DE423238C - Synchronmaschine mit zwei um 90íÒ gegeneinander verschobenen Magnetfeldern - Google Patents

Description

• Synchronmaschine mit zwei um 90° gegeneinander verschobenen Nagnetfeldern. Für manche Zwecke, z. B. zur Erregung von Drehstromkollektormotoren, die zwecks Regelung der Drehzahl und Phasenkompensation in Kaskade mit Asvnchronmotoren arbeiten, sind Synchromnaschinen mit zwei um 9o° gegeneinander verschobenen Erregerwicklungen, d. h. mit zwei um 9o° gegeneinander verschobenen Feldern nötig. Man kann hierfür eine gewöhnliche Zweiphasenwicklung, wie sie in Abb. i der Zeichnung dargestellt ist, verwenden. Man kann aber auch nach Abb.2 eine Dreiphasenwicklung verwenden, bei der beispielsweise die Phase i für Zclie Erzeugung des einen Feldes, die beiden hintereinandergeschalteten Phasen 2 und 3 zur Erzeugung des andern um 9o° in der Phase verschobenen Feldes benutzt werden. Bei beiden Anordnungen weisen aber die zwei Felder eine von der Sinusform stark abweichende Trapezform auf. Beispielsweise zeigt Abb. 3 in den Kurven q. und 5 die räumliche Verteilung der durch die Anordnung nach AbD. 2 erzeugten beiden Felder. Die beiden Feldkurven zeigen Trapezform; die Kurve 5, die durch den Wicklungsteil i erzeugt wird, besitzt eine überwiegend gleichbleibende Feldstärke, da dieserWicklungsteil nur 1j3 der gesamten Polteilung bedeckt. Die stark voneinander abweichenden Amplitüden der beiden Kurven .4 und 5 rühren von verschieden starken Erregerströmen her. Das aus beiden Feldern resultierendeFeld ist, wie ausKurve6 der Abb.3 zu ersehen, stark verzerrt. Die Verzerrung bewirkt aber in der Ankerwicklung elektromotorische Kräfte bzw. Ströme höherer Frequenz. In dem obenerwähnten Fall der Kaskade eines Drehstromkollektormotors mit einem Asvnchronmotor verschlechtern diese höheren Harmonischen die Kommutierung des Kollektormotors und erzeugen starkes Bürstenfeuer.
• Um diesen Nachteil zu beseitigen, «-erden daher zur möglichst sinusförmigen Ver teileng der beiden um 9o° gegeneinander verschobenen Magnetfelder erfindungsgemäß für die beiden Erregerwicklungen zwei entsprechend geschaltete Dreiphasenwicklungen verwendet. Diese beiden Dreiphasen Wicklungen erzeugen für sich Felder von annähernder Sinusforin, so daß auch das resultierende Feld Sinusform besitzt. Die geschilderten Nachteile können daher nicht mehr auftreten.
• In Abb. 4. ist eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung dargestellt. Die beiden um 9o° gegeneinander verschobenen Magnetfelder werden für dieErzeugung einer möglichst sinusförmigen Feldkurve aus zwei in Stern geschalteten Dreiphasenwicklungen 7 und ä gebildet. Für die Gleichstromerregung sind die zweiDreiphasenwicklungen mit dem einen Phasenende an dein einen Pol, mit den beiden andern Enden an dem zweiten Pol einer oder zweier Gleichstromquellen angeschlossen. Die eine der drei Phasen führt daher den vollen Erregerstrom, die beiden andern Phasen sind parallel geschaltet und führen je den halben Erregerstrom. Daraus ergibt sich, wie aus den Kurven 9 und io der Abb. 5 zu ersehen ist, ein starker Anstieg der Feldkurve in der neutralen Zone und ein schwacher Anstieg der Feldkurve in der Polmitte. Die beiden Feldkurven besitzen daher annähernd Sinusform. Dementsprechend weist auch die resultierende Feldkurve i i annähernde Sinusform auf und besitzt .nicht mehr die starke Unsymmetrie wie die Kurve 6 nach Abb. 3. Eine ähnliche sinusförmige Verteilung der beiden Feldkurven wird erreicht, wenn man zwei Dreieckwicklungen, bei denen einePhase mit verkehrtem Wicklungssinn eingeschaltet ist, verwendet. Der Gleichstrom wird an einer offenen Ecke jeder Wickhing zugeführt. Eine weitere Ausführungsform besteht darin, rlaß man die eine Erregerwicklung als in Stern geschaltete Dreiphasenwicklung, die zweite als eine Dreieckwicklung in der geschilderten Art ausführt.
• Das resultierende Feld läßt sich aber noch mehr der Sinusform anpassen, wenn man die Leiterzahl jeder der beiden Wicklungen nicht für alle Nuten gleichmacht, sondern derart wählt, daß die Nuten in der Nähe der neutralen Zone jeder Wicklung mehr Leiter enthalten als am übrigen Ankerumfang. In Abb. 6 zeigen die Kurven ia und 13 die beiden um 9o° verschobenen Erregerfelder bei einer derartigen Anordnung. Aus der ersten Kurve iz ist deutlich zu ersehen, daß infolge der geschilderten Verteilung der Leiter in den Nuten das Feld in der neutralen Zone sehr rasch ansteigt und dieser Anstieg sich gegen die Feldmitte zu immer mehr verlangsamt. Die Annäherung der Feldkurve an die Sinusforin ist daher noch größer. beinentsprechend weist auch die aus beiden Feldern resultierende Feldkurve 1q. fast keine Unsymmetrie auf.
• Eine weitere Verbesserung der Anordnung Bach derErfindung kann man erreichen, wenn man die Nuten, in denen die beiden Wicklun--en liegen; mit Keilen aus magnetischem Material abschließt. Die treppenartige Form der Feldkurven infolge der Nutung wird dadurch geglättet, und die durch die Nutung hervorgerufenen Oberfelder «erden unterdrückt.

Claims (1)

1. PATENT -ANSPRÜCilE: i. Synchronmaschine mit zwei um 9o° gegeneinander verschobenen Magnetfeldern, dadurch gekennzeichnet, daß zur möglichst sinusförmigen Verteilung der Magnetfelder für die beiden Gleichstromerregerwicklungen zwei entsprechend geschaltete Dr eiphasenwicklungen verwendet werden. z. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beidenDreiphasenwicklungen in Stern geschaltet sind. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dreieckwicklungen mit je einer verkehrt eingeschalteten Phase verwendet werden. q.. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Erregerwicklung durch eine in Stern geschaltete Dreiphasenwicklung, die zweite durch eine Dreieckwicklung mit einer verkehrt eingeschalteten Phase gebildet wird. 5. Anordnung =lach Anspruch i bis .I, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der neutralen Zone jeder Erregerwicklung die einzelnen dazugehörigen Nuten mehr Leiter enthalten als die Nuten am übrigen Ankerumfang. 6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten durch Keile aus magnetischem Material abgeschlossen sind.