DE430698C - Transformator zur Umwandlung von Mehrphasen- in Einphasenstrom oder umgekehrt, bei dem die eine der beiden Transformatorwicklungen (z. B. die Mehrphasenwicklung) auf dem Stator und die andere auf dem feststehenden Rotor eines Induktionsmotors untergebracht ist - Google Patents

Description

• Transformator zur Umwandlung von Mehrphasen- in Einphasenstrom oder umgekehrt, bei dem die eine der beiden Transformatorwicklungen (z. B. die Mehrphasenwicklung) auf dem Stator und die andere auf dem feststehenden Rotor eines Induktionsmotors untergebracht ist. Die Er fin,lung bezweckt, Transformatoren zur Umwandlung von Mehrphasen- in Einphasenstrom oder umgekehrt, bei denen zur Energieübertragung lediglich ruhende Wicklungen benutzt werden, so zu vervollkommnen, daß sich die Belastung auf die einzelnen Phasen der Mehrphasenwicklung vollkommen gleichmäßig verteilt.
• Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch den Transformator und Abb.2 das zugehörige Schaltungsschema. Der nach Art eines Induktionsmotors gebaute Transformator (Abb. i) besitzt ein zweiteiliges Gehäuse A, das einen eine Dreiphasenwicklung a2 aufweisenden Stator Al umschließt. Dem Stator Al ist ein nach Art des Rotors eines Induktionsmotors gebauter Körper B zugeordnet, der mit einer Einphasenwicklung b1 ausgerüstet ist. Der im folgenden als feststehender Rotor bezeichnete Körper B sitzt undrehbar auf einer Achse b2, die ihrerseits undrehbar im Gehäuse A angeordnet ist. Die Dreiphasenwicklung a2 des Stators Al und die Einphasenwicklung b1 des feststehenden Rotors B stellen die Energiewicklungen des Transformators dar. Der über das bei Induktionsmotoren übliche Maß hinaus erweiterte Zwischenraum zwischen dein Stator A1 und dem feststehenden Rotor B ist im wesentlichen ausgefüllt durch den Mantelteil eines auf der Achse b2 mittels Kugellager cl leicht drehbaren Hilfsrotors C. Der Mantelteil besteht aus einer Anzahl durch Luftzwischenräume voneinander getrennter, parallel zur Drehachse des Hilfsrotors verlaufender Stäbe c2, wobei abwechselnd eiserne und kupferne Stäbe aufeinanderfolgen. Die Enden der Stäbe c2 sind beiderseits durch j e einen Messingring c3 leitend miteinander verbunden, so daß sämtliche Stäbe parallel geschaltet sind und zusammen mit den Messingringen c3 eine um die gemeinsame Achse des Stators Al und des feststehenden Rotors B drehbare Kurzschlußwicklung bilden. Der Hilfsrotor C, der nicht zur Abgabe mechanischer Energie bestimmt ist, kann daher, genau wie ein gewöhnlicher Kurzschlußrotor, durch das im Stator erzeugte Drehfeld angelassen und in Gang gehalten werden.
• Auf dem Hilfsrotor C ist noch eine Erregerwicklung c-1 angebracht, die über Schleifringe c5 mit einer Gleichstromquelle in Verbindung gebracht werden kann. Die Schleifringe c5 sind in der aus Abb. i ersichtlichen Weise an den Stirnseiten des Hilfsrotors C angeordnet.
• In der das zugehörige Schaltungsschema enthaltenden Abb.2 bedeutet D ein Drehstromnetz, an das die die Primärwicklung des beschriebenen Transformators darstellende dreiphasige Statorwicklung a2 angeschlossen ist, b' die zugehörige einphasige Sekundärwicklung des Transformators und c4 die an eine Gleichstromquelle anschließbare Erregerwicklung des Hilfsrotors C. Wird der dreiphasig bewickelte Stator eines Drehstrommotors mit festgehaltenem einphasig bewickelten Rotor an ein Drehstromnetz angeschlossen, so kann der Rotorw icklung bekanntlich einphasiger Wechselstrom von der Frequenz des Drehstromnetzes entnommen werden. Eine gleichmäßige Belastung aller drei Phasen ist aber hierbei nicht möglich, da das von dem einphasigen Rotorstrom erzeugte Wechselfeld sich mit dem konstanten Drehfelde des Stators zu einem resultierenden elliptischen, also nicht gleichfärmigen Drehfelde zusammensetzt.
• Das Verhalten eines derartigen Motors mit festgehaltenem Rotor ändert sich nun vollständig, wenn, wie bei dein beschriebenen Transformator, der in allem übrigen dem gewöhnlichen Motor gleicht, zwischen dem Stator A' und dem feststehenden Rotor B ein um die Rotorachse drehbarer, als Kurzschlußwicklung ausgebildeter Hilfsrotor C vorhanden ist. Dieser setzt sich nämlich beim .Anschließen der dreiphasigen Primärwicklung a2 unter der Wirkung des konstanten Statordrehfeldes sofort in Bewegung und nimmt rasch eine von der Netzfrequenz und daher auch von der gleich großen Frequenz des Rotorw echselfeldes abhängige Drehzahl an. Hierbei bildet sich, wie Versuche gezeigt haben, ein resultierendes kreisförmiges Drehfeld, so daß eine gleichmäßige Verteilung der der Statorwicklung a2 entnommenen Energie auf die drei Phasen des Drehstromnetzes bei jeder beliebigen Belastung der einphasigen Wicklung b' gewährleistet ist.
• Wird nun noch die auf dem Hilfsrotor C befindliche Wicklung c4 durch Anschluß an eine Gleichstromquelle erregt, so kann man je nach der Stärke dieses Erregerstromes die Phasenverschiebung des Transformators verkleinern, zum Verschwinden bringen oder in Phasenvoreilung verwandeln.
• Wie bei jedem Transformator lassen sich die Primär- und die Sekundärseite ohne weiteres vertauschen, d. 1i. man kann mit der beschriebenen Einrichtung ebensogut einphasigen Wechselstrom in Drehstrom umwandeln.
• Ohne an der Erfindung etwas zu ändern, könnte man die Bauart des Hilfsrotors C in mehrfacher Hinsicht abändern. So könnte man z. B. die Eisenstäbe e2 durch Stäbe aus nichtmagnetischem Stoff z. B. ebenfalls aus Kupfer ersetzen, oder man könnte umgekehrt an Stelle der Kupferstäbe nur Eisenstäbe einbauen. Während im ersten Falle die elektrischen Eigenschaften des Hilfsrotors C auf Kosten der Güte der magnetischen Verkettung von Stator A' und feststehendem Rotor B verbessert würden, übernähme im zweiten Falle der ferromagnetische Mantelteil des Rotors C die doppelte Aufgabe, die Kraftlinien des Statorfeldes dem feststehenden Rotor B zuzuführen und die Kurzschlußströme zu leiten. Schließlich könnte der aus isolierten Eisenstäben zusammengesetzte Mantelteil auch durch einen zusammenhängenden Trommelmantel aus ferromagnetischem Stoff ersetzt werden, wodurch sich die Bauart des Hilfsrotors vereinfachen würde.

Claims (3)

1. PATE.NT-ANsPRÜcHE: i. Transformator zur Umwandlung von Mehrphasen- in Einphasenstrom oder umgekehrt, bei dem die eine der beiden Transformatorwicklungen (z. B. die Mehrphasenwicklung) auf dem Stator und die andere auf dem feststehenden Rotor eines Induktionsmotors untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stator (A') und dem feststehenden Rotor (B) eine um deren geineinsame Achse (b2) drehbare Kurzschlußwicklung (C) angeordnet ist.
2. 2. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußw icklung durch einen mindestens teilweise aus ferromagnetischem Stoff bestehenden zusammenhängenden Trommelmantel gebildet wird.
3. 3. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsrotor (C) in metallischen Stirnringen (c") befestigte, parallel zur Drehachse des Hilfsrotors verlaufende Eisenstäbe (c2) und mit diesen abwechselnde Kupferstäbe (c') aufweist. q.. Transformator nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, .daß der Hilfsrotor (C) eine über Schleifringe (c')- an eine Gleichstromquelle anschließbare Erregerwicklung (c4) trägt.