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Kompensierte elektrische Wechselstrommaschine. Es sind verschiedene
Arten von kompensierten, insbesondere asynchron arbeitenden Wechselstrommaschinen
anit geringer Leistung bekannt, @die einen vom. der Hauptmaschine nicht getrennten
Erreger besitzen.
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Gemäß einer ersten bekannten Ausführungsform wird der Läufer der Hauptmaschine
vom Netz gespeist. Dadurch entsteht der Nachteil, daß der Läufer für die höchst
Spannung des Netzes isoliert werden muß, so daß die Aufführung schwer und unter
gewissen Umständen (z. B. bei hohen Spannungen) unmöglich wird.
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Gemäß einer #:weitn Ausführungsform wird die Ständerhauptwicklung
vom Netz gespeist, während die Bürsten des Kommutators mit Anzapfungen dieser Wicklung
verbunden sind. Die Funkenspaunung an den Bürsten dieser Motoren ist beim Anlauf
sehr hoch, so daß Funken an diesen Bürsten entstehen.
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Gemäß .einer dritten Ausführung ist die Ständerwicklung an das Netz
angeschlossen, und die Bürsten des Kommutators sind mit den Bürsten, die auf den
Ringen der Läuferwicklung der Hauptmaschine schleifen, verbunden. Bei: diesen Motoren
ist die Erregerwicklung des Läufers mit dem Kommutator in: derselben Weise verbunden,
wie sie bei Gleichstrommaschinen üblich ist. Diese Motoren besitzen den Nachteil,
daß sie bei Leexlauf und bei -schwacher Belastung nicht .komp.ensiert sind.
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Die Erfindung hat den Zweck, diese verschiedenen übelstände zu beseitigen,
und zwar findet die Erfindung bei zu kompensierenden, synchronen oder asynchronen,
für Ein- oder Mehrphasenstrom bestimmten Wechselstrommaschinen Anwendung, die aus
einer Hauptmaschine und einem zu ihrer Erregung dienenden Kommutatorperiodenumformer
bestehen, welcher eine Ständer- und eine Läuferwicklung aufweist, welch letztre
entweder als Gleichstromwicklung ausgeführt ist, bei der die Verbindungen zwischen
der Wicklung und den Kommutatorsegmenten entweder schräg zueinander verlaufen oder
in b@ezug auf die durch die Wahl der Polzahl des Kömmutators festgelegten Symmetrieachsen
bertaus cht sind (Anordnung nach H u t i n -L e b 1 a n c), oder aus Wicklungselementen
besteht, in denen die Anzahl der Windungen nach ,einem Sinusgesetz sich 'ändext
(System B @o ü c h e -r o t) und dessen Polzahl von j ener der Hauptmaschine abweicht.*'
Die magnetischen Kreisei der Hauptmaschinej und des Erregers sind zu einem gemeinsamen
Kreise vereinigt, üäd .es sind an sich bekannte Vorkehrungen getroffen, welche die
gegenseitige Induktion der Wicklungen verschiedener Polzahl verhindern.
lammen, nämlich aus einer (ersten) Elementarspule s (Abb. 8) mit
n # sin pp # O Windungen, welche die Sinuselementarspule genannt
wird, und aus einer (zweiten) Elementarsplule c, welche die Cosinuselementarspule
genannt wird; letztere enthält st - cos pu # O Windungen und ist gegenüber
der ersten Elementarspule im z pepoligen Erregerfeld um eine halbe Polteilung verschoben.
Diese Polteilung ist
wenn D den Durchmesser des Läufers bezeichnet, und die Verschiebung zwischen den
beiden genannten Elementarspulen beträgt daher
Die relativen Drehungssinne des Hauptfeldes und des Erregerfeldes sind- dieselben
wie im System Leblanc. Anwendung konstanten B. der Erfindung Erfindungsgemäß werden.
für -die magnetischen Kreise der und der Erregermaschine einem .einzigen vereinigt,
was dadurch ermöglicht wird, d.aß man die Arten der und die der Pole 2 p
und a pe so wählt, da.ß, zwischen den betreffenden keine gegenseitige Induktion
stattfindet. Das allgemeine bleibt dasjenige der Abb. z.
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Verschiedene Vorkehrungen, welche für andere Zwecke schon bekannt
sind, können, um die Induktion der Haupf-und der Erregerwicklungen zu verhindern,
benutzt werden; also unter anderem Vierkürzung oder des Sternschaltung der Phasen,
oder der Spulen. jeder Phase, Schaltung der Ko mutatorwicklun en in Reihe bzw. oder
Anwendung von Spulen mit zwei oder mehreren zweckdienlich Windungen. und an erer,
mehr oder minder analoger Iiunstgräffe.
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Im allgemeinen ist :es vorteilhaft;- die Se mit verminderter Spannung
zu speisen;- indem man diese icklung nach einer für Zwecke bekannten Methode durch
Anzapfungen einem Bruchteil der Hauptwicklung des Ständers schaltet oder eine welche
Polzahl wie die Hauptwicklung besitzt.
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C. gemäß rfindung ausgeführten Maschinen Die Leitung ist an den Ständer
dieser Maschine angeschlossen, wodurch die Speisung Hochspannung und die Sterndreieckschaltung
der Wicklung ermöglicht wird. Während des Anlassers ist die Spannung zwischen zwei
Kommutatorlamellen von jener, die während des normalen Laufs auftritt, und zwar
ist sie 65 gleich dieser Normalspannungsdif renz multipliziert mit Da
nicht sehr groß ist (praktisch zwischen
und o,5 schwankt), so trän beim Anlassen keine große Funkenspanneng am Kommutator
auf; der Anlauf ist .also praktisch funkenlos.
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Endlich ist die Maschine auch im kompensert,ebenso wie jede durch
einen Periodenumformer erregte Maschine. 75 Der P PC e d Querschnitten .A versetzten
Bund Bleche ie sind, e pc minimalen Kraftflusses. dies die Kraftflusses c bestimmen,
besteht le Hauptwicklung in ]
e m cD demselben Halb-Eisenkern messer,
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dafür bestimmten n dieses lle n Ständereisen k dazwischenliegenden geringere
D. eines nicht Eisenquerschnittes im Ständer maximale Kraftfloß, welcher durch die
verschiedenen Eisenquerschnitte des Ständerjoches und der Ständerzähne hindurchgeht,
ist veränderlich. Z. B. im Falke P = q. mit pe = z und = z schwankt dieser
Kxaftfluß zwischen einem Maximum in. zwei g genüberliegen en und A` (Abb. q.) und
einem Minimum in zwei rechtwinklig gegen diese Querschnitten B'. Man kann bekanntlich
in diesen und allen ähnlichen Fällen die mit Abplattungen ausführen, die den Zonen,
d von dem maximalen Kraftfuß nicht durchflossen ntsprechen.
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In dem Falle pp = 6 mit pe = z, = q: ergeben
sich vier Zonen des maximalen und vier Zonen des Man kann daher an den Blechen.
vier Abpla.ttungen vorsehen, wie Abb. 5 zeigt.
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Es kann dargelegt werden, daß dis Zahl der Zonen des maximalen gleich
p ist. Ein einfaches. Mittei, die Punkte des maximalen Kraftflusses zu in folgendem:
Fällt eine Spv nseite der Sp (Abb.7) mit einer Spulenseite der Erregerwicklung Se
(die beide der-selben Phase angehören wund vom Strom gleicher Richtung der Pfeile
[Abb.7 durchflossen werden) aufeinander; wie in Abb. 7 angenom en, so addiererusich.di.@e
Kraftflüsse e und p im auf wie durch punktierte Kreise in Äbb. angedeutet. Man kann.
nun immer sorgen, daß an ei cm Punkte des Umfangs Aufeina derEa n stattfindet, die
und an dieser Stelle soll das größte radiale Dicke aufweisen. Die anderen Pur te
des maximalen Kraftflusses verteilen sich regelmäßig :auf dem Umfang, so daß sich
die Orte der maximalen Kraftflüsse klar ergeben und ,an. den Punkten .eine Dicke
des Ständereisens genügt.
-Man kann, auch den Ständerzähnen verscbiedene
Breiten in den Zonen der maximalen und in den Zonen der minimalen Induktionen geben.
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E. Verschi@e,d.en,e Anwendungen der Maschine Erfindungsgemäß ausgeführte
Maschinen können als Generatoren _,ebensogut wie als Motoren, synchron oder asynchron,
mit einphasigem, zweiphasigem oder dreiphasigem Wechselstrom arbeiten. Um die -Maschine
synchron arbeiten zu lassen, versieht man im allgemeinen- den Kommutator mit nur
zwei Bürsten, .einer positiven und einer negativen, welche Gleichstrom liefert.
Infolgedessen arbeitet die -Maschine als synchronisierte Asynchronmaschine.
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Wenn man :einphasigen .Wechselstrom benutzen will, werden die Hauptwiddung
des ätänders Sp einphasig, die anderen Wicklungen aber mehrphasig ausgefühxt, wie
:es z. B. in Abb. 6 angedeutet wird. In diesem Schema wird die Erregerwicklung einer
dreiphasigen Hilfswicklung an . drei Punkte a1, a2, a3 angeschlossen. Die Hauptwicklung
ist aus zwei der drei Phasen einer dreiphasigen Wicklung gebildet, und zwei Drittel
,der -Hilfswicklung können mit der Hauptwicklung-Sp vereinigt sein.