DE560485C - Anordnung zur Kompensierung des Blindwiderstandes in Wicklungen, die Stroeme veraenderlicher Frequenz fuehren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
3. OKTOBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d² GRUPPE

S 85499 Vlllb/sid² Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents:

. September 1932

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Mai 1928 ab

Bekanntlich haben Wicklungen, die Ströme veränderlicher Frequenz führen (z. B. die Schlupffrequenz führenden Erregerwicklungen von Kommutatorhintermaschinen, die zur Drehzahlregelung asynchroner Vordermaschinen dienen), die Eigenschaft, daß sich ihr aus Blind- und Wirkwiderstand zusammensetzender Scheinwiderstand mit der Änderung der Frequenz infolge Änderung des Blindwider-

Standes ebenfalls ändert, so daß der die Wicklung durchfließende Strom seine Phasenlage und Größe mit der Frequenz ändert, was namentlich bei obigem Beispiel unzulässig ist. Um diese Erscheinung zu beseitigen, kann man mittels bekannter Anordnungen in den Stromkreis der Wicklung mit veränderlicher Frequenz eine Gegenspannung einführen, die den induktiven Spannungsabfall bei allen Frequenzen aufhebt, so daß nur noch der von der Frequenz unabhängige Ohmsche Widerstand übrig bleibt.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine zur Kompensierung des Blindwiderstandes dienende Anordnung, die sich jedoch durch große Einfachheit auszeichnet und in vielen Fällen die zweckmäßigste Lösung darstellt.

Erfindungsgemäß ist in den Stromkreis der Wicklung mit veränderlicher Frequenz eine synchrone oder asynchrone Blindleistungsmaschine eingeschaltet. Die Erregung dieser Blindleistungsmaschine ist derart eingestellt, daß sie gegenüber dem Strom eine voreilende Spannung erzeugt, die also gegenüber dem induktiven Spannungsabfall der genannten Wicklung eine Phasenverschiebung von i8o° besitzt. Außerdem wächst die Größe dieser Erregung proportional dem Strom in der Wicklung mit veränderlicher Frequenz an. Dementsprechend entwickelt die Blindleistungsmaschine eine Spannung, die ebenso wie der induktive Spannungsabfall in der Wicklung mit veränderlicher Frequenz einerseits proportional dem Strom, andererseits auch proportional'der Frequenz anwächst, jedoch gegenüber diesem induktiven Spannungsabfall in der Phase um i8o° verschoben ist, so daß man den induktiven Spannungsabfall bei passender Bemessung der Blindleistungsmaschine bei jeder Frequenz aufheben kann. Die Blindleistungsmaschine läuft, je nachdem es sich um eine synchrone oder asynchrone Maschine handelt, mit einer der primären veränderlichen Frequenz genau oder annähernd entsprechenden Drehzahl. Die neue Anordnung hat den Vorteil, daß man den induktiven Spannungsabfall in der mit veränderlicher Frequenz arbeitenden Wicklung ohne Zuhilfenahme besonderer Regler und mit verhältnismäßig einfachen Mitteln aufheben kann. Insbesondere ergibt sich dadurch gegenüber bekannten oder vorgeschlagenen Anordnungen der Vorteil, daß im wesentlichen nur eine kommutatorlose Maschine (Synchron- oder Asynchronmaschine) erforderlich ist, nachdem die für die Erregung dieser Maschine erforderliche Gleich- oder

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

Dipl.-Ing. Jaroslav Kosisek in Berlin-Charloitenbiirg.

Wechselstromkommutatormaschine verschwindend klein ausfällt. Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß ein besonderer Antriebsmotor für die Blindleistungsmaschine nicht erforder-Hch ist, diese vielmehr bekanntlich als nicht belasteter, übererregter Motor läuft.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher angegeben.

