Gleichstrom-Gleichstrom-Einankerumformer. Die Erfindung betrifft einen
Gleichstrom-Gleichstrom-Einankerumformer, insbesondere für Gleichstromhochspannung.
Man hat bei Gleichstrommaschinen für hohe Spannungen die auftretenden Stromwenderüberschläge
und Kommutierungsschwierigkeiten durch Verminderung der Stegspannung zu bekämpfen
versucht. Praktische Versuche haben aber ergeben, daß die hohe Spannung der Stromwenderstege
keineswegs eine Grenze für die Erhöhung der gesamten Maschinenspannung darstellt.
Den Überschlägen am Stromwender kann man auch bei Spannungen von etwa 15 ooo Volt
durch geeignete Bürstenanordnungen begegnen; die Kommutierungsschwierigkeiten dagegen
sind nicht unmittelbar von der Stegspannung abhängig. Vielmehr werden sie hauptsächlich
durch die bei der Kommutierung auftretenden Reaktanzspannungen bedingt, deren Beseitigung
bei Gleichstromumformern Aufgabe der Erfindung ist.DC-DC single armature converter. The invention relates to a
DC-DC single armature converter, especially for DC high voltage.
In DC machines for high voltages, the commutator flashovers that occur
and to combat commutation difficulties by reducing the bridge voltage
tries. Practical tests have shown that the high voltage of the commutator bars
in no way represents a limit for increasing the overall machine voltage.
The flashovers on the commutator can also be seen at voltages of around 15,000 volts
counteract with suitable brush arrangements; the commutation difficulties on the other hand
are not directly dependent on the web stress. Rather, they become main
due to the reactance voltages occurring during commutation, their elimination
in DC converters is the object of the invention.
Erfindungsgemäß werden bei Gleichstrom-Gleichstrom-Einankerumformern
die Oberspannungswicklung und Unterspannungswicklung derart zueinander angeordnet,
daß ihre kommutierenden Spulen die Reaktanz-Spannungen in ihnen gegenseitig kompensieren.According to the invention in direct current-direct current single armature converters
the high-voltage winding and low-voltage winding are arranged in relation to one another in such a way that
that their commutating coils mutually compensate for the reactance voltages in them.
Bei den bekannten Anordnungen solcher Umformer hat man die Möglichkeit
der gegenseitigen Kompensation zwischen Über-und Unterspannungswicklung nicht oder
nur in unvollkommenem Maße benutzt, so daß ein Aufheben der Reaktanzspannungen im
Sinne der Erfindung ausgeschlossen war. Dies läßt sich aber dann erreichen, wenn
Ober- und Unterspannungswicklung nebeneinander in gemeinsame Ankernuten gelegt und
an Stromwender von gleicher Stegzahl angeschlossen werden. Die Wicklungen werden
sowohl in den Nuten als auch in den Stirnverbindungen in geringstem Abstande so
parallel geführt, daß sich die magnetmotorischen Kräfte gegenseitig aufheben und
damit auch alle Streufelder praktisch verschwinden. Die Zeichnung veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Darstellung. In Abb. r bedeutet
der vollausgezogene Wicklungszug h die Hochspannungswicklung, der gestrichelt dargestellte
ia die Niederspannungswicklung, b, sind die Niederspannungsbürsten, b2 die Hochspannungsbürsten.
Beide Wicklungen sind Gleichstrom-Trommelwicklungen. Sie könnten an getrennte Stromwender
angeschlossen sein; es bietet aber bauliche Vorteile, die beiden Stromwender in
üblicher Weise durch Ineinanderschachtelung zu einem einzigen, wie in der Zeichnung
wiedergegeben, zu vereinigen. Es folgen am Stromwender der Niederspannungswicklung
zugeordnete
Stege cl und Hochspannungsstege c, abwechselnd aufeinander.
Abb.3 zeigt die Stege in Seitenansicht. Diese sind auf einem Teil ihrer Länge in
an sich bekannter Weise gegenüber dem Stromwenderumfang zurückgesetzt und die nicht
zurückstehenden Teile beider Stegarten so gegeneinander versetzt, daß für die Niederspannungsbürsten
b, und die Hochspannungsbürsten b2 g etrennte S chleifbahnen entstehen. Die Hochspannungsbürsten
können ihrerseits wieder nach ihrer Polarität getrennt in verschiedenen Ebenen angeordnet
sein. Isolierende Wände i scheiden die verschiedenen Bürstengattungen voneinander.
