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Einrichtung zur Erregung asynchron anlaufender, nach Art der Asynchronmotoren
gebauter Synchronmotoren. Die Erregung asynchron anlaufender, nach Art der Asynchronmotoren
gebauter Synchronmotoren geschieht bekanntlich in der Weisse, daß in tlen Stromkreis
oder auf den Anlaßwiderstand :geschalteten Rotorwicklung eine Gleichstromerregermaschine
eingeschaltet wird, deren Feld erregt wird, wenn der Motor nahezu seinen Synchronismus
erreicht hat. Man kann diie Verhältnisse so wählen, sdaß der Synchronismus sich
dann als Folge der
Zuschaltung der Gleichstromerregung fast augenblicklich
einstellt. Stellt man nun die Gleichstromerregung derart ein, daß der synchronisierte
Motor bei Normallast einen cos (p = i hat, dann ist er für dien Leerlaufsfall
stark übererregt, bei Überlastung dagegen untererregt, so :daß die Kompensierung
der Phasenverschiebung nur eine unvollkommene ist. Um- die vollkommene Kompensierun.g
bei allen Belastungen zu erhalten, müßte die Gleichstromerregung des Motors in Abhängigkeit
\om Belastungszustand erfolgen, und zwar in der Weise, daß die Erregung ,bei Überlast
verstärkt, bei Unterlast geschwächt wird! Dies läßt sich auch auf ,indirektem Wege
dadurch erreichen, daß die Erregung der Erregermaschine in Abhängigkeit vom Belastungstrom,
des Motors im beschriebenen Sinne beeinflußt wird.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung zur Erregung asynchron
anlaufender, nach Art der Asynchronmotoren gebauter Synchromnotoren, bei der als
Erregerstrornquelle eiere Maschine verwendet wird, deren Magnetfeld, im ruhenden
Magnetsystem durch Mehrphasenstrom erzeugt wird, wobei der Erregerstrom für dien
Motor einem mit der ebenfalls ruhenden Ankerwicklung der Erregermaschii:ne verbundenen
Kollektor mittels rotierender, vom zu erregenden Motor angetriebener Bürsten al#genommen
wird Diese Einrichtung ermöglicht eine selbsttätige Einstellung der Phasenkompensation
des Motors bei allen Belastungen, weil das Feld der Erregermaschine durch Mehrphasenstrom
erzeugt wird und man deshalb in der Lage ist, diesen Erregerstrom mit dem :Arbeitstrom
des Hauptmotors magnetisch oder elektrisch zu koppeln. In einfacher Weise erfolgt
diese Kopplung dadurch, daß die mchrphasi;ge Erregerwicklung der Erregermaschine
in Reihe mit ;der vom Netz gespeisten (Primär-) Wneklung des Motors geschaltet wird,
wie es durch das Ausführungsbeispiel der Abb. i gezeigt wird. Dort bedeutet a ein
Dreiphasennetz, b die Erregerwicklung der Erregermaschine, c,den Kollektor,
welcher mit der ru'hend'en Armatur d verbunden ist.
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e sind idie an ,dem Bügel f sitzenden Bürsten zur Entnahme
.dies Erregerstromes für den _Niotor.
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Der Bügel f wird von der Motorwelle g in Umdrehung versetzt. Auf dieser
Welle befinden sich :die drei Schleifringe h, von denen der eine nvit einer der
Kollektorbürsten, die beiden andern mit dien Enden je einer Rotorplnase der dreiphasigen
Rotorwicklung i des Hauptmotors verbunden sind. Die zweite Kollektorbürste ist mit
dem Ende der dann noch freien Rotorphaise unmittelbar verbunden. Die Errc:ger%v@ickIung
b ist mit der Stator-#vidklung k dies Hauptmotors in Reihe geschaltet. Auf den drei
Schleifringen h schleifen Bürsten 1, welche mit ,den auf dein Anlaßwiderstand m
verschiebbaren Kontakten ia verbunden sind.
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Der Motor wird in der üblichen Art mit Hilfe dies Widerstandes in
angelassen. Der primäre Motorstrom erregt dabei das Feld .der Erregermaschine, welches
räumlich synchron rotiert, weil das Eisender Maschine fest steht. Den umlaufenden
Bürsten wird nun ein Strom entnommen, .der in jedem Augenblick eine Frequenz zeigt,
welche gleich ist der Frequenz Bier Schlüpfung des Hauptmotors. Dieser Strom dient
somit schon während des Anlaufeis zur Erregung des Hauptmotors. Dieser läuft somit
nicht stoßweis° in den Synchronismus, sondern ganz sanft, weil die Erregermaschine
in der unmittelbaren Nähe der synchronen Tourenzahl ,einen mit der Schlupffrequenz
langsam puilsierencicn Gleichstrom liefert, der bei Erreichung des Synchronismus
in einen wirklichen Gleichstrom übergeht.
