DE557124C

DE557124C - Einrichtung zur Spannungsregelung von Synchroneinankerumformern

Info

Publication number: DE557124C
Application number: DE1930557124D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Blatt
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; C Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG; C Lorenz AG
Priority date: 1930-11-15
Filing date: 1930-11-15
Publication date: 1932-08-19

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 19. AUGUST 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d ² GRUPPE

Patentiert im Deutschen. Reiche vom 15. November 1930 ab

Bei normalen Synchroneinankerumformern ist bekanntlich das Übersetzungsverhältnis der Spannungen konstant und kann durch Veränderung der Erregung, etwa ähnlich wie bei Gleichstrommotoren, nicht beeinflußt werden. Um innerhalb bestimmter Grenzen das Übersetzungsverhältnis der Spannungen verändern zu können, wurde bereits vorgeschlagen, auf dem Anker außer der Gleich-Stromwicklung eine einseitig an diese angeschlossene offene Zusatzwicklung unterzubringen und diese mit dem anderen Ende zu einem Schleifring zu führen. Ein zweiter Schleifring steht mit der Gleichstromwicklung über eine verstellbare Bürste in Verbindung, die mit dem Kommutator umläuft. Ein derartiger regelbarer Gleichstrom-Einphasenwechselstroim-Einanberumformer ist in der Abb. ι schematisch dargestellt, g ist eine normale Gleichstromankerwicklung, deren Gleichstrom über die Bürsten B mit der Spannung Eg zugeführt wird. Die einseitig mit einem Schleifring 5* verbundene Zusatzwicklung Z ist zu einem festen Punkt der Gleichstromwicklung g geführt. Der zweite Schleifring 5¹ ist an die Bürste b angeschlossen, welche mit dem Kommutator umläuft und auf diesem verstellt werden kann.

Aus dem in Abb. ia dargestellten Vektordiagramm ist der Regelungsvorgang und der Regelungsbereich dieses Umformers ersichtlich. Es ist der Vektor der in die Zusatzwicklung fließenden Wechselspannung. Er ist gleichgerichtet mit dem Vektor Eg der in der Gleichstromwicklung g erzeugten Wechselspannung in dem Falle, in dem' die Bürste b mit der Gleichstromwicklung g an einem zum Anzapfpunkt der Zusatzwicklung elektrisch diametralen Punkt verbunden ist. Die an den Schleifringen S abnehmbare Spannung Es ist dabei als arithmetische Summe aus den beiden Spannungen Eg und Es ein Maximum. Wird die Bürste b auf dem Kommutator verschoben, so wandert die Spitze 2 des Vektors Eg der in der Gleichstromwicklung erzeugten Wechselspannung um den Punkt ι auf einem Kreis, welcher die maximal in der Gleichstromwicklung induzierbare Wechselstromspannung Eg zum Durchmesser hat. Im äußersten Falle, wenn die Bürste b auf der gleichen Kommutatorlamelle steht, an der die Zusatzwicklung Z angeschlossen ist, fällt der Punkt 2 des Vektordiagramms mit dem Punkt ι zusammen, d. h. die in der Gleichstromwicklung g induzierte Spannung Eg ist gleich Null. Die von den Schleifringen abnehmbare Spannung £ί hat dadurch das Minimum erreicht und ist gleich der in der Zusatzwicklung induzierten Wechselspannung Es.

Es ist also ersichtlich, daß ein derartiger Einankerumformer nur bis zu einem be-

*) Von dem Patetitsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Kurt Blatt in Berlin-Tempelhof.

stimmten Grade regelbar ist, denn die an den Schleifringen abnehmbare Spannungswelche gleich der in der Zusatzwicklung Z induzierten Wechselspannung ist, kann nicht mehr ohne weiteres vermindert werden, es sei denn, die Zusatzwicklung wird angezapft und diese Anzapfungen mit weiteren Schleifringen verbunden, die dann wahlweise eingeschaltet werden.

ίο Durch die Erfindung wird es möglich, den Regelbereich eines Synchroneinankerumformers ohne Anzapfung der Zusatzwicklung noch weiter zu vergrößern, so daß auf einfache Weise eine Spannungsregelung zwischen Null und einem Maximum möglich wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Zusatzwicklung mit einem Ende mit einem Schleifring verbunden ist, während deren anderes Ende sowie ein zweiter Schleifring- über je eine ao mit dem Kommutator umlaufende Bürste zu zwei elektrisch diametralen Punkten der Gleichstromwicklung führen. Die Lage dieser Anzapfungen kann durch Verstellung- der Bürsten betriebsmäßig· verändert werden. In der beiliegenden Abb. 2 ist ein Schaltungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einankerumformers dargestellt. Mit g· ist wiederum die Gleichstromwicklung des Ankers bezeichnet, während B die auf dem Kommutator schleifenden Kommutierungsbürsten darstellen. B₁ und b₂ sind die zwei mit dem Kommutator umlaufenden Bürsten, welche auf um 180 elektrische Grade versetzten Kommutatorlamellen aufliegen. Die Bürste O₁ ist mit dem einen der Schleifringe S verbunden, während die zweite Bürste b₂ an die Zusatzwicklung Z angeschlossen ist, die beispielsweise in denselben Nuten wie die normale Gleichstromwicklung untergebracht sein kann. Das andere Ende der Zusatzwicklung ist zum zweiten Schleifring 6* geführt.

