DE365303C

DE365303C - DC multi-phase current single armature converter

Info

Publication number: DE365303C
Application number: DESCH54757D
Authority: DE
Original assignee: ARTHUR SCHERBIUS DR ING
Current assignee: ARTHUR SCHERBIUS DR ING
Priority date: 1919-03-23
Filing date: 1919-03-23
Publication date: 1922-12-12

Description

Gleichstrom-mehrphasenstrom-Einankerumformer: Die Umformung von Drehstrom in Gleichstrom ist durch rotierende Einankerumformer leicht möglich, dagegen stößt die Umformung von Gleichstrom in Drehstrom auf Schwierigkeiten, die darin bestehen, daß bei induktiver Belastung die nacheilenden Ströme das Gleichstromfeld des Umformers schwächen, wodurch dieser schneller läuft, so daß die Periodenzahl nicht mehr konstant bleibt. Besonders schwierig werden die Verhältnisse bei solchen Einankerumformern, bei denen Anker und Kollektor stillstehen, während die Bürsten umlaufen, in diesem Fall muß ein Feld gebildet werden. Dies könnte durch einen übererregten Synchronmotor erfolgen, der Mabnetisierungsströme an den Umformer abgibt. Dieses `'erfahren hat aber den Nachteil einer Hilfsmaschine; ferner ist die :genaue Einstellung des Feldes schwierig, da die Synchronmaschine auch noch die ständig wechselnden Magnetisierungsströrne des angeschlossenen Belastungsnetzes liefern müßte.DC multi-phase current single armature converter: The conversion of three-phase current in direct current is easily possible by rotating single armature converters, but this is against the conversion of direct current into three-phase current to difficulties that consist in that with inductive load the lagging currents the direct current field of the converter weaken, whereby it runs faster, so that the number of periods is no longer constant remain. The conditions will be particularly difficult in such Single-armature converters in which the armature and collector stand still while the brushes circulate, in this case a field must be created. This could be caused by an overexcited Synchronous motor take place, which emits Mabnetisierungsstrom to the converter. This but has experienced the disadvantage of an auxiliary machine; furthermore is the: exact setting of the field difficult because the synchronous machine is also constantly changing Magnetization currents of the connected load network would have to deliver.

Die Erfindung soll diesen Übelstand vermeiden, indem sie in dem Umformer ein Fell schafft, welches bei, gegebener Tourenzahl einerseits selbsttätig die Gleichstromspannung enau balanciert und anderseits die durch vor- oder nacheilende Ströme im Anker erzeugten Felder kompensiert. Der Erfindung gemäß geschieht dies durch Anwendung eines kurzgeschlossenen Bürstensatzes, der in einer zu der Gleichstrombürstenachse senkrechten Achse liegt; eine Anordnung, wie sie für Umformer zur Umwandlung von Drehstrom in Gleichstrom ztvar an sich bereits bekannt, für L inwandlung von Gleichstrom in MehrphaseInstrom aber neu und von besonderem Vorteil ist.The invention is intended to avoid this drawback by being in the converter creates a skin which, on the one hand, automatically supplies the direct current voltage for a given number of revolutions Exactly balanced and on the other hand those generated by leading or lagging currents in the armature Fields compensated. According to the invention, this is done by using a short-circuited Brush set lying in an axis perpendicular to the DC brush axis; an arrangement such as that used for converters for converting three-phase current into direct current ztvar already known per se, for converting direct current into multi-phase current but is new and of particular advantage.