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Ändert sich nun .die Belastung des Motors, dann ändert sich auch sein
Primärstrom und im gleichen Sinne das Erregerfeld der Erregermaschine. So entspricht
--ler .kleineren Belastung ein kleinerer Erregerstrom, der größeren Belastung ein
größerer Erregerstrori in demsynch.ronisiertenHaupümotor. Daher ist es möglich,
die Phasenverschiebung ,bei allen Belastungen klein zu halten. Im allgemeinen wird
aber @die Änderung der Erregung in Abhängiigkeit von der Belastung bei der Anordnung
nach Abb. i zu groß sein, so,da ß man der Erregermaschine eine gekrümmte Charakteristik
geben müßte, um die Änderung der E. M. K. unterproportional der Änderung des Erregerstromes
zu machen. Dies würde jedoch zu großen Verlusten und ,großen Abmessungen d ierMaschinen
führen. Ein a nderes Mittel, die Proportionalität aufzuheben, eist :dadurch gegeben.,
:daß man die mehrphasige Erregerwicklung der Erregermaschine parallel zu der vom
Netz gespeisten Wicklung des Motors an das Netz legt und beide Primärstromkreise
z. B. durch einen Reihentransformator induktiv koppelt. Die Wahl des Kupplungsgrades
steht :dann frei, und man hat dadurch ein Mittel, die Erregung den Erfordernissen
des Betriebes anzupassen.
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An Stelle der Verwendung eines Reihentransformators kann auch eine
Anordnung treten, wie sie Abb. 2 zeigt. Dort ist nur das Netz a und, die
Erregerwicklung b
der Erregermaschine dargestellt, welche mit der Primärwicklung
des Motors in Reihe liegt. Außer dieser Err-agerwicklung b besitzt nun die Erregermaschine
noch
auf dem ;gleichen Eisenkörper dlie Erregerwicklun;g o, welche im dargestellten Falle
in Dreieck ,geschaltet ist und über die Drosselspulen p an .das Netz a gelegt
isst. Die Drosselspulen P @dienen dazu, die Kopplumg der Wicklungenh undlo lose
zu machen, damit überhaupt ein Einfluß des Hauptstromes auf das Erreg erfel,d zustande
kommen kann. Die Änderung sdes Erregerfeldes ist in diesem Falle aber unterproportional
der Änderung des Hauptstromes, wie es sich praktisch als notwerndlig zeigt.
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Will man aber von dem Einbau besonderer Drosselspulen absehen, ,dann
müßte Ader Einfluß der Wicklung o auf dne Feldstärke der Erregermaschine oberhalb
gewisser Belastungswerte des Motors ,beseitigt werden. Unterhalb .dieses ,irgenc1'w@ie
gewählten Belastungswertes wäre idann die Feldstärke sder Erregermaschine konstant
und nur bestimmt :durch die Wicklung o, oberhalb des Grenzwertes, dagegen mit dein
Hauptstrom gleichsinnig veränderlich und nur bestimmt .durch :die Wicklung b. Eine
Einrichtung, die dies ermöglicht, ist durch Abb. 3 dargestellt. Die Bedeutung der
Buchstaben ist die bleiche wie :in Abb. 2. Die Drosselspulen sind weggefallen, sdafür
ist .der Schalter q und das Relais y vorgesehen, welches vom Hauptstrom;
sd'es Motors gesteuert wird!. Unterhalb eines bestimmten Stromwertes bleibt Schalter
q geschlossen und der Fluß der Erregermaschine ist lediglich durch die an konstanter
Spannung liegende Wicklung o bestimmt. Bei Überschreiten jenes Stromwertes öffnet
sdas Relais r :den ,Schalter q
und trennt edamit .die Wicklung o vom Netz
ab. DDie Wicklung b erzeugt :dann ein mit dem Hauptstrom gleichsinnig veränderliches
Feld in der Erregermaschine.
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In Abb. q. sind die verschiedenen Belastungen e ntsprechend'en Stromkurven
des Motors dargestellt. Man erkennt, daß ,das Minimum des Hauptstromes T für verschiedene
Belastungen bei verschiedenem Erregerstrom s, auftritt. Die Linie u-v entspricht
-dem Betrieb der Erregermaschine mit ler Reihenwicklung (b) allein, die Linie
w-x dagegen dem Betrieb mit Reihenw jioklung (b), Nebens 'h!lußwicklung o und Drosselspule
(p) und die gebrocbene Linie z-y-v sdonn Betrieb gemäß seiner Einrichtung nach A@bb.
3, bei welcher zunächst die Nebenschlußwickl!ung (b) alaein das Feld bestimmt (Strecke
z-y), wähnend nach Öffnung sdes Schalters q sdurch das Relais y der Flux
lediglich von der Rßnhenwicklung b erzeugt winds (Strecke y-v). In @dLr beschriebenen
Weise isst es möglich, die Phasenkompensation ,des Motors bei allen Belastungen
auf cos p = i oder einem @diesem nahen Wert zu erhalten.