DE574863C - Kaskadenschaltung von Asynchron- und Kommutatormaschine mit von Schlupf unabhaengiger Leistung - Google Patents

Description

Eine vielfach verwendete Schaltung zur Erregung einer an einer Asynchronmaschine in Kaskade angeschlossenen Kommutatormaschine, derart, daß die Hauptmaschine eine vom Schlupf annähernd unabhängige Wirkleistung liefert, ist die Verbindung der Erregerwicklung der Kommutatormaschine selbst oder deren Erregermaschine einerseits an die Schleifringe der Hauptmaschine, andererseits an einen Periodenumformer, der eine nach Belieben regelbare Spannung liefert. Die Leistung der Hauptmaschine wird dann der letztgenannten Spannung annähernd proportional. Ein gewisser Fehler in dieser Proportionalität kann bekanntlich jedoch nicht vermieden werden.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die verursacht, daß der Fehler in der Proportionalität in überwiegendem Maße in der Blindleistung auftritt, so daß die Wirkleistung mit größter Annäherung der aufgedrückten Spannung proportional wird.

Eine Ausfühfungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schaubildlich dargestellt.

ι ist die Hauptmaschine, 2 die dazu in Kaskade angeschlosseneKommutatormaschine, 3 die Erregermaschine für die letztgenannte ■ und 4 der Periodenumformer für die Leistungsregelung, der an das Netz durch einen regelbaren Transformator 5 angeschlossen ist. Gemäß der Erfindung hat die Maschine 2 außer der Erregerwicklung 23 und Kompensationswicklung 21 noch eine vom Hauptstrom durchflossene Wicklung 22, die ganz oder teilweise in derselben. Achse wie die Kompensationswicklung wirkt, so daß sie einen dem Strom proportionalen und auf ihm senkrechten Spannungsabfall verursacht. Gegebenenfalls kann die Kompensationswicklung anstatt dessen für Unter- oder Überkompensation bemessen werden; aber mit Rücksicht auf die Stromwendung ist es im allgemeinen zweckmäßiger, die besondere Wicklung 22 auf die Hauptpole zu verlegen und derart zu verteilen, daß sie in derselben Achse wie die Kompensationswicklung wirkt. Zur Klarstellung der Wirkungsweise der Erfindung seien die folgenden Bezeichnungen eingeführt:

j = Schlupf,

I₂ = Sekundärstrom der Hauptmaschine,
E₂₀ = Sekundärspannung der Hauptmaschine bei Stillstand und offenem Sekundärkreis,

T₁, .V₁ = Widerstand und Reaktanz des Primärkreises der Hauptmaschine,

r₂, s.v₂ = Widerstand und Reaktanz des Sekundärstromes der Hauptmaschine,

σ = Blondelscher Koeffizient der Gesamtstreuung der Hauptmaschine,

Z₁₂ =■ r, · -^- · (i — σ) — j X₂ σ = Gesamt-

impedanz der Hauptmaschine bezogen auf den Sekundärkreis,

— J₂ (d₂ + Jc₂) = Rotationsspannung der Kommutatormaschine im Reihenschlußfeld,

E₂ = Rotationsspannung der Kommutatorto maschine im fremderregten Feld.

Die Spannungsgleichung des sekundären Hauptkreises wird dann

Ji₂-J₂ (4+ /c₂) ..

. JP Q I 7" I At 1 If q\ \ I

20 I^ 2 ν 2 ~\ 12 / *

Falls man in geeignetem Maße den induktiven Spannungsabfall in der Erregerwicklung 32 der Maschine 3 kompensiert, beispielsweise durch eine entgegenwirkende Reihenschlußwicklung 33 mit Ohmschem Nebenschluß 34, oder gegebenenfalls die Maschine 3 wegfallen und die Spannungen der Maschine 4 und der Schleifringe unmittelbar auf die Wicklung 23 wirken läßt, kann man annähernd setzen

E₂ = -E_zos + I₂ (f ₂' + S₁₂ s) + V_n (2)

wo V₁. die Spannung des Periodenumformers 4 ist und r₂ sich von r₂ durch einen Wert unterscheidet, der hauptsächlich dem Ohmschen Widerstand im Hauptkreis der Maschine 2 entspricht.
Aus (1) und (2) erhält man

J_{2 =} II^^ ₍₃₎

d. h. J₂ und also die Leistung der Hauptmaschine wurden vom Schlupf ganz unabhängig und zu V₁. ganz proportional sein.

In der Tat erhält aber die vom fremderregten Feld erzeugte Rotationsspannung der Kommutatormaschine oft eine vom Schlupfe abhängige Komponente (beispielsweise falls man, wie die Zeichnung darstellt, die Maschine mechanisch an die Hauptmaschine kuppelt), so daß die genannte Spannung gleich Ji₂ (1 + ε) gesetzt werden muß, wo ε eine Funktion vom Schlupfe ist. In solchem Falle erhält man anstatt Gleichung (3)

wo Δ J₂ den Fehler darstellt, womit J₂ vom angestrebten Wert abweicht, wird

AI₂=-

Dieser Fehler

Falls in diesem Ausdruck C₂ in "Vergleich zu r ₂ — r₂' + d₂ groß ist, wird der Fehlerstrom überwiegend induktiv oder kapazitiv, so daß die Wirkbelastung der Hauptmaschine jedenfalls praktisch unabhängig vom Schlupfe wird, selbst wenn der Gesamtstrom mit letzterem etwas schwankt. Wenn' man einen solchen Wert von d₂ wählt, daß r₂ — r₂' + d₂ = 0 wird, so würde man als Fehlerstrom einen praktisch reinen Blindstrom erhalten können, aber dies ist im allgemeinen mit einer gewissen Gefahr der Selbsterregung der Maschine 2 mit einer nicht gewünschten Frequenz verbunden. '

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung bei in Kaskade an Asynchronmaschinen angeschlossenen Kommutatorhintermaschinen, die durch eine solche Spannung erregt werden, daß die Asynchronmaschine eine vom Schlupfe hauptsächlich unabhängige Wirkleistung liefert oder aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorhintermaschine entweder, mit einer vom Hauptstrom durchflossenen Wicklung, die einen Kraftfluß in einer gegen den Hauptfluß senkrechten Achse erzeugt, oder mit einer für Über- bzw. Unterkompensation bemessenen Kompensationswicklung versehen ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen