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Über Ohmsche Widerstände oder Ohmsche und induktive Widerstände fremderregte
Drehstrom-Erregermaschine Bei. den bisher bekannt gewordenen Formen der Isaskadenschaltung
von Induktionsmotor und Kommutatorbintermiaschine schwankt mit der betriebsmäßig-wechselnden
Schlupffrequenz auch der resultierende Widerstand jedes Erregerkreises der Kommutatorhintermaschine
und das Verhältnis der beiden Komponenten dieses Widerstandes, des Ohmschen und
des. induktiven, sehr stark. Dadurch wird die theoretische Behandlung und praktische
Ausführung dieser Maschinen sehr erschwert. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden,
wurde in den Fällen, in welchen die Erregerwicklung von einer oder mehreren in Reihe
wirkenden, durch äußere Bedingungen festgelegten Spannungen gespeist wird, vorgeschlagen,
den Obmschen Widerstand des Erregerkreises so stark zu erhöhen, daß er bei jeder
betriebsmäßig auftretenden SchluPffrequenz ein Mehrfaches des induktiven Widerstandes
ist. Ferner wurde vorgeschlagen, uni die Verluste zu verkleinern, den Widerstand
durch eine von ihrem Ankerstrom erregte Dreiphasenkommutatormaschne konstanter Drehzahl
zu ersetzen. Für den Fall, daß der Erregerstrom der K ommutatorhintermaschine der
Schleifringspannung des Induktionsmotors proportional sein soll, ergibt sich dabei
die Schaltung nach Abb. r. An das Netz r ist der Induktionsmotor z angeschlossen,
dessen Schleifringe 3 mit dem Ankerkreis der Kommutatiorhintermaschne 4 verbunden
sind, für welche direkte Kupplung mit dem Induktionsmotor angenommen ist. Ihre Erregerwicklung
5 wird in Reihe von der Schleifringspannung des Induktionsmotors und ,der Klemmenspannung
der Reihenschluß-Kommutatorerregermaschine 6 gespeist, deren Feld durch die von
ihrem Ankerstrom durchflossene Erregerwicklung 7 erregt wird. Ihre Drehzahl rnuß
annähernd konstant gehalten wenden, z. B.- durch Kupplung mit ,einer an das Netz
angeschlossenen Induktionsmaschine B. Ist die vom Strom der Erregerwicklung 7 erregte
Ankerspannung :der Erregermaschine 6 in Gegenphase zum Strom, so muß zur Erzielung
der Proporflonalität zwischen Strom und Schleifringspannung die Wirkleistung .der
Erregermaschine ein Mehrfaches der induktiven Erregerleistung der Kommutatormaschine
4 sein. Die Wirkleistung fällt also relativ groß aus. Wird durch Phasenkombination
in der Erregerwicklung 7 erreicht, daß die von ihrem Stromerregte Ankerspannung
phasenverschoben zum Strom ist, so kann zwar die Wirkleistung der Erregermaschine
verkleinert werden, ihre Scheinleistung behält aber .den ursprünglichen Wert und
muß ebenso wie die Wirkleistung vom Rotor des Hauptmotors geliefert werden: Die
Antriebsmaschine 8 muß die Wirkleistung der Erregermaschine aufnehmen.
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Diese bekannte Anordnung hat wesentliche Nachteile. Zunächst fällt
die Erregermaschine 6, unter Umständen auch die Maschine 8, recht groß und damit
teuer aus und
bedingt dabei nicht mehr zu vernachlässigeüde Verluste.
Außerdem aber wird durch die die Erregerwicklung 5 der Kommutatormaschme 4 speisende
Spannung die maximal zulässige Erregerwindungszahl der Kommutatormaschsne 4 festgelegt.
Ist, wie im betrachteten Fall der Abb. i, -diese Spannung die Schleifringspannung
des Induktionsmotors, dann ist die Erregerwindungszahl sehr klein, so daß sich ein
hoher Erregerstrom ergibt, der gegenüber dem Ankerstrom der Kommutatormaschine 4
nicht mehr vernachlässigbar klein ist, was für die Wirkungsweise der Anordnung unter
Umständen einen Nachteil- bedeutet.