Aus Abb. 2a ist der Regelungsvorgang und der Regelbereich ersichtlich. Zum besseren Vergleich mit dem in der Abb. 1 dargestellten Einankerumformer sind die Vektoren der in der Gleichstromwicklung g und in der Zusatzwicklung s induzierten Spannungen Eg und Es gleich groß angenommen wie in Abb. ia. Die an den Schleifringen abnehmbare Wechselspannung Es ist im dargestellten Beispiel die maximal erreichbare Schleifringspannung. Bei einer Verstellung der Bürsten b_t und b₂ dreht sich der- Vektor Eg der in der Gleichstromwicklung induzierten Spannung gegenüber dem Vektor Es der in der Zusatzwicklung induzierten Wechselspannung derart, daß die Spitze 2 des Vektors Eg sich auf einem Kreis um den Punkt 1 bewegt. Die an den Schleifringen abnehmbare Wechselspannung Es, Es', Es" usw. ist jeweils gleich der geometrischen Summe beider Vektoren Eg und Es. Werden die beiden Bürsten b_t und b₂ um 180 elektrische Grade gegenüber der erstbeschriebenen Stellung verdreht, so dreht sich gleichzeitig auch der Vektor Eg der in der .Gleichstromwicklung induzierten Wechselspannung um i8o°, und die an den Schleifringen abnehmbare Wechselspannung Es wird dadurch ein Minimum. Bei gleicher Wahl der Spannungen in der Gleichstromwicklung und in der Zusatzwicklung läßt sich eine Regelung der Gesamtspannung des Einankerumformers bis auf Null erreichen. Der Regelungsbereich des erfindungsgemäßen Einankerumformers wird dadurch doppelt so groß als bei dem bekannten nach Abb. 1 und ia.

In der Abb. 3 ist eine beispielsweise Einrichtung dargestellt, mit der während des Betriebes die beiden mit dem Kommutator K umlaufenden Bürsten b_t und b₂ des Einankerumformers verstellt werden können. Sie sind zu diesem Zwecke an einer auf der Achse A des Rotors drehbaren Muffe M befestigt, die einen schrägen Führungsschlitz F trägt. Die Achsel besitzt eine zentrale Bohrung, in welcher eine einen Stift R tragende Steuerstange D geführt ist. Dieser Stift R ragt durch einen Längsschlitz.T der Achsel in den schrägen Führungsschlitz F der Muffe M. Wird die Steuerstange D beispielsweise durch eine Gabel mit daran gelenkig befestigtem Kugellager o. dgl. in der Achsrichtung verschoben, so· verschiebt sich mit ihr der Stift R und verdreht dabei die Muffe M mit den Bürsten b_x und b₂. Die Verstellung der Bürsten kann von Hand und auch selbsttätig erfolgen durch einen Magneten oder Servomotor u. dgl. etwa in Abhängigkeit von der erforderlichen Schleifringspannung.

Die beschriebene Regelungseinrichtung für Einankerumformer arbeitet vollkommen verlustlos und ist sowohl für Gleichstrom-Wechselstrom- als auch: für Wechselstrom-Gleiahstrom-Einankerumformer jeder Phasenzahl anwendbar.

Claims

Patentansprüche:

i. Einrichtung zur Spannungsregelung no von Synchroneinankerumformern, bei der eine von dem Betriebswechselstrom durchflossene offene Zusatzankerwicklung mit einem Ende mit einem Schleifring verbunden ist und ein zweiter Schleifring über eine mit dem Kommutator umlaufende verstellbare Bürste mit der Gleichstromankerwicklung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Zusatzwicklung mit einer zweiten mit dem Kommutator umlaufenden verstellbaren Bürste verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden mit dem Kommutator umlaufenden Bürsten an zwei elektrisch diametralen Punkten der Gleichstromankerwicklung liegen.
3. Einrichtung nach Anspruch f, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwicklung und Zusatzwicklung des Ankers derart bemessen sind, daß die in ihnen induzierten Spannungen gleich groß sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten um 180 elektrische Grade verstellbar sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Kommutator umlaufenden Bürsten Q)₁, b₂) an einer drehbaren Muffe (M) mit einem schrägen Führungsschlitz (F) befestigt und durch eine in einer axialen Bohrung der Ankerwelle angeordnete, axial verschiebbare S teuer stange (D) mittels eines in den schrägen Führungsschlitz (F) ragenden Stiftes (R) verstellbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen