DE439309C - Einrichtung zur Erzielung eines von der Frequenz der speisenden Spannung unabhaengigen, jedoch der Spannung selbst proportionalen Stroms - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Erzielung eines von der Frequenz der speisenden Spannung unabhängigen, jedoch der Spannung selbst proportionalen Stroms. Um einen von der Frequenz der speisenden Spannung unabhängigen, jedoch der Spannung selbst proportionalen Strom zu erzielen, hat man bisher in Reihe zur speisenden Spannung bzw. in Reihe zum Verbraucher einen Ohmschen Widerstand geschaltet von einer Größe, welche die des induktiven Widerstandes des Verbrauchers um ein Vielfaches übertraf. Bezeichnet man die speisende Spannung mit E, den induktiven Widerstand des Verbrauchers mit co L (wo (o die Kreisfrequenz des Netzes, L den Selbstinduktionskoeffizienten des Verbrauchers bedeutet), den vorgeschalteten Ohmschen Widerstand mit R, dann ergibt sich die Größe des Stroms J aus der Gleichung wobei der Ohmsche Widerstand des Verbrauchers gegenüber seinem induktiven als sehr klein angenommen und daher vernachlässigt ist. Ist nun, vorausgesetzt, auch co L sehr klein gegenüber R, dann kann es ebenfalls vernachlässigt werden, und es ergibt sich in der Annäherung die Beziehung Nachteil, 3o welcher zu entnehmen ist, daß J unabhängig von der Kreisfrequenz co, aber proportional der speisenden Spannung E ist.
• Die Verwendung der bekannten Vorschaltwiderstände hat jedoch einen großen indem ein großer Teil der speisenden Spannung, welche natürlich erheblich höher gewählt werden muß als bei unmittelbarer Speisung des vom Widerstand verbraucht wird, so daß die aufgewendete Leistung zum größten Teil als Verlustleistung im Widerstand verzehrt wird. Diese Einrichtung ist somit sehr unwirtschaftlich.
• Wenn man aber von der Erkenntnis ausgeht, daß es zur Erzielung der gewünschten Wirkung nur darauf ankommt, in den Verbrauchstromkreis eine vom Verbrauchstrom abhängige Spannung von solcher Größe und Richtung einzufügen, daB die vom Verbraucher benötigte Spannung klein ist gegenüber der eingefügten, so daß sie als Differenz zweier relativ großer Spannungen erscheint, dann gibt es noch einen anderen Weg als den der Widerstandsvorschaltung, welcher wirtschaftlicher ist und keine hohen Verluste bedingt.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Erzielung eines von der Frequenz der speisenden Spannung unabhängigen, jedoch der Spannung selbst proportionalen sie besteht darin, daB in den Stromkreis in Reihe zur speisenden Spannung und dem Verbraucher eine von ihrem Ankerstrom erregte Kollelctormaschine geschaltet ist, deren Rotationspannung gegen den Strom um mindestens 9o° phasenverschoben und bei der größten auftretenden Frequenz ein Mehrfaches der Gegenspannung des oder der Stromverbraucher ist. Auch die Rotation- Spannung einer von ihrem Ankerstrom erregten Kollektormaschine von annähernd konstanter Drehzahl ist diesem Strom proportional und unabhängig von der Frequenz, eine Eigenschaft, welche diese Maschine mit dem bisher benutzten Vorschaltwiderstand gemeinsam hat. Während aber die von letzterem verzehrte Energie in Wärme umgesetzt wird und daher einen Verlust bedeutet, kann die von der Kollektormaschine verbrauchte Energie z. B. als mechanische Arbeit an eine Welle abgegeben werden. Es kommt aber auch darauf an, daß die Phase der Rotationspannung um mehr als 9o° dem Strom vor-oder nacheilt, da sonst Selbsterregung möglich ist.
• Die beschriebene Einrichtung hat ein großes Anwendungsgebiet. Überall wo bisher ein großer Vorschaltwiderstand verwendet werden mußte, um den Strom von der Frequenz der speisenden Spannung unabhängig zu machen, kann nun an Stelle des Vorschaltwiderstandes die vom eigenen Ankerstrom erregte Kollektormaschine treten. Z. B. kommt dieser Fall häufig bei den sogenannten Kollektorkaskaden vor, das sind Kaskadenschaltungen, bei welchen der Rotorstrom eines Induktionshauptmotors eine Kollektormaschine speist. Auch dort wird vielfach die Forderung gestellt, daß die Erregung der Kollektorhintermaschine unabhängig von der veränderlichen Rotorfrequenz, aber proportional der Schlupfspannung des Hauptmotors sein soll. Wird die beschriebene Einrichtung in dem Erregerkreis der Hintermaschine verwendet, dann kann die zwischengeschaltete, vom eigenen Strom erregte Kollektormaschine vorteilhaft mit der Welle des Hauptmotors oder der Hintermaschine verbunden sein. Die von ihr aufgenommene elektrische Energie wird so nutzbringend wieder in mechanische Arbeit umgesetzt.
• Als Erregermaschinen kommen sowohl einphasige als auch mehrphasige Kollektormaschinen in Reihenschlußschaltung in Betracht, bei denen normalerweise die Klemmenspannung mit dem Erregerstrom einen Phasenwinkel von r8o° einschließt. Ein anderer Phasenverschiebungswinkel läßt sich erreichen, wenn man z. B. durch an sich bekannte. Mittel den Ankerstrom in zwei phasenungleiche Teile zerlegt und einen dieser Teile zur Erregung verwendet. Die Proportionalität zwischen der Größe der Klemmenspannung und der des Ankerstroms bleibt hierbei gewahrt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Erzielung eines von der Frequenz der speisenden Spannung unabhängigen, jedoch der Spannung selbst proportionalen Stroms, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis in Reihe zur speisenden Spannung und dem Verbraucher eine -nur von ihrem Ankerstrom erregte Kollektormaschine (Reihenschlußkollektormaschine) geschaltet ist, deren Rotationspannung gegen den Strom um mindestens 9o° phasenverschoben ist und bei der größten auftretenden Frequenz ein Mehrfaches der Gegenspannung des Stromverbrauchers ist.