In Abb. ι ist ι die asynchrone Vorder- >o maschine eines Drehstromregelsatzes, deren Drehzahl mittels der Kommutatorhintermaschine 2 beeinflußt werden soll. 3 ist eine asynchrone Belastungsmaschine für die Maschine 2. Die Kommutatorhintermaschine 2 besitzt im Ständer außer der Kompensationswicklung 4 noch eine Schlupffrequenz führende Erregerwicklung 5. Diese wird vom Netze aus über einen Regeltransformator 6 und über einen Frequenzwandler 7 gespeist. Zur Aufhebung des induktiven Spannungsabfalles in der Wicklung 5 ist nun in deren Stromkreis noch eine synchrone Blindleistungsmaschine 8 eingeschaltet. Um den Erregerstrom dieser Maschine 8 proportional dem Strom in der Wicklung S anwachsen zu lassen, sind in den Stromkreis der Wicklung 5 noch in Stern geschaltete Ohmsche Widerstände 9 eingeschaltet, deren Spannung den Schleifringen eines Hilfsfrequenzwandlers 10 zugeführt ist. Dieser Hilfsfrequenzwandler ist mit der Maschine 8 gekuppelt. Er gibt daher an seinen Kommutator seine Gleichspannung ab, die die Gleichstromerregerwicklung der Maschine 8 speist. Die Anordnung nach Abb. 2 deckt sich mit Ausnahme der Ausbildung der Blindleistungsmaschine mit der der Abb. 1, so daß nur die Blindleistungsmaschine gezeichnet ist. Diese ist als asynchrone Blindleistungsmaschine ausgebildet. Zu ihrer Erregung ist eine Hilfskommutatormaschine 11 vorgesehen, die mit der Maschine 12 mechanisch gekuppelt ist und im Läufer über Schleifringe mit derselben Frequenz erregt wird, die in der Primärwicklung der Maschine 12 (bzw. in der Erregerwicklung 5 der Abb. 1) herrscht. Die Hilfskommutatormaschine 11 besitzt im Ständer zweckmäßig eine Kompensationswicklung, so daß ihren Sc'hlreifringen nur Magnetisierungsstrom zugeführt werden muß. Das proportionale Anwachsen des Erregerstromes an der Blindleistungsmaschine mit dem Strom in der zu kompensierenden Wicklung 5 wird bei der Anordnung nach Abb. 2 dadurch erreicht, daß der Primärstrom der Maschine 12 auch den Schleifringen der Hilfskommutatormaschine 11 als Erregerstrom zugeführt ist. Dies kann, wie gezeichnet, entweder unmittelbar geschehen oder auch unter Zwischenschaltung eines Stromtransformators.

Sowohl bei der Anordnung nach Abb. 1 als auch bei der nach Abb. 2 wird durch die Blindleistungsmaschine in den Stromkreis der Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine eine dem Quadrate der Schlupffrequenz der asynchronen Hauptmaschine proportionale, die Selbstinduktionsspannung der Erregerwicklung aufhebende Gegenspannung eingeführt, da die Blindleistungsmaschine einerseits infolge der Speisung mit Schlupffrequenz im Ständer mit einer dieser Schlupffrequenz proportionalen Drehzahl läuft und anderseits mit einem Strom erregt wird, der dem Strom in der Erregerwicklung der Kornmutatorhintermaschine und damit ebenfalls der Schlupffrequenz proportional ist.

Selbstverständlich könnte die synchrone oder asynchrone Blindleistungsmaschine auch derart ausgeführt sein, daß ihre Erregermaschine mit der Blindleistungsmaschine zu einer Maschine vereinigt ist, wobei sich dann der Bauart nach etwa eine Synchronmaschine asynchroner Bauart mit Gleichstromkollektor für die Selbsterregung oder auch ein kompensierter Asynchronmotor ergibt. .

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Kompensierung des Blindwiderstandes in Wicklungen, die Ströme veränderlicher Frequenz fuhren (insbesondere in Schlupffrequenz führenden Erregerwicklungen von Kommutatorhintermaschinen), dadurch gekennzeich- ^9S net, daß in den Stromkreis der Wicklungen eine Synchron- oder Asynchronmaschine eingeschaltet ist, die von ihrem niedrige Frequenz aufweisenden Teil aus (Gleichstromteil bei Synchronmaschinen) proportional dem Strom in der zu kompensierenden Wicklung derart erregt wird, daß sie eine kapazitive Spannung erzeugt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei eine asynchrone Blindleistungsmaschine vorgesehen ist, in deren Sekundärstromkreis eine mechanisch gekuppelte und im Läufer (über Schleifringe) erregte, zweckmäßig mit einer Kompensationswicklung ausgerüstete Kommutatorhintermaschine eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in der Primärwicklung der Blindleistungsmaschine den Erregerschleifringen der Kommutatorhintermaschine (unmittelbar oder über einen Stromtransformator) zugeführt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen