DE450621C

DE450621C - Anordnung zur Erzielung praktisch gleichbleibender Spannung bei magnetisch hochgesaettigten Gleichstromerzeugern veraenderlicher Drehzahl

Info

Publication number: DE450621C
Application number: DEB123472D
Authority: DE
Original assignee: BAYERISCHE ELEK CITAETS WERKE
Current assignee: BAYERISCHE ELEK CITAETS WERKE
Priority date: 1926-01-08
Filing date: 1926-01-08
Publication date: 1927-10-12

Description

Anordnung zur Erzielung praktisch gleichbleibender Spannung bei magnetisch hochgesättigten Gleichstromerzeugern veränderlicher Drehzahl. Für gewisse praktische Fälle, z. B. beim Antrieb durch Kleinwasserturbinen, ist es erwünscht, die Klemmenspannung von Gleichstrommaschinen trotz veränderlicher Drehzahl praktisch konstant zu halten. Die bekannt gewordenen Schaltungen, u. a. die Querfeldmaschinen verschiedener Bauart, erfüllen wohl die Forderung auf Konstanz der Klemmenspannung auch bei größerem Drehzahlbereich. Indessen haftet diesen Lösungen der hauptsächliche Mangel an, daß sie die Verwendung einer magnetisch hochgesättigten Gleichstrommaschine als eigentliche Nutzstromquelle ausschließen.
Die Erfindung bezweckt, die Erregung einer magnetisch hochgesättigten Gleichstrom-Nebenschluß- oder Kompounddynamo ohne Verwendung einer Erregerbatterie oder von Regelwiderständen mit Hilfe einer als Steuerorgan ausgebildeten Querfeldmaschine so zu bewirken, daß über das ganze Drehzahlbereich eine praktisch gleichbleibende Klemmenspannung der Hauptdynamo erzielt wird. Dieser wirtschaftliche Vorteil wird durch eine bei wachsender Drehzahl der Steuerdynamo kleiner werdende Erregung derselben erzielt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb die Steuerdynamo durch den Nutzstrom der Hauptmaschine oder einen Teil desselben kompoundiert.
Liegt der wirtschaftliche Vorteil einer solchen Anordnung einerseits in der Erreichung beliebig steiler Erregercharakteristiken der Hauptmaschine, so kann als weiterer Vorteil noch folgendes angeführt werden Kompoundiert man gemäß der Erfindung die Steuerdynamo, und zwar zweckmäßig so, daß sie den von der Belastung der Hauptmaschine abhängigen,- also mit dieser veränderlichen Teil der Erregung der Steuerdynamo deckt, während die an den Klemmen der Hauptmaschine liegende (Nebenschluß) Erregerwicklung der Steuerdynamo die Erregung derselben bei höchster Drehzahl und entlasteter Hauptmaschine nahezu oder vollständig aufbringt, so ist keine so starke Ausbildung des Tertiärfeldes entsprechend der abfallenden Erregercharakteristik der Querfeldmaschine (gegenüber konstanter Erregung) erforderlich. Als Folge davon ergeben sich geringere Abmessungen der Steuerdynamo.
Um die Zeitkonstante der magnetischen Flußänderung der Steuerdynamo bei Laständerungen der Hauptmaschine, der Zeitkonstanten der Antriebsmaschine anzupassen, wird zweckmäßig eine an sich bekannte Dämpferwicl@lung, welche in den Polschuhen der Querfeldmaschine-untergebracht ist, angewandt.
Auf der Zeichnung sind einige Schaltungsarten angegeben.
Abb. x zeigt die grundsätzliche Schaltung. Die Erregung der Steuerdynamo wird einerseits von den unter konstanter Klemmenspannung stehenden Klemmen K der Hauptdynamo I abgenommen, andererseits durch den Nutzstrom der Hauptdynamo bewirkt. Die Steuerdynamo besitzt somit den Charakter einer fremderregten Querfeldmaschine.
