DE566229C

DE566229C - Asynchroner Regelsatz mit staendererregter Kommutatorhintermaschine

Info

Publication number: DE566229C
Application number: DES99069D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Harz; Dipl-Ing Erwin Rodewald
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-06-06
Filing date: 1931-06-06
Publication date: 1932-12-13

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 13. DEZEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d² GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Juni 1931 ab

Zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, deren Drehmoment mit der Drehzahl abnimmt, kann man Induktionsmaschinen verwenden, die durch Kommutatorhintermaschinen in der Drehzahl geregelt werden. Es ist bereits bekannt, für einen gegebenen Regelbereich eine \'erkleinerung der Kommutatormaschine dadurch zu erzielen, daß bei hoher Drehzahl und bei hohem Moment der Läufer so geschaltet wird, daß er eine große Stillstandsspannung besitzt, während er bei kleiner Drehzahl und kleinem Moment auf eine kleine Stillstandsspanuung umgeschaltet wird. Eine derartige Umschaltung kann durch Reihen-

'5 und Parallelschaltung einzelner Wicklungsteile, sie kann jedoch auch durch Umschaltung auf eine andere Wicklungsart, z. B. durch Ständerumschaltung von Dreieck auf Stern, erzielt werden.

z" Bei den bekannten Regelsätzen hat es sich nun beim Umschalten des Läufers der Asynchronmaschine gezeigt, daß besondere L^Tmstände dadurch entstehen, daß infolge der Umschaltung der Hauptmaschine auch die Erregung der Kollektorhintermaschine verändert wird. Infolgedessen muß der zwischen die asynchrone Hauptmaschine und die Kollektorhintermaschine eingeschaltete Regeltransformator für einen sehr großen Regelbereich bemessen werden. Er müßte auf der Sekundärseite beispielsweise die doppelte Windungszahl besitzen, wenn nach der Umschaltung von Reihen- in Parallelschaltung von Wicklungsteilen der Hauptmaschine die Kollektorhintermaschine noch voll erregt werden soll. Abgesehen davon, daß dies eine große Bemessung des Transformatormodells bedingt, muß auch die Zahl der Anzapfungen auf der Sekundärseite verdoppelt werden, um eine gleiche Feinstufigkeit der Regelung" wie zuvor zu erhalten. All dies verteuert den Transformator beträchtlich.

Durch die Erfindung wird eine erhebliche Verbesserung der Regelsätze, insbesondere eine Verkleinerung des Zwischentransformators dadurch erzielt, daß auch der Erregertransformator der Kommutatorhintermaschine . bei Änderung der Schlupfspannung der Hauptmaschine infolge Umschaltung dieser Maschine so umgeschaltet wird, daß das Über-Setzungsverhältnis des Erregertransformators entsprechend der Verringerung der Schleifringspannung erhöht wird.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit 1 ist die mit dem Ständer 2 an ein Netz angeschlossene asynchrone Hauptmaschine bezeichnet, die zum Antrieb eines mit 4 bezeichneten Ventilators dient. An die Schleifringe 5 des Läufers 3 ist eine mit der Hauptmaschine 1 direkt gekuppelte, mit einer Kompensationswicklung 7 versehene Kommutatorhinter-

*) Von devi Patentsucher sind als die Erfinder angegeben voorden:

Dipl.-Ing. Hermann Harz und Dipl.-Ing. Erwin Rodewald in Berlin-Siemensstadt.

maschine 6 angeschlossen. Der Schleifringstrom der asynchronen Hauptmaschine wird über Bürsten 8 dem Ankerläufer 9 dieser Maschine zugeleitet. Mit 10 ist ein regelbarer Zwischentransformator bezeichnet, dessen Primärwicklung 11 an die Schleifringleitungen 13 zwischen Hauptmaschine und Hintermaschine angeschlossen ist, und an dessen Sekundärwicklung 12 die Erregerwicklung 14 der Kommutatorhintermaschine 6 angeschlossen ist. Mit 15 ist noch ein Hilfstransformator bezeichnet, der zur Verbesserung der Phasenverschiebung in dem Erregerstromkreis der Kommutatormaschine 6 eine gegenüber der von dem Erregertransformator 10 abgenommenen Erregerspannung um 90⁰ verschobene Spannungskomponente erzeugt.

