DE502811C - Einrichtung zum Erregen von synchron umlaufenden Maschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Erregen von synchron umlaufenden Maschinen Synchronmaschinen mit umlaufendem Polrad müssen zur Zuführung des einer fremden Gleichstromquelle entnommenen Erregerstromes mit Schleifringen versehen sein, die jedoch in manchen Fällen unerwünscht sind, besonders dann, wenn die Synchronmaschinen in Räumen, die mit leicht entzündlichen Gasen gefüllt sind, z. B. in Schlagwettergruben, Gasanstalten usw., arbeiten. Ist die Erregermaschine in die Synchronmaschine eingebaut, so kommt außer den Schleifringen noch ein Kollektor hinzu, wodurch diese Schwierigkeiten noch vergrößert werden.
• Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung, welche das Erregen von Synchronmaschinen ohne Schleifringe ermöglicht. Gemäß der Erfindung erhält die Erregerwicklung der Synchronmaschine ihren Gleichstrom von einem in dem Polrad angeordneten Gleichrichter, der unter Vermeidung von Schleifringen von einer auf induktivem Wege im Polrad erzeugten Wechselspannung gespeist wird. Der hierbei verwendete Gleichrichter muß ein ruhender, trockener Gleichrichter sein, der beim Einbau in das Polrad voll betriebsfähig bleibt. Ein für derartige Zwecke geeigneter Gleichrichter kann z. B. aus einzelnen Zellen zusammengesetzt sein, deren jede abwechselnd aus Schichten eines Metalles und einer Verbindung dieses Metalles, beispielsweise aus Kupfer und Kupferoxydul, besteht. Ein derartiger Trockenplattengleichrichter besitzt keine in Betracht kommende Gegenspannung und bedarf keiner frem den Stromquelle außer der speisenden Wechsel stromquelle. Er ist daher imstande, bei Betrieb der Synchronmaschine als Generator auch die verhältnismäßig geringe Remanenzspannung gleichzurichten, so daß hierdurch eine Selbsterregung der Synchronmaschine ermöglicht wird.
• Damit in der Läuferhilfswicklung trotz des synchronen Laufes überhaupt ein Strom erzeugt werden kann, muß die Umlaufgeschwindigkeit des Hilfsdrehfeldes, das auf die den Gleichrichter mit Wechselstrom speisende Hilfswicklung induzierend wirkt, von der des Ständerhauptfeldes abweichen. Dieses Hilfsdrehfeld der Maschine kann zweckmäßig durch Ausnutzung der höheren Harmonischen des Netzes erzeugt werden. In vielen Fällen wird deren Größe aber nicht ausreichen, um die Erzeugung deserforderlichenErregerstromessicherzustellen. In diesem Falle können die Oberschwingungen dadurch verstärkt werden, daß eine der beiden miteinander induktiv gekoppelten Wicklungen auf einem Eisenkern von hoher magnetischer Sättigung angeordnet ist. Auf die Läuferwicklung einwirkende Oberschwingungen können auch durch eine besondere Ausbildung der Ständernuten erzeugt werden.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt: a ist die Ständerwicklung einer Synchronmaschine, b die mit Gleichstrom erregte Feldwicklung. Die Feldwicklung b steht mit der Gleichstromseite von Gleichrichtern c in Verbindung, die aus ruhenden, trockenen Metallgleichrichterzellen an sieh bekannter Art, z. ß. aus Kupfer und Kupferoxydul, zusammengesetzt sind und wechselstromseitig an Hilfswicklungen d angeschlossen sind. Die Hilfswicklungen stehen in induktiver Verkettung mit Wicklungen e, die zweckmäßig aus einer auf dem Ständer der Synchronmaschine untergebrachten Drehströmwicklung von einer von der Hauptwicklung a abweichenden Polzahl besteht und ein die Hilfswicklung d induzierendes Drehfeld erzeugt, dessen Umlaufgeschwindigkeit von der des Ständerhauptfeldes verschieden ist. Die Zellen des Gleichrichters c sind zwischen den freien Enden der Hilfswicklung d einerseits und ihrem Sternpunkt andererseits angeschlossen.
• Sobald die Synchronmagchine im Synchronismus läuft, wird durch die Wicklung e ein Drehfeld erzeugt, dessen Umlaufgeschwindigkeit von der in der Hauptwicklung a abweicht, das also in der Hilfswicklung d eine Wechselspannung induziert, die in dem Gleichrichter c in Gleichspannung umgeformt wird. Durch die Gleichspannung wird im Stromkreis der Erregerwicklung b ein Gleichstrom erzeugt, der seinerseits das Magnetfeld der Synchronmaschine erregt.
• Die mit dem Gleichrichter c verbundene Hilfswicklung d kann auch von einem. von dem Drehstromnetz unabhängigen Netz mit Wechselstrom anderer Frequenz als der der Synchronmaschine gespeist werden, wobei die auf der Maschine angeordnete Wicklung e die Primärwicklung eines an dieses Netz angeschlossenen Transformators bildet, dessen umlaufende Sekundärwicklung die Hilfswicklung d ist.
• Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß Schleifringe zur Erregung von Synchronmaschinen überflüssig werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin begründet, daß bei Verwendung der Ständerspannung zur Erzeugung der den Gleichrichter speisenden Wechselspannung infolge der Abhängigkeit der Erregung vom Netz bei Netzkurzschlüssen die Erregerspannung sofort verschwindet, so daß der Kurzschlußstrom der Synchronmaschine gering ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Einrichtung zum Erregen von synchron umlaufenden Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Speisen der umlaufenden Wicklung mit Gleichstrom ein Trockenplattengleichrichter auf dem Läufer angeordnet ist, der unter Vermeidung von Schleifringen mit Wechselstrom aus einer auf dem Läufer angeordneten Hilfswicklung gespeist wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gleichrichter :speisende Läuferhilfswicklung mit der Ständerwicklung induktiv gekoppelt ist. 3: Einrichtung nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, däß zur Erzeugung des die Hilfswicklung des Läufers beeinflussenden Drehfeldes auf dem Ständer eine Hilfswicklung angeordnet ist, deren Polzahl von der der Ständerhäuptwicklung verschieden ist. ¢. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer in solcher Weise ausgebildet ist; z. B. durch besondere Ausbildung seiner Nuten, daß auf dem Läufer Schwingungen höherer Harmonischer in Erscheinung treten. 5. Einrichtung nach Anspruch = und q., dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden miteinander induktiv gekuppelten zur Speisung des Gleichrichters dienenden Wicklungen auf einem Eisenkern hoher Sättigung angeordnet -ist.