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Beide Nachteile können erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß
die Erregerenergie der Wicklung 5 ausschließlich von einer Erregermaschine geliefert
wird, die mit sehr starker .entmagnetisierender Ankerrückwirkung ausgeführt ist,
so daß sie annähernd im Kurzschluß arbeitet. Während im Beispiel Abb. i die volle
Erregung der Erregermaschine von ihrem Ankerstrom geliefert wird, soll erfindungsgemäß.
durch den Ankerstrom die auf anderem Wege gelieferte Erregung der Maschine bis:
auf einen Bruchteil. geschwächt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb.2, in der wieder vorausgesetzt ist;
dalä der Erreger-Strom der Kommutatorhintermaschine der Schleifringspannung des
Induktionsmotors proportional sein soll. Die Zahlen i bis 8 haben die gleiche Bedeutung
wie in Abb. i. Die Erregerwicklung 5 der Kommutatormas.chine ist aber nur von der
Erregermaschine 6 gespeist. Diese Erregermaschine besitzt außer der Reihenschlwußerregerwicklung
7 eine von den Schleifringen 3 über den Dreiphasenwäderstand i o gespeiste Nebenschlußerregerwickl:ung
9. Der Widerstand i o ist so bemessen, daß sein Spannungsabfall bei jedem betriebsmäßig
auftretenden Wert der Schlupffrequenz -ein Mehrfaches der Klemmenspannung der Wicklung
9 beträgt. Der Erregerstrom dieser Wicklung ist also der Schleifringspannung des
Induktionsmotors angenähert proportional. Die Erregermaschine ist ferner so bemessen,
daßW bei der größten Schlupffrequenz die von den Amp:rewindungen der Wicklung 9
erzeugte Ankerspannung ein Mehrfaches der Klemmenspannung der Erregerwicklung 5
der Kommutatörmaschnne 4 ist. Die Differenz zwischen der von der Feldwicklung 9
,erregten und der von der- Reihenschlußwicklung 7 erregten Ankerspannung ruß dann,
vom Spannungsabfall in der Erregermaschine ä'bgesehen, gleich der Klemmenspannung
der Erregermaschine sein. Es ruß also der Strom in der Erregerwicklung 5 der Durchflutung
in der Erregerwicklung 9 der Erregermaschine und damit der Schleifringspannung des.
Induktionsmotors angenähert proportional sein.. Es. wird also die gleiche Wirkung
erzielt wie in Schaltung in Abb. i; die Masch ne 6 mvß aber nur für die Erregerleistung
der Masichine 4, nicht für ein Mehrfaches dieses Wertes bemessen sein:, die Mas@chfine
8 nur für die Olunschen Verluste der Wicklung 5 und für die Eigenverluste der Erregergruppe.
Da der Erregerkreis der Kommutatormaschine 4 vom Ankerkreis. der Maschine vollständig
getrennt ist, ist das Verhältnis der Ströme in beiden Kreisen unwesentlich; der
Erregerstrom der Maschine 4 kann beliebig groß gewählt werden. Durch Änderung des
Widerstandes io kann der von der Schlupffrequenz unabhängige und korstante Teil
des Widerstandes des Ernegerkreises 5-7 beeinflußt werden.
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Ist die Kommutatormaschine 4 nicht mit dem Induktionsmotor gekuppelt,
sondern fremd angetrieben, so kann natürlich auch die Erregermaschine 6 mit der
gleichen Antriebsmaschine gekuppelt sein. Sie kann aber auch mit dem Induktionsmotor
2 gekuppelt werden. Unabhängig von der Drehzahl ist nämlich die Amperewinduuigszah
I- der Wicklung 7 stets ungefähr entgegengesetzt gleich der Amperewindun,gszahl
.der Wicklung 9, solange nur die Klemmenspannung der Maschine klein. gegenüber der
von jeder der beiden Wicklungen erregten Ankerspannung ist.
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Die Schaltung Abb. 2 ist nur als Ausführungsbeispiel zu betrachten,
sie kann sinngemäß in allen- Fällen angewendet werden;, in denen bisher die Erregerwicklung
der Kommutatorhintermaschine von .einer gegebenen Spannung unter Vorschaltung von
Ohmschem Widerstand gespeist wurde, wobei dann in Abb. 2 diese Spannung an Stelle
der Schleifringspannung des Induktionsmotors 2 tritt. Die Kommutatonnaschine 4 kann
dabei noch von weiteren Erregerwicklungen erregt sein, die von der Erregerwicklung
5 magnetisch unabhängig sind. Es kann aber auch unter Wegfall dieser weiteren Erregerwicklungen
deren Strom einer weiteren Erregerkreis der Erregermaschine 6 zugeführt werden,
der von der Erregerwicklung 9 wieder magnetisch unabhängig sein ruß.