DE521806C - Cascade converter consisting of induction machine and rotary field converter for converting single or multi-phase current into direct current - Google Patents

Cascade converter consisting of induction machine and rotary field converter for converting single or multi-phase current into direct current

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DE521806C DEB131653D DEB0131653D DE521806C DE 521806 C DE521806 C DE 521806C DE B131653 D DEB131653 D DE B131653D DE B0131653 D DEB0131653 D DE B0131653D DE 521806 C DE521806 C DE 521806C
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K47/00—Dynamo-electric converters
    • H02K47/02—AC/DC converters or vice versa
    • H02K47/06—Cascade converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kaskadenumformer zum Umformen von Ein- oder Mehrphasenstrom in Gleichstrom, welche aus einer Induktionsmaschine in Hintereinander-Schaltung mit einem Drehfeldumformer bestehen und eine Regelung der Gleichspannung in weiten Grenzen ermöglichen.The invention relates to cascade converters for forming one or Multiphase current in direct current, which comes from an induction machine in series connection exist with a rotary field converter and enable regulation of the DC voltage within wide limits.

Erfindungsgemäß wird das stillstehende Feld im Gleichstromteil des Umformers zwecks Regelung der Gleichspannung gegenüber dem feststehenden Bürstensatz verdreht, und zwar durch das Zusammenwirken von zwei einerseits auf dem Läufer, andererseits auf dem Umformerständer angeordneten Hilfswicklungen, von welchen letztere im Raum verdrehbar angeordnet ist. Diese Hilfswicklungen dienen gleichzeitig dazu, ähnlich wie bei einer doppelt gespeisten Maschine den synchronen Gang des Umformers aufrechtzuerhalten.According to the invention, the stationary field is in the direct current part of the converter rotated in relation to the fixed brush set for the purpose of regulating the DC voltage, namely through the interaction of two on the one hand on the runner, on the other hand Auxiliary windings arranged on the converter stand, of which the latter in the Space is arranged rotatable. These auxiliary windings also serve, similar to a double-fed machine to maintain the synchronous operation of the converter.

Der Umformer nach der Erfindung gewährt wie jeder Kaskadenumformer den Vorteil absoluter Unabhängigkeit der Sekundär- von der Primärspannung. Wie bei den bekannten Ausführungen können auch bei der Erfindung die Kommutierungsverhältnisse durch entsprechende Wahl des Polzahlverhältnisses der Induktionsmaschine und des Drehfeldumformers verbessert werden.The converter according to the invention grants like any cascade converter The advantage of absolute independence of the secondary from the primary voltage. Like the known designs can also be used in the invention, the commutation ratios by selecting the number of poles ratio of the induction machine and the Rotary field converter can be improved.

Dabei kann die Arbeits- und umlaufende Hilfswicklung des Drehfeldumformers auf dem Läufer, die ruhende Hilfswicklung aber auf dem Ständer des Drehfeldumformers angeordnet werden.The working and circumferential auxiliary winding of the rotary field converter can be used the rotor, but the stationary auxiliary winding is arranged on the stator of the rotary field converter will.

Zur Behebung der Schwierigkeiten, welche durch die Feldverdrehung gegenüber dem ruhenden Bürstensatz in der Stromwendung auftreten, stehen die namentlich in der Anfangszeit des Kommutatormaschinenbaues zur Umgehung der Anwendung von zusätzlichen Kommutierungsfeldern erfundenen Methoden zur Verfügung.To remedy the difficulties caused by the field rotation compared to the dormant brush set occur in the commutation, they stand specifically in the initial period of the commutator machine construction to circumvent the use of additional commutation fields invented methods to disposal.

Der Erfindungsgegenstand ist im nachstehenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. The subject of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Abb. ι zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit Induktionsmaschine / und Frequenzumformer F als Zweimaschinensatz.Fig. Ι shows an embodiment of the subject of the invention with induction machine / and frequency converter F as a two-machine set.

Abb. 2 zeigt den Umformer nach der Erfindung in Ausführung als Einmaschinensatz.Fig. 2 shows the converter according to the invention in the form of a single-machine set.

In Abb. ι ist RS T ein Mehrphasennetz, von welchem die Ständerwicklung 1 der Induktionsmaschine des Umformers gespeist wird. Welle W trägt den Läuferkern 2 der Induktionsmaschine, ferner den des Drehfeldumformers 3 mit den entsprechenden Läuferwicklungen, den Stromwender K3 sowie die Schleifringsätze J2, s'2 und ss. Die Läuferwicklungen 2 und 3 sind über die Schleifringsätze s'2, ss und die Bürsten b'„, bs hintereinandergeschaltet. α ist ein Läuferanlasser,In Fig. Ι RS T is a multi-phase network from which the stator winding 1 of the induction machine of the converter is fed. Shaft W carries the rotor core 2 of the induction machine, also that of the rotating field converter 3 with the corresponding rotor windings, the commutator K 3 and the slip ring sets J 2 , s' 2 and s s . The rotor windings 2 and 3 are connected in series via the slip ring sets s ' 2 , s s and the brushes b'", b s . α is a rotor starter,

Claims (3)

welcher über die Bürsten b2 und Schleifringe s,, an- die Enden der Läuferwicklung 2 angeschlossen ist. Auf dem Stromwender Ιζ3 schleifen Bürsten b's, von denen aus das Gleichstromnetz N gespeist wird. Der synchrone Lauf des Umformers wird durch die beiden gleichpoligen Mehrphasenwicklungen 4 und 5 erzwungen, welche, ähnlich wie bei doppelt gespeisten Induktionsmaschinen geschaltet, vom Primärnetz und vom Läuferkreis der Induktionsmaschine aus gespeist werden. Eine der beiden Hilfswicklungen wird dabei zur Vermeidung von Störungen erst in der Nähe der synchronen Drehzahl des Umformers zugeschaltet.which is connected to the ends of the rotor winding 2 via the brushes b 2 and slip rings s ,,. Brushes b ' s slide on the commutator Ιζ 3 , from which the direct current network N is fed. The synchronous running of the converter is enforced by the two homopolar polyphase windings 4 and 5, which, similar to switching with double-fed induction machines, are fed from the primary network and the rotor circuit of the induction machine. One of the two auxiliary windings is only switched on in the vicinity of the synchronous speed of the converter in order to avoid interference. Abb. 2 zeigt eine durch Zusammenlegen der Läufer- und Ständereisenkerne bewirkte Vereinfachung im Aufbau des Umformers und dürfte für ausgesprochen kleine Umformerleistungen von praktischer Bedeutung sein.Fig. 2 shows one caused by merging the rotor and stator iron cores Simplification in the structure of the converter and should be used for extremely small converter capacities be of practical importance. Die Arbeitswicklungen 2 und 3 des Induktionsmaschinen- und Drehfeldumformerteils sowie die umlaufende Hilfswicklung 4 sind auf dem Läufer, die Primärwicklung 1 und die ruhende Hilfswicklung 5 aber auf dem Ständer angeordnet. Die Primärwicklung 1 und Hilfswicklung 5 können auch zu einer gemeinsamen Wicklung vereinigt werden.The working windings 2 and 3 of the induction machine and rotary field converter part and the circumferential auxiliary winding 4 are on the rotor, the primary winding 1 and but the resting auxiliary winding 5 is arranged on the stator. The primary winding 1 and auxiliary winding 5 can also be combined to form a common winding. Die Spannungsänderung an den Bürsten bs wird in dem Ausführungsbeispiel der Abb. 1 durch Verdrehung des Jochrings des Drehfeldumformers, im Ausführungsbeispiel der Abb. 2 durch Verdrehung des Ständers 1 bewirkt. The voltage change at the brushes b s is brought about in the exemplary embodiment in FIG. 1 by rotating the yoke ring of the rotary field converter, in the exemplary embodiment in FIG. 2 by rotating the stator 1. Zur Aufhebung der Phasenverschiebung des Umformers können bekannte Einrichtungen, wie z. B. regelbare Kondensatoren, Anwendung finden.To cancel the phase shift of the converter, known devices, such as B. adjustable capacitors are used. Bezeichnet: C1 = FrCqUCnZ im NetzeDesignated: C 1 = FrCqUCnZ in the network RST, C2 = Frequenz der Ströme, welche zur Speisung des Drehfeldumformers dienen, C3 = Frequenz der von den Bürsten bz abgenommenen Ströme, pltS = Polpaarzahl der Wicklungen ι und 2, pz — Polpaarzahl der Wicklung 3, pit 5 = Polpaarzahl der Wicklung 4 und 5, so ergibt sich die synchrone Drehzahl des Umformers zu RST, C 2 = frequency of the currents which are used to feed the rotary field converter, C 3 = frequency of the currents drawn from the brushes b z , p ltS = number of pole pairs of windings ι and 2, p z - number of pole pairs of winding 3, p it 5 = Number of pole pairs of winding 4 and 5, the synchronous speed of the converter results 60 · C1 . 60 · C 1 . Für die Frequenz der an den Bürsten bA abgenommenen Ströme gilt folgende Be-55ziehungsgleichung The following equation applies to the frequency of the currents drawn off at the brushes b A C3-OC 3 -O (2)(2) Ist U1 die synchrone Drehzahl des Feldes in Wicklung 1, bezogen auf den Raum, so giltIf U 1 is the synchronous speed of the field in winding 1, based on the space, then the following applies 60 · C1 60 · C 1 (3)(3) Ferner istFurthermore is Ί-2Ί-2 6060 •A..=^• A .. = ^ 6060 60 · (C1 60 (C 1 6060 Um Gleichung (2) zu erfüllen, muß seinTo satisfy equation (2), must be Die Abb. 3 zeigt das Schaltschema des Kaskadenumformers nach Abb. 2.Fig. 3 shows the circuit diagram of the cascade converter according to Fig. 2. Wie die Abb. 3 zeigt, ist die Läuferwicklung 2 mit der angezapften Gleichstromwicklung 3 durch die Verbindungsleitungen L hintereinandergeschaltet. Die Hilfswicklung4 wird von der Läuferwicklung 2 aus gespeist. Die Lage des Ständers 1 mit der Hilfswicklung 5 (die Primärwicklung ist in der Zeichnung nicht eigens dargestellt) kann zum Zwecke der Änderung der Sekundärspannung, z.B. wie dies die Abbildung schematisch darstellt, durch Schnecke und Schnekkenrad Tr verändert werden.As FIG. 3 shows, the rotor winding 2 is connected in series with the tapped direct current winding 3 through the connecting lines L. The auxiliary winding 4 is fed from the rotor winding 2. The position of the stator 1 with the auxiliary winding 5 (the primary winding is not specifically shown in the drawing) can be changed for the purpose of changing the secondary voltage, for example, as shown schematically in the figure, by means of the worm and worm gear Tr . P Λ T Ii N ΐ Λ N S I' H Ü CII K :P Λ T Ii N ΐ Λ N S I 'H Ü CII K: ι. Aus Induktionsmaschine und Drehfeldumformer bestehender Kaskadenum- former zur Umformung von Ein- oder Mehrphasenstrom in Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Läufer und Ständer des Umformerteils zwei mehrphasig gespeiste Hilfswicklungen angeordnet sind, deren Drehfelder im Räume synchron miteinander umlaufen und von denen die Ständerwicklung gegenüber dem feststehenden Bürstensatz mechanisch verdrehbar ist. 10Sι. Cascade converter consisting of induction machine and rotary field converter for converting single or multi-phase current into direct current, characterized in that two multi-phase auxiliary windings are arranged on the rotor and stator of the converter part, the rotating fields of which circulate synchronously with one another in the room and of which the stator winding opposite the fixed brush set is mechanically rotatable. 10 p 2. Kaskadenumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswicklung und die umlaufende Hilfswicklung des Umformers auf dem Läufer und die ruhende Hilfswicklung zusammen mit im der Primärwicklung auf dem Ständer der Induktionsmaschine angeordnet sind.2. Cascade converter according to claim 1, characterized in that the working winding and the circumferential auxiliary winding of the converter on the rotor and the stationary auxiliary winding together with im the primary winding are arranged on the stator of the induction machine. 3. Kaskadenumformer nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Vereinigung der ruhenden Hilfswicklung mit der Ständer- ι i.s wicklung der Induktionsmaschine.3. Cascade converter according to claim 2, characterized by the union of the stationary auxiliary winding with the stator ι is winding of the induction machine. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DEB131653D 1927-05-31 1927-05-31 Cascade converter consisting of induction machine and rotary field converter for converting single or multi-phase current into direct current Expired DE521806C (en)

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