DE504013C - Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung von Gleichstrommaschinen - Google Patents

Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung von Gleichstrommaschinen

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Publication number
DE504013C
DE504013C DES76086D DES0076086D DE504013C DE 504013 C DE504013 C DE 504013C DE S76086 D DES76086 D DE S76086D DE S0076086 D DES0076086 D DE S0076086D DE 504013 C DE504013 C DE 504013C
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DE
Germany
Prior art keywords
excitation
pole
windings
poles
armature
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Expired
Application number
DES76086D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Ernst Kloss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schuckertwerke AG, Siemens AG filed Critical Siemens Schuckertwerke AG
Priority to DES76086D priority Critical patent/DE504013C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE504013C publication Critical patent/DE504013C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/24DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having commutating-pole windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung von Gleichstrommaschinen Nach einer weitverbreiteten Annahme erhält man günstige Kommutierungsverhältnisse, wenn die Stromumkehr in den kommutierenden Spulen von Gleichstrommaschinen bei konstanter linearer Stromdichte unter den Kommutatorbürsten vor sich geht. Der zeitliche Verlauf der zu kommutierenden Stromstärke erscheint dabei als gerade Linie (a in Abb. i), und demzufolge ist die Reaktanzspannung der Spule konstant. Diese Annahme führte logischerweise zu der Forderung konstanter Felddichte unter den Wendepolen.
  • Bei den neuzeitlichen wesentlich stärker als früher ausgenutzten Maschinen treffen die genannten Voraussetzungen nicht mehr zu. Dagegen hat die Erfahrung gelehrt, daß man bei diesen Maschinen sehr günstige Kommutierungsverhältnisse erhält, wenn zu Beginn und am Ende der Stromwendung die Stromdichte unter den Bürsten praktisch Null ist. Die Stromzeitkurve verläuft dann ähnlich einer Cosinuslinie (b in Abb. i), d. h. mit zur Abszisse parallelen Tangenten im Anfangs- und Endpunkt der Kommutierung (t - t, bzw. t = t,), und die Reaktanzspannung ist in den beiden Augenblicken, wo die Lamelle mit der Kommutatorbürste in Berührung tritt bzw. sie wieder verläßt, ebenfalls Null. Da aber Stromdichte und Reaktanzspannung das Maß der durch die Kommutatorbürsten zu schaltenden Energie bestimmen, ist die Wahrscheinlichkeit, mit einer derartigen Z-förmig verlaufenden Stromzeitkurve eine funkenlose Kommutierung zu erhalten, weit größer als bei geradlinigem Verlauf dieser Kurve. Auf dieser neuen Erkenntnis, daß eine einwandfreie Stromwendung sich immer dann mit Sicherheit erwarten läßt, wenn sie nicht gleichförmig verläuft, sondern in der .ersten Hälfte ihrer Zeitdauer verzögert, in der zweiten dagegen beschleunigt wird, beruht die vorliegende Erfindung. Ein solcher Verlauf der Stromwendung ist aber möglich, sobald es gelingt, das bisher übliche Wendefeld konstanter Dichte durch ein Wendefeld zu ersetzen, dessen Dichte in Richtung der Ankerdrehung von einem kleineren zu einem größeren Wert fortschreitet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung läßt sich dies unter Zuhilfenahme einer Einrichtung, die für andere Zwecke vorgeschlagen worden ist, nämlich unter Verwendung von Nebenpolen, die zwei in der Umfangsrichtung des Ankers hintereinanderliegende, durch eine Pollücke voneinander getrennte Teile verschieden starker Durchflutung aufweisen, wobei eine beiden Teilen gemeinsame Grunderregung und je eine abschwächend bzw. verstärkend wirkende zusätzliche Erregung vorgesehen ist, erreichen, und zwar dadurch, daß diese Nebenpole als Wendepole verwendet werden, indem gleichzeitig die Erregerwicklungen so geschaltet werden, daß die Drarchflutung im Sinne der Ankerdrehung zunimmt.