Die zurückstehenden Stegteile können mit Isolationsmaterial verdeckt werden, so
daß der Stromwender eine geschlossene Außenfläche erhält.With the known arrangements of such converters one has the possibility
the mutual compensation between overvoltage and undervoltage winding is not or
used only to an imperfect extent, so that the reactance voltages in the
Was excluded within the meaning of the invention. But this can be achieved if
Upper and lower voltage winding placed side by side in common anchor slots and
be connected to commutators with the same number of bars. The windings will be
so in the grooves as well as in the end connections with the smallest possible spacing
out in parallel that the magnetomotive forces cancel each other out and
so that all stray fields practically disappear. The drawing illustrates
an embodiment of the invention in a simplified representation. In fig.r means
the fully extended winding train h the high-voltage winding, the one shown in dashed lines
ia the low-voltage winding, b, are the low-voltage brushes, b2 are the high-voltage brushes.
Both windings are DC drum windings. You could switch to separate commutators
be connected; but it offers structural advantages, the two commutators in
usually by nesting into a single one, as in the drawing
reproduced to unite. The low-voltage winding follows on the commutator
assigned
Bars cl and high-voltage bars c, alternating one on top of the other.
Fig.3 shows the bars in side view. These are in for part of their length
in a manner known per se is reset compared to the commutator scope and not
Recessed parts of both types of web offset against each other so that for the low-voltage brushes
b, and the high-voltage brushes b2 separate grinding paths. The high voltage brushes
can for their part be arranged separately according to their polarity in different levels
be. Insulating walls i separate the various types of brush from one another.
The protruding web parts can be covered with insulation material, see above
that the commutator has a closed outer surface.
Die Anordnung der Wicklungen in der Nut zeigt Abb. 2. Sowohl die Nuten
als auch die Stirnverbindungen führen stets das resultierende Stromvolumen Null,
wodurch die Reaktanzspannung bei der Kommutierung praktisch verschwindet. Die Stromwender
können auch hintereinander oder an den beiden Ankerenden angeordnet sein; im letzten
Falle sind die Verbindungsleitungen für die eine Wicklung durch den Anker hindurchzuziehen.
- Beim Betriebe des Umformers wird die primäre Gleichspannung dem einen Bürstensatz
zugeführt, die sekundäre vom anderen Bürstensatz abgenommen. Von der Niederspannungsseite
wird die Felderregung der Maschine gespeist. Die Anwendung der beschriebenen Maschinenanordnung
empfiehlt sich nicht nur bei ausgesprochener Hochspannung, sondern überhaupt dann,
wenn für den Gleichstromumformer Kommutierungsschwierigkeiten zu befürchten sind.
Als Hochspannungs-Niederspannungs-Umformer ist die Maschine vorteilhaft für Gleichstrom
- Hochspannungs-Lokomotiven ' verwendbar; die Hochspannungsseite liegt hierbei'
an der Fahrleitung, an die Niederspannungsseite werden z. B. gewöhnliche Gleichstrom-Serienmotoren
angeschlossen.The arrangement of the windings in the groove is shown in Fig. 2. Both the grooves
as well as the end connections always have the resulting current volume zero,
whereby the reactance voltage practically disappears during commutation. The commutators
can also be arranged one behind the other or at the two anchor ends; in the last
In this case, the connecting lines for one winding are to be pulled through the armature.
- When the converter is in operation, the primary DC voltage is applied to one set of brushes
fed, the secondary removed from the other brush set. From the low voltage side
the field excitation of the machine is fed. The application of the machine arrangement described
is recommended not only when the voltage is extremely high, but also when
if commutation difficulties are to be feared for the DC converter.
As a high-voltage-low-voltage converter, the machine is advantageous for direct current
- High-voltage locomotives' usable; the high voltage side is here '
on the catenary, on the low voltage side z. B. Ordinary DC series motors
connected.