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Selbstanlaufender Synchronmotor, bestehend aus einem Induktionsmotor
mit mechanisch gekuppelter Gleichstrom-Reihenschlußerregermaschine. Bekanntlich
benutzt man Gleichstrom-Reihensc'hlußmaschinen, um sie zwecks Synchronisierung von
Induktionsmotoren mit deren Sekundärwindung in Reihe zu schalten, wobei sie mit
diesen mechanisch gekuppelt werden.
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Eine in dieser Weise zusammengestellte Maschine wird, wenn dem Induktionsmotor
ein Wechselstrom zugeführt wird, als ein gewöhnlicher Induktionsmotor anlaufen,
wobei die Erregermaschine, die in Reihe mit der Rotorwindung des Induktionsmotors
verbunden ist, nur als .ein äußerer Sekundärwiderstand wirkt. Wenn die Gesamtmaschine
angelaufen ist und die Geschwindigkeit größer wird, verringert sich die Rotorfrequenz,
und es wird, wenn die letztere unter einen gewissen, genügend geringen Wert geht,
das magnetische Feld des Seriengenerators in der einen oder anderen Richtung
je nach den Umständen erzeugt werden; von diesem; Augenblick ,an wird die
Reihenschlußmaschine als Gleichstromgenerator arbeiten und der Rötorwindung des
Induktionsmotors einen Gleichstrom liefern. Dieser erzeugt in der Rotorwicklung
ein stationäres magnetisches Feld, und der Rotor wird durch das von der Statorwindung
erzeugte Drehfeld angezogen und die Gesamtmaschine auf diese Weise selbständig synchronisiert.
Sie läuft alsdann als selbsterregter Synchronmotor weiter, wobei der Seriengenerator
als Erreger dient.
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Nach der Erfindung wird nun in jeder Phase des Sekundärstromes eine
hohe Reaktanz vorgesehen, um einen Stromstoß beim Anlaufen zu verhindern und auch
die vorzeitige Erzeugung des Feldes in der Serienwicklungsmaschine zu vermeiden,
die kaskadenartig mit dem Rotor eines z. B. eine Dreiphasenwicklung aufweisenden
Motors verbunden
ist. Diese Reaktanz wird durch die Feldwicklung
des Seriengenerators gebildet, welche in drei getrennte, der Phasenanzahl der Sekundärwicklung
entsprechende Teile unterteilt ist, von denen ein Teil mit einer der Phasenwicklungen
des Rotors ,im umgekehrten Sinne zu den beiden andern verbunden wird, so daß die
in den Phasen der Rotonvicklung induzierten Strömeelektromagneiisch verstärkend
wirken, wenn sie durch die erwähnte Feldwicklung fließen. Die so in dem Sekundärstromkreis
eingeführte hohe Reaktanz wird den Sekundärstrom 'und infolgdessen auch den Primärstrom
beim Anlaufen wirksam beschränken. Wenn die Maschine an Geschwindigkeit zunimmt,
so wird die Reaktanz in demselben Maße abnehmen, als die Sekundärfrequenz abnimmt,
und sie wird schließlich beim Synchronismus 0 sein.
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Um die Anlaufkraft zu vergrößern, wird ferner gemäß der Erfindung
eine Käfigwicklung von hohem Widerstand auf dem Sekundärkern vorgesehen. Beim Übergang
der Gesamtmaschine in den Synchronismus wird diese Wicklung von selbst außer Wirkung
gesetzt.
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Der beschriebene Synchronmotor läuft von selbst ab, sobald der Hauptschalter
geschlossen wird, erregt sich selbst und synchronisiert sich selbsttätig.
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Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
angegeben, und zwar ist nach Abb. i die Gleichstrom-Reihenschlußmaschine mit der
Sekundärwindung eines Induktionsmotors durch einen einstellbaren Widerstand verbunden.
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Abb. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher der einstellbare
Widerstand weggelassen und der Rotor zum Anlag sen mit einer Käfigwindung versehen
ist.
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Nach Abb. 3 ist der Anlaßwiderstand nicht im Hauptstromkreis, sondern
in einem Sekundärstromkreis ,angeordnet, der juduktiv mit der Feldwindung der Serienmaschine
gekuppelt ist.
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In Abb. i bezeichnen P die Primärwindung und S die Sekundärwindung
eines Induktionsmotors. A ist der Anker einer Gleichstrom-Serienmaschine, deren
Feldwicklung in drei Teile F1, F#, und F3 unterteilt ist, d. h. F, F2 und F3 sind
die Teile einer Windung, die auf einem entsprechenden Polpaar angeordnet ist. Das
eine Polende dieser drei Teile ist mit der Sekundärwicklung des Induktionsmotors
über den Serienanlaßwiderstand R verbunden, während die anderen Polenden mit dem
Anker A der Serienmaschine in solcher Weise verbunden sind, daß zwei von ihnen,
F2 und F3, parallel angeordnet sind und das andere, F1, in umgekehrter Richtung
angeschlossen ist, so daß die magnetischen Wirkungen dieser drei Windungsteile sich
addieren, wie das an sich bekannt ist. Der Widerstand R dient für die Spannungsregelung,
nachdem die gesamte Maschine in Synchronismus eingetreten ist.
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In Abb. 2 ist oder Serienwiderstand A weggelassen, dagegen ist auf
dem Läufer des Induktionsmotors . eine Käfigwindung von hohem Widerstand vorgesehen,
um die gesamte Maschine selbstanlaufend zu machen. In diesem Falle wird in der Käfigwindung
während der Synchronenarbeit der Maschine kein Energieverlust auftreten.
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In Abb.3 ist der Anlaßwi,derstand nicht wie in Abb. i unmittelbar
in den Sekundärstromkreis eingeschaltet, sondern mit einer Sekundärwindung F verbunden,
die induktiv mit den Windungen F1, F2 und F3 verbunden ist. In diesem Fallre kann
indessen der Widerstand R nicht zur Regelung der Felderregung benutzt werden, nachdem
die gesamte Maschine im Synchronismus übergegangen ist. Die Feldregelung kann gewünschtenfalls
durch Anbringung eines einstellbaren Nebenschlusses in der Feldwindung der Serienmaschine
erreicht werden.
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In den Ausführungsbeispielen ist eine dreiphasige Maschine dargestellt.
Ähnliche Verbindungen können leicht auch für Zwei- oder andere Mehrphasenwicklungen
vorgenommen werden.