  • Eine besondere Bedeutung gewinnt die Erfindung bei allen solchen stark ausgenutzten Maschinen, deren Kommutierungsgrenze nicht allein durch die mittleren Grundwerte von Reaktanz und Wendespannung, sondern auch durch übergelagerte Pulsation verschiedener Herkunft bestimmt ist. Es ist daher bei derartigen Maschinen ganz besonders erwünscht, ein Mittel zur Veränderung der Wendefelddichte in der Ankerumfangsrichtung in die Hand zu bekommen und die endgültige Einstellung derselben erst beim Probelauf vornehmen zu können. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung mit gelöst.
  • In der Zeichnung ist der den Gegenstand der Erfindung bildende Wendepol durch die Abb. 2 bis 5 an mehreren Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht, während Abb.6 einen schematischen Schnitt durch einen zweipoligen Einankerumformer darstellt, der mit Wendepolen gemäß der Erfindung versehen ist.
  • Abb. 2 zeigt zwei in der Umfangsrichtung des Ankers i hintereinander angeordnete Magnetschenkels z und 3 eines Wendepols, deren jeder mit einer besonderen Erregerwicklung 4 bzw. 5 versehen ist. Die Amperewindungszahl der beiden Erregerwicklungen 4 und 5 ist dabei so bemessen, daß die Durchflutung der beiden Magnetschenkel verschieden stark, und zwar im Sinne der Ankerdrehung zunehmend ist.
  • Die Ausführungsform nach Abb.3 unterscheidet sich von der beschriebenen nur dadurch, daß die Wicklungen 4 und 5 der Magnetschenkel 2, 3 in entgegengesetztem Sinne hintereinandergeschaltet und daß beide Magnetschenkel von einer gemeinsamen dritten Erregerwicklung 6 umgeben sind. Durch die von einem der Ankerstromstärke proportionalen Strome durchflossene Erregerwicklung 6 wird die Grunderregung des Wendepols erzeugt, während die zusätzlichen Erregerwicklungen 4 und 5 lediglich eine die Wirkung der Wicklung 6 unter dem einen Magnetschenkel abschwächende und unter .dem anderen verstärkende Wirkung ausüben. Dabei kann die Erregerstromstärke in den zusätzlichen Wicklungen 4 und 5 je nach Bedarf vom Ankerstrome abhängig oder unabhängig sein.
  • Abb.4 zeigt eine andere, weniger Wicklungskupfer beanspruchende Ausführungsform des Wendepolkärpers. Die gemeinsame Erregerwicklung 6 für die Grunderregung ist hier auf einem Polkern 7 angeordnet, der sich in zwei die zusätzlichen Erregerwicklungen 4, 5 tragende Magnetschenkel 8 und 9 gabelt. Jeder der beiden Magnetschenkel 8 und 9 trägt noch eine besondere Kurzschlußwicklung io bzw. i i, die den Zweck hat, die Pulsationen des die Magnetschenkel 8, 9 durchsetzenden Wendepolfeldes zu dämpfen.
  • Werden die Kurzschlußwicklungen der Magnetschenkel 8, 9 so ausgeführt, wie in Abb. 4 dargestellt, so dämpfen sie sowohl die magnetischen Längslinien als auch die Querlinien. Dadurch wird aber außer den schädlichen Pulsationen des Wendefeldes bei Stromstößen auch ein Teil der nützlichen Wendefeldlinien mit unterdrückt. Führt man dagegen die Kurzschlußwicklungen nach Abb.5 in der Weise aus, daß die beiden Wicklungen zu einer einzigen Wicklung 12 vereinigt sind, deren auf den beiden Magnetschenkeln 8, 9 sitzende Hälften gegeneinandergeschaltet sind, so werden nur magnetische Längslinien abgedämpft, nicht aber die quer verlaufenden Nutzkraftlinien des Wendefeldes.