Von den Klemmen K der Hauptmaschine I erfolgt die Speisung der Erregerwicklung f der Steuerdynamo, während der Nutzstrom die Erregerwicklung d durchfließt und damit die Erregung der Steuerdynamo beeinflußt. Die Hauptdynamo I wird durch Wicklung e von den Bürsten B aus erregt, während die Hilfsbürsten b 'entweder unmittelbar oder über einen entsprechenden Widerstand kurzgeschlossen sind. Beide Maschinen sind miteinander mechanisch gekuppelt.
Während das durch den Querfeldstrom iq bei der Grunddrehzahl hervorgerufene Gegenerregerfeld (Tertiärfeld) eine vernachlässigbare Größe darstellt, wird durch Wahl entsprechender Sättigungsverhältnisse im Querfeldkreis im mittleren Drehzahlbereich die das Haupterregerfeld der Steuerdynamo II schwächende Wirkung des Tertiärfeldes noch zunehmen. Im höchsten Drehzahlbereich nimmt hingegen das tertiäre Gegenfeld entsprechend dem kleineren Haupterregerfeld der Steuerdynamo ab. Der im Nutzstromkreis der Steuerdynamo fließende Strom il, bewirkt durch die Erregerwicklung c der Hauptmaschine einen nach dem Gesetze der gleichseitigen Hyperbel umgekehrt proportional der Drehzahl verlaufenden Kraftfluß in der Hauptmaschine, was praktisch gleichbleibende Spannung an deren Klemmen K zur Folge hat.
Abb. 2 zeigt eine Abänderung der Schaltung nach Abb. r. Der Strom i. wird hier zur Beeinflussung der Haupterregung der Steuerdynamo benutzt. fi ist die vom Erregerstrom i"Z durchflossene Erregerwicklung, f z die vom Querfeldstrom i. durchflossene Erregerwicklung, d die vom Nutzstrom durchflossene Erregerwicklung der Steuerdynamo. ik ist der die Erregerwicklung e der Hauptmaschine durchfließende, von den Hauptbürsten B der Steuerdynamo abgenommene Strom.
Abb. 3 stellt eine Abänderung der Anordnung nach Abb. 2 in dem Sinne dar; daß hier die Hauptmaschine I durch eine vom Nutzstrom derselben durchflossene Wicklung c kompoundiert ist. Ferner ist in den Polschuhen der Querfeldmaschine II hier noch die Dämpferwicklung D untergebracht.
Abb. 4 zeigt die Kennlinien genannter An-,ordnung in Abhängigkeit von der Drehzahl. % ist die niedere, n2 die höhere Drehzahl der Hauptdynamo, z ist die Kurve der gesamten Erregeramperewindungen der Hauptdynamo, welche durch das Zusammenwirken der Nebenschluß- und Kompounderregung der Steuerdynamo erzeugt werden. 2 ist die allein durch die Nebenschlußerregung der Steuerdynamo entstehende Erregeramperewindungskürve der Hauptdynamo. Die Kurven 3, 4, 5 und 6 gehören der Steuerdynamo an. Kurve 3 stellt die durch Wicklung f,, erzeugten Amperewindungen und Kurve -4 die- durch-fi und -d-zusammen er-. zeugten Amperewindungen dar. Kurve 5 zeigt die in der Wicklung f 2 sowie im Anker der Steuerdynamo erzeugten Gegenamperewindungen, während Kurve 6 die Resultierende der beiden Kurven 4 und 5 darstellt. Kurve 7 zeigt noch die Leistungsänderung der Antriebsmaschine als Funktion der Drehzahl.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Anordnung zur Erzielung praktisch gleichbleibender Klemmenspannung bei magnetisch hochgesättigten GleichstromerzeugernveränderlicherDrehzahl, derenErregung durch einen von: den Hauptbürsten einer Querfeldmaschine proportionaler Drehzahl abgenommenen Strom erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die -Steuerdynamo II, welche von den Klemmen der Hauptmaschine I aus in an sich bekannter Weise konstant fremderregt wird, noch durch eine vom Nutzstrom der Hauptmaschine I oder einen Teil desselben durchflossene Erregerwicklung (d) kompoundiert ist.
2. Ausführungsform nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß in den Polschuhen der Querfeldmaschine eine an sich bekannte Dämpferwicklung (D) untergebracht ist.