirkende elektromotorische Kräfte in den der Kommutatorwirkung unterliegenden Ankerspulen entstehen und an den Bürsten Funken auftreten. Diese werden durch die Drehung des Ankers um den Kommutator mitgerissen und bewirken so, besonders bei Hochspannungsgeneratoren häufig Rundfeuer. Erfindungsgemäß sind Mittel angeordnet, durch die bei übermäßiger Stärke des Hauptstromes zwei oder mehr Stellen der Ankerwicklung von ganz verschiedenem Potential miteinander unmittelbar oder mittels eines Ohmschen Widerstandes verbunden werden. Das Kurzschließen der Ankerwicklung unterdrückt sofort das Feld und vermindert die Spannung vor dem Öffnen des Stromunterbrechers in solchem Maße, daß, wenn der Unterbrecher in Wirkung tritt, der entstehende Lichtbogen von verhältnismäßig niedriger Spannung ist und daher leicht verlischt.
Zur Ausführung der Erfindung können auch Mittel vorgesehen werden, durch die beim Arbeiten des Unterbrechers zwecks Öffnung des Stromkreises die Ankerverbindung selbsttätig geöffnet wird und ferner Mittel, durch die der I Feldstromkreis geöffnet wird..
Auf beiliegender Zeichnung ist Fig. i eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Gleichstromgenerators in Verbindung mit gewissen Hilfsvorrichtungen und zugehörigen Stromkreisen und Fig. 2 eine der Fig. i ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Der in Fig. i dargestellte Gleichstromgenerator 3 besitzt einen Anker q. und einen von einem Rahmen 6 `getragenen Feldmagneten 5. Der Anker ¢ besitzt eine Gleichstromwicklung 7 irgendeiner Art. Diese Wicklung ist -einerseits mit dem Kommutator 8 verbunden und anderseits mit Stellen ganz verschiedenen Potentials an Hilfsschleifringe g, g gelegt. Der Strom wird vom Kommutator 8 über eine Reihenfeldwicklung ii und einen Unterbrecher 12 in den Arbeitsstromkreis geleitet. Bei Anlagen, die Überlastungen ausgesetzt sind, wird die Reihenfeldwicklung wegen des plötzlichen Anwachsens der Feldstärke infolge des Überstromes fortgelassen. Nebenschlußerregung ist für den Pol 5 durch eine Feldwicklung 13 mit regelbarem Widerstand 1q. vorgesehen.
Der bei 12 dargestellte Hauptstromunterbrechers wird durch einen vom Hauptstrom erregten Elektromagneten 15 bewegt. Ein schnell ansprechendes Relais 25 wird beim Auftreten von Überstrom in einer kürzeren Zeit als der llauptstromunterbrecher iz erregt und schließt daher einen Stromkreis zwischen den Schleifringen 9, 9, bevor der Hauptstromunterbrecher i2 geöffnet wird. Das Relais 25 besitzt feststehende Kontakte 17 und 18 und einen beweglichen Kontakt 16.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Beim Auftreten eines Überstromes, beispielsweise infolge eines Kurzschlusses in der Hauptleitung io, schließt das Relais 25 zuerst einen Stromkreis zwischen den Schleifringen 9, 9 und verbindet so die zusammengehörigen Punkte entgegengesetzter Polarität der Ankerwicklung.
In der Zeit zwischen dem Kurzschließen der Ankerwicklung und der Unterbrechung des Lichtbogens an den Hauptkontakten dient die Verbindung einzelner Stellen der Ankerwicklung dazu, die Spannung im Anker zu vermindern und das Feld zu schwächen, wodurch die Neigung der Funkenbildung .am Kommutator und an den Schalterkontakten vermindert wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die allgemeine Anordnung der Einrichtung - derjenigen in Fig. i ähnlich, jedoch mit folgenden zusätzlichen Einrichtungen: Die Kontakte 16, =7 und 18 wirken in der Weise, daß sie den Kurzschlußweg des -Ankers gleich zu -Beginn der Bewegung des Unterbrechertopfmagneteni5 schließen. Der Stromkreis über die Kontakte 17 und-i8 wird ferner durch Kontakte i9 und 2o und eine Brücke 21 geschlossen. Diese Teile bilden Kontakt, wenn der Stromunterbrecher i2 geschlossen ist und werden nicht getrennt, bis letzterer voll geöffnet ist. Die Verbindung zwischen den Schleifringen 9, 9 kann mit einer Selbstinduktionsspule 22 versehen sein.
Die Erfindung ist besonders bei Hocbspannungsgeneratoren anwendbar, bei welchen häufig eine Neigung zur Funkenbildung eintritt. Bei solchen Maschinen wird zweckmäßig eine getrennt erregte Feldwicklung verwendet, - Der Stromunterbrechermagnet 15 kann ferner Kontakte 27, 28, 29 zwecks Öffnung des Feldstromkreises vor der an den Kontakten i9, 2o, 21 stattfindenden Öffnung des Ankerkurzschlusses bewegen.
Beint Arbeiten der in Fig= 2 dargestellten Einrichtung wird Kontakt bei 16, 17 und 18 wie vorher beim Auftreten von Überstrom hergestellt. Die induktive Reaktanz 22 begrenzt den durch den Ankerkurzschluß fließenden Strom und bewirkt eine weitere Schwächung des Feldes. Diese induktive Reaktanz dient ferner dazu, einen Teil der Energie zu absorbieren und so die -für die Funkenbildung zur Verfügung stehende Energiemenge zu vermindern. Nachdem der Unterbrecher den Arbeitsstromkreis geöffnet hat, wird der Feldstromkreis an den Kontakten 27, 28, 29 geöffnet. Die Kontaktbrücke 21 wird dann von den Kontakten i9, 2o entfernt, wodurch der Ankerkurzschluß geöffnet wird, dessen Energie in Form eines kleinen Funkens vernichtet wird. Es ist manchmal erwünscht, die umständliche Einrichtung für das selbsttätige Öffnen des Feldstromkreises und des Ankerkurzschlusses zu vermeiden und dafür eine Einrichtung anzuordnen, welche vor der Wiederingangsetzung der Maschine die Schaltbewegungen von Hand auszuführen gestattet.
Die Reaktanz 22 ist für ein zufriedenstellendes Arbeiten der Einrichtung nach Fig. 2 nicht erforderlich und dient nur zur Verminderung des Stromstoßes. In vielen Fällen genügt die dem Anker innewohnende Reaktanz diese Wirkung in dem gewünschten Maße auszuüben.
Die nur an zwei Ausführungsbeispielen erläuterte Erfindung kann ohne Beeinflussung des Erfindungsgedankens verschiedene Abänderungen erfahren.

Claims

PATENT-ANSPRÜcHE: i. Einrichtung zur Verminderung oder Verhütung der Funkenbildung am Kommutator von Gleichstromdynamomaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß feste Punkte verschiedenen Potentials der Ankerwicklung über Schleifringe und Bürsten an Kontaktstücke angeschlossen sind, die bei Überstrom durch einen Hauptstromschalter oder ein Hauptstromrelais miteinander verbunden werden, so daß dadurch die Spannung -zwischen nebeneinanderliegenden Kommutatoistegen und zwischen nebeneinanderliegenden Bürsten beträchtlich vermindert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkte verschiedenen Potentials der Ankerwicklung beim Auftreten eines übermäßigen Stromes im Hauptstromkreis der Maschine über eine Impedanz verbunden werden.
3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstromschalter nach Unterbrechung des Hauptstromkreises die Verbindung zwischen den Punkten verschiedenen Potentials der Ankerwicklung und unter Umständen auch noch den Erregerkreis unterbricht. q.. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch ; gekennzeichnet, daß die Spule des Überstromunterbrechers als Bewegungsspule für das den Ankerhilfskreis steuernde Relais dient.