Die Schaltung ist in der Abbildung dargestellt: Sg sei die Gleichstrom-, Sd die Drehstromseite. Der Drehstrom wird an drei um 12o° gegeneinander versetzten Punkten an der Wicklung abgenommen. Die Bürstenbi und b, führen den Gleichstrom zu, während die beiden Bürsten b3 und b4 kurzgeschlossen sind. Werden nun Anker und Bürsten gegeneinander verdreht, so fließt zunächst ein Strom in Richtung des Pfeiles p im Anker, der ein gleichgerichtetes Feld erzeugt. Dieses Feld erzeugt beim Lauf eine Spannung, einen Strom und ein Feld in Richtung des Pfeiles q; dieser erzeugt wieder eine Spannung in Richtung von p1, welche der Spannung des Gleichstromnetzes entgegengesetzt ist. Der Strom bz«-. das Feld in Richtung q wächst nun so lange an, bis die Gegenspannung in Richtung p, fast genau gleich p ist, so daß (bei unbelasteter Drehstromseite) nur gerade ein so großer Strom durch die Bürsten bi, l@ fließt, daß er den Kurzschluß-Strom in Richtung q zur Bildung des notwendigen Erregerfeldes erzeugen kann, wozu naturgemäß ein geringer Strom bzw. Feld in Richtung p genügt.The circuit is shown in the figure: Let Sg be the direct current, Sd the three-phase side. The three-phase current is offset from one another by 12o ° on three Points on the winding removed. The brushes bi and b carry the direct current closed while the two brushes b3 and b4 are short-circuited. Now become anchors and brushes twisted against each other, a current first flows in the direction of the Arrow p in the anchor, which creates a rectified field. This field generates while running a voltage, a current and a field in the direction of the arrow q; this again generates a voltage in the direction of p1, which is the voltage of the direct current network is opposite. The stream bz «-. the field in direction q grows for so long until the counter-voltage in direction p is almost exactly equal to p, so that (with unloaded Three-phase side) only such a large current flows through the brushes bi, l @, that it has the short-circuit current in direction q to form the necessary excitation field can generate, for which a small current or field in direction p is of course sufficient.

Wird nun der Umformer drehstromseitig belastet, so erzeugen dessen Wattströme ein Gegenfeld in Richtung p, die nacheilenden Ströme ein Feld in der Richtung gegen q. An den Feldverhältnissen des Ankers kann sich hierdurch aber nichts ändern, da die Gleichstromspannung zwischen bi und b. immer ein :ganz bestimmtes Feld q verlangt, wie aus den vorstehenden Betrachtungen hervorgeht. Um :dies Feld aufrechtzuerhalten, stellt sich der Strom in den Bürsten b. und b, so groß ein, daß er stets einerseits das Feld der nacheilenden Drehströme vernichtet und darüber hinaus ein wirksames Arbeitsfeld erzeugt. Der Strom in den Bürsten b3 und b., stellt sich so ein, daß er das Feld des Wattstromes aufhebt und noch ein kleines Restfeld zur Erzeugung des Stromes in Richtung q bleibt. Der Gleichstrom in Richtung p arbeitet gegen die ganze Spannung, der in Richtung q im Kurzschluß, der erstere ist Leistungsstrom, der andere reiner Erregerstrom.If the converter is now loaded on the three-phase side, it will generate it Watt currents an opposing field in direction p, the lagging currents a field in the Direction towards q. However, this cannot change the field conditions of the anchor change as the DC voltage is between bi and b. always one: very specific Field q requires, as can be seen from the above considerations. Um: this field to maintain the current in the brushes b. and b, so big a, that on the one hand it always destroys the field of the lagging three-phase currents and above it also creates an effective field of work. The current in brushes b3 and b. Represents in such a way that it cancels the field of the watt current and a small remaining field to generate the current in direction q remains. The direct current in direction p works against the whole voltage, the one in direction q in the short circuit, the former is power current, the other pure excitation current.

Ist der wattlose Strom voreilend, so wird der Gleichstrom in b3 und b4 verkleinert, er kann auch null werden und seine Richtung ändern.If the wattless current is leading, the direct current in b3 and b4 is reduced, it can also become zero and change its direction.

Der Umformer kann sowohl mit umlaufender Anker und festen Bürsten als auch finit feststehendem Anker und umlaufenden Bürsten arbeiten und für Zwei-, Drei- oder Mehrphasenstrom ausgeführt werden.The converter can be used with both rotating armature and fixed brushes as well as finite fixed armature and rotating brushes and for two-, Three-phase or multi-phase electricity can be carried out.

Claims

PATENT CLAIM: DC multi-phase current single armature converter, whose collector (in the two-pole version) the direct current is supplied at diametrical points and from whose winding the multi-phase current is dissipated at points evenly distributed around the circumference, characterized in that in one to the direct current Brush axis vertical axis in a known manner is a second short-circuited brush pair.