  • Abb. 6 stellt einen zweipoligen Einankerumformer dar, der mit Wendepolen gemäß der Erfindung ausgerüstet ist. Die Erregung der Wendepole 13, 14 wird durch je eine im gleichstromseitigen Hauptstromkreise des Umformers liegende Grunderregerwicklung 15 und je zwei auf den Magnetschenkeln 16, 17 bzw. 18, i9 des Wendepolkörpers sitzende zusätzliche Erregerwicklungen 2o, 21 bewirkt. Die Hauptpole 22, 23 des Einankerumformers tragen je eine an die Maschinenklemmen 24, 25 angeschlossene Nebenschlußwicklung 26 und eine zweite mit den zusätzlichen Wendepolerregerwicklungen 20, 21 in Reihe geschaltete Erregerwicklung 27. Jeder der beiden Erregerströme ist durch einen Regler 28 bzw. 29 unabhängig von dem andern regelbar. Zweckmäßig stellt man den im Stromkreise der Hauptfeldwicklung -26 liegenden Regler 28 so ein, daß sich ein Leistungsfaktor cos p - i des Umformers ergibt. Die durch den Regler 29 beeinflußte Hilfserregerwicklung 27 dient dann lediglich zur Herstellung einer Über- oder Untererregung, d. h. zur Erzeugung des den Blindstrom des Einankerumformers induzierenden Feldes. Die zusätzlichen Wendepolwicklungen 20, 21 bewirken bei dieser Anordnung eine Kompensation der vom Blindstrom hervorgerufenen Ankerrückwirkung, die unter den Wendepolen als Querfeld aufritt und die Kommutierung beeinträchtigt. Wegen der Hintereinanderschaltung der Wendepolwicklungen 2o und 21 mit der den Blindstrom induzierenden Hilfserregerwicklung 27 ist diese Kompensationswirkung stets der Stärke des Blindstromes und der durch ihn verursachten Ankerrückwirkung proportional. Die Erfindung läßt sich auch noch dahin abändern, daß statt der getrennt gewickelten ausgeprägten Magnetschenkel nach den Abb.2 bis q. oder 6 eine in Nuten der Wendepolschuhe eingebettete gleichmäßig verteilte Wicklung nach Art der bekannten Kompensationswicklungen verwendet wird. Hierdurch läßt sich ein allmählicher übergang von der kleineren zur größeren Wendepolfelddichte erzielen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung von Gleichstrommasch inen, dadurch gekennzeichnet, daß Nebenpole, die, wie dies an und für sich bekannt ist, durch eine Pollücke voneinander getrennte Teile verschieden starker Durchfiutung aufweisen und eine beiden Teilen gemeinsame Grunderregung und je eine abschwächend bzw. verstärkend wirkende weitere Erregung besitzen, als Wendepole verwendet sind, und daß die Erregerwicklungen hierbei so geschaltet sind, daß die Durchflutung im Sinne der Ankerdrehung zunimmt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendepolkörper aus einem die gemeinsame Erregerwicklung tragenden Polkern und einem Polschuh besteht, in dessen Nuten die zusätzlichen Erregerwicklungen untergebracht sind.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, in Anwendung auf Einankerumformer, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldmagnete (22, 23) des Einankerumformer s mit zwei unabhängig voneinander gespeisten Erregerwicklungen (26, 27) versehen sind, von denen die eine (27) mit den zusätzlichen Erregerwicklungen (2o, 21) der Wendepole (13, 1.i) in Reihe geschaltet ist.
DES76086D 1926-09-09 1926-09-09 Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung von Gleichstrommaschinen Expired DE504013C (de)

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DE (1) DE504013C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1062803B (de) * 1953-06-22 1959-08-06 Asea Ab Anordnung zur Verbesserung der Kommutierung bei Zwischenbuerstenmaschinen

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