Der Läufer 3 der Hauptmaschine, der den Ventilator 4 antreibt, ist nun zunächst auf eine höchste Windungszahl geschaltet, d. h. je zwei Wicklungszweige I und II sind in jeder Phase in Reihe geschaltet. In gleicher Weise sind die unterteilten Zweige der Primärwicklung des Zwischentransformators In Reihe geschaltet. Wird nun die Drehzahl des Regelsatzes durch Steigerung dei Spannung der Hintermaschine mittels des Zwischentransformators herabgeregelt, so sinkt die von dem Maschinensatz an den Ventilator zu übertragende Leistung proportional der dritten Potenz der Drehzahl. Sie beträgt also bei 80 °/₀ Synchron drehzahl der Hauptmaschine noch etwa 50 °/₀ des Wertes bei der synchronen Drehzahl. Man kann also bei dieser Drehzahl die beiden Zweige des Läufers parallel schalten, ohne daß eine Überlastang der Kommutatorhintermaschine zu befürchten ist. Die Regelung des Maschinensatzes erfolgt also in der Weise, daß zunächst bei Reihenschaltung der Läuferwicklung der Asynchronmaschine und bei Reihenschaltung der Primärwicklung des Erregertransformators durch Steigerung der diesem entnommenen Erregerspannung die Drehzahl auf 80 °/₀ herabgesetzt wird. Danach werden erfindungsgemäß sowohl die Läuferwicklungsteile I und II der asynchronen Hauptmaschine als auch die Teile I und II der Primärwicklung des Zwischentransformators parallel geschaltet, wie aus der Fig. 2 hervorgeht. Gleichzeitig muß die Erregung der Hintermaschine an eine niedrigere Spannungsstufe des Zwischentransformators angeschlossen werden, damit auch entsprechend der auf die Hälfte herabgesetzten Spannung der asynchronen Hauptmaschine die Gegenspannung der Kollektorhintermaschine auf den gleichen Wert herabgesetzt wird. Danach kann die Drehzahl der asynchronen Hauptmaschine durch weiteres Regeln am Zwischentransformator weiter herabgeregelt werden. Infolge der Umschaltung des Erregertransformator? 10 kann der Schlupf des Regelsatzes annähernd auf den doppelten Wert vergrößert werden gegenüber den bekannten Regelsätzen mit Umschaltung der Hauptmaschine, ohne daß eine Vergrößerung des Erregertransformators erforderlich ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist der zur Verbesserung der Phasenverschiebung vorgesehene cos ^-Transformator von der Sekundärwicklung des Drehzahltransformators aus erregt. Infolgedessen arbeitet er stets mit vollem Feld, ohne daß man an ihm besondere Umschaltungen vorzunehmen braucht. Liegt dagegen seine Primärwicklung parallel zur Primärwicklung des Drehzahltransformators, so kann die Umschaltung auch bei ihm mit Vorteil angewendet werden. Natürlich ist eine entsprechende Umschaltung des Erregertransformators auch möglich, wenn der Transformator in Sparschaltung ausgeführt ist.

Die Erfindung kann ferner auch bei Kommutatorhintermaschinen angewendet werden, die mit der Hauptmaschine nur elektrisch gekuppelt sind, ferner dann, wenn die Erregung der Hintermaschine außer von einem Transformator im Schlupf frequenzkreis noch von einer anderen Stromquelle, z. B. einem Frequenzwandler, gespeist wird. In gleicher Weise ist die Erfindung dann anwendbar, wenn die Wicklungsumschaltung in der Hauptmaschine statt im Läufer im Ständer erfolgt, oder auch dann, wenn die dem Stander zugeführte Spannung auf andere Weise, z. B. durch einen Transformator, geändert wird.

Claims

Patentansprüche:

i. Asynchroner Regelsatz zum Antrieb von Arbeitsmaschinen mit abnehmendem Drehmoment bei abnehmender Drehzahl mit ganz oder teilweise über Transfermatoren im Ständer mit Schlupf frequenz erregter Kommutatorhintermaschine und durch Umschaltung des Ständers oder Läufers oder durch Änderung der Ständerspannung erweitertem Regelbereich, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Erregertransformator der Kommutatorhintermaschine bei Änderung der Schlupfspannung der Hauptmaschine infolge Umschaltung dieser Maschine so umgeschaltet wird, daß das Übersetzungsverhältnis des Erregertransformators entsprechend der Verringerung der Schleifringspannung erhöht wird.
2. Regelsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Erregertransformators aus mindestens

zwei Wicklungsteilen besteht, die bei hoher Drehzahl und hohem Drehmoment in Reihe, bei niedriger Drehzahl und niedrigem Drehmoment parallel geschaltet sind.
3. Regelsatz nach Anspruch 1 oder 2 mit Hilfstransformator zur Phasenverbesserung, der an die Primärwicklung des Erregertransformators angeschlossen ist, gekennzeichnet durch mindestens zwei Zweige der Primärwicklung des Hilfstransformators, die entsprechend der Umschaltung der Hauptmaschine umgeschaltet werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen