DE581736C

DE581736C - Reversing pole excitation for multi-phase generators

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Publication number: DE581736C
Application number: DEM115517D
Authority: DE
Original assignee: HERMANN MATTHIES DIPL ING
Current assignee: HERMANN MATTHIES DIPL ING
Priority date: 1931-05-27
Filing date: 1931-05-27
Publication date: 1933-08-02

Description

Zur Erzeugung von mehrphasigem Wechselstrom veränderlicher Frequenz, wie man ihn benötigt, um Asynchronmotoren mit Kurzschlußankern mit beliebig regelbarer Gesdiwindigkeit zu betreiben, benutzt man vorteilhaft eine Stromwendermaschine, die mit zumindest annähernd gleichbleibender Drehzahl angetrieben und mit entsprechend veränderlicher Frequenz erregt wird. Die Stromwendung einer solchen Maschine läßt sich theoretisch so vollkommen beherrschen, daß sie bei Verwirklichung dieser theoretischen Möglichkeit praktisch einer Gleichstrommaschine gleichwertig wird (vgl. R ü denberg: »Die Kommutierung in Drehstromkollektormaschinen« in »Elektrotechnik und Maschinenbau« 1911, Heft 23/24, S. 467 bis 473 und 495 bis 498), In diesem Falle ist wegen der einfachen unempfindlichen Bauart des Kurzschlußankermotors die Geschwindigkeitsregelung mit Mehrphasenstrom veränderlicher Frequenz der entsprechenden gebräuchlichen Regelung mit Gleichstromübertragung (Leonhard-Schaltung) durch größere Betriebssicherheit und geringere Anschaffungskosten überlegen; sie eignet sich besonders gut für rauhe Betriebe.For the generation of polyphase alternating current of variable frequency, how to do it required to asynchronous motors with short-circuit armatures with adjustable speed to operate, it is advantageous to use a commutator machine with driven at least approximately constant speed and with correspondingly variable Frequency is excited. The turnaround of such a machine can theoretically be mastered so perfectly, that they are practically a DC machine when realizing this theoretical possibility is equivalent (see Rü denberg: "Commutation in three-phase collector machines" in "Electrical engineering and mechanical engineering" 1911, issue 23/24, p. 467 to 473 and 495 to 498), in this case it is insensitive because of the simple Design of the short-circuit armature motor, the speed control with multi-phase current variable frequency of the corresponding common regulation with direct current transmission (Leonhard circuit) due to greater operational reliability and lower acquisition costs think; it is particularly suitable for rough operations.

Um die Stromwendung einer Maschine der beschriebenen Art zu beherrschen, muß man Vorsorge treffen, daß erstens das Ankerfeld vollkommen ausgeglichen ist, auch sogenannte Belastungsfelder beseitigt sind, und daß zweitens die Wirkung des umlaufenden Hauptfeldes auf die bei der Stromwendung kurzgeschlossenen Ankerspulen, im folgenden Transformatorspanming genannt, bei jeder Umlaufgeschwindigkeit des Drehfeldes, also bei jeder Frequenz, durch Wendepole aufgehoben wird. Eine dritte Bedingung, nämlich die Begrenzung der sog. Reaktanzspannung, erfordert nicht unbedingt besondere Maßnahmen, da diese Spannung bei Mehrphasenmaschinen mit Durchmesserwicklung verhältnismäßig klein ist. Nötigenfalls kann sie bekanntermaßen durch Wendepole unterdrückt werden, deren Wicklungen von den jeweiligen Bürstenströmen durchflossen sind. Ebenso ist zu erstens als wirksames Mittel zur vollkommenen Ausgleichung des Ankerfeldes eine Kompensationswicklung bekannt, deren Anschlußpunkte den Wendezonen gegenüberliegen. Die zu zweitens genannte Aufhebung der Transformatorspannung gelingt dagegen mit bekannten Mitteln nur mangelhaft, weil diese die weiterhin noch zu erläuternden Bedingungen nicht erfüllen können. Bekannt sind für vorliegenden Zweck Wendepolwicklungen mit Nebenschlüssen über Widerstände und Drosselspulen, mit Fremderregung durch den Erregerstrom für das Hauptfeld oder aus besonderen Stromquellen, wie kleinen Transformatoren, undIn order to master the reversal of a machine of the type described, one must Take precautions, first, that the anchor field is completely balanced, also so-called Load fields are eliminated, and that, secondly, the effect of the surrounding main field on the current reversal short-circuited armature coils, hereinafter referred to as transformer clamping every speed of rotation of the rotating field, i.e. at every frequency, through reversing poles will be annulled. A third condition, namely the limitation of the so-called reactance voltage, does not necessarily require special measures, as this voltage in multi-phase machines with diameter winding is relatively small. If necessary, it can be suppressed, as is known, by reversing poles, the windings of which are from the respective brush currents are traversed. Likewise is first to be effective Means for perfect equalization of the armature field a compensation winding known, whose connection points are opposite the turning zones. The second mentioned cancellation of the transformer voltage on the other hand, it works only inadequately with known means, because they continue to do so cannot meet the conditions to be explained. Are known for present purpose Reversing pole windings with shunts via resistors and choke coils, with external excitation by the excitation current for the main field or from special power sources, such as small transformers, and

vereinigte derartige Anordnungen. Zur^ Gewinnung der richtigen Phasenlage ist es bekannt, unter Umständen Ströme zweier Nachbarphasen in verdoppelten Wicklungen nutzbar zu machen.united such orders. For ^ extraction the correct phase position is known, possibly currents of two neighboring phases usable in doubled windings.

Außer diesen Mitteln, die bei Benutzung von Wendepolen in Frage kommen, sind auch Maßnahmen zur Erleichterung der Stromwendung auf anderm Wege bekannt, wonach ίο Wechselspannungen von Stromwendungsfrequenz von außen in die stromwendenden Ankerspulen eingeführt werden. Diese Wechselspannungen werden dabei entweder außerhalb der Maschine in besondern Vorrichtungen (Hilfsmaschinen, Transformatoren, Kondensatoren) oder in entsprechend wirkenden besonderen Wicklungen u. dgl. innerhalb der Maschine oder auf beiderlei Weise erzeugt. Ihre Sparinungskurve muß ao eine ganz bestimmte ungewöhnliche Form haben, ihre Phase genauestens festgelegt sein, was zumal bei der hohen Frequenz auf praktische Schwierigkeiten stößt. Diese ungewöhnlichen Stromwendungsmittel treten an die Stelle von Wendepolen; sie bedingen, abgesehen von den schon angedeuteten Schwierigkeiten, Abweichungen von dem regelrechten, am besten bewährten und fertigungstechnisch durchgebildeten Maschinenaufbau, wie Stromwender mit abwechselnden leitenden und ebenso breiten oder breiteren nichtleitenden Segmenten, ferner vermehrte Bürstenzahl u. a. m. Diese lange bekannten Maßnahmen haben daher keinen Eingang in die Praxis gefunden.In addition to these means, which come into question when using reversing poles, are also Measures to facilitate the commutation known in other ways, according to which ίο alternating voltages of commutation frequency are introduced from the outside into the current-reversing armature coils. These alternating voltages are either outside the machine in special devices (auxiliary machines, transformers, Capacitors) or in correspondingly acting special windings and the like within the machine or on both Way generated. Your savings curve must have a certain unusual shape have to precisely determine their phase, which is particularly practical when it comes to the high frequency Encounters difficulties. These unusual means of commutation take the place of reversing poles; they condition apart from the difficulties already indicated, deviations from the regular, best proven and manufacturing technology well-trained machine structure, such as commutators with alternating conductive and equally wide or wider non-conductive Segments, also increased number of brushes, among other things. m. These long-known measures have therefore not found their way into practice.

Wie oben nachgewiesen ist, muß das Wendefeld zur Aufhebung der Transformatorspannung· bei Maschinen der eingangs bezeichneten Art sich geradlinig mit der Frequenz ändern, bei der Frequenz ο einen Mindestwert — entweder (für sechs Wendepole je Hauptpolpaar) gleich Null oder (für drei Wendepole je Hauptpolpaar) entgegengesetzt gleich dem Hauptfeld — haben und bei der synchronen Frequenz (Gleichlauf von Drehfeld und Anker) gleich dem Hauptfeld sein. Da das Wendefeld gleich der Summe des Hauptfeldes und des durch den Wendepolerregerstrom erzeugten Feldes ist, muß dieses bei gegebenem Hauptfeld den umgekehrten geradlinigen Verlauf nehmen, also bei der Frequenz ο entweder (für sechs Wendepole je Hauptpolpaar) entgegengesetzt gleich dem Hauptfeld oder (für drei Wendepole je Hauptpolpaar) entgegengesetzt und doppelt so stark wie das Hauptfeld sein, bei synchroner Frequenz verschwinden und im übersynchronen Bereich das Hauptfeld zunehmend verstärken. Mindestens im untersynchronen Bereich sind diese Bedingungen durchaus erfüllbar, zumal in der Nähe der Frequenz 0 das Hauptfeld stets nur schwach zu sein braucht, weil hier praktisch keine hohe Spannung zu erzeugen ist.As demonstrated above, the reversing field must be used to cancel the transformer voltage in machines of the type mentioned at the beginning, it is linear with the frequency change at the frequency ο a minimum value - either (for six reversing poles per main pole pair) equal to zero or (for three reversing poles per main pole pair) opposite equal to the main field - have and at the synchronous frequency (synchronism of the rotating field and anchor) must be equal to the main field. Since the turning field is equal to the sum of the main field and that caused by the turning pole excitation current is generated field, this must take the reverse straight-line course for a given main field, so with the Frequency ο either (for six reversing poles per main pole pair) opposite equal to that Main field or (for three reversing poles per main pole pair) opposite and twice as strong as the main field, with synchronous Frequency disappear and the main field increasingly intensify in the oversynchronous range. At least in the sub-synchronous Area, these conditions can be met, especially in the vicinity of the frequency 0 the main field only needs to be weak because there is practically no high tension here is to be generated.

Der Wendepolerregerstrom zur Aufhebung der Transformatorspannung muß entsprechend dem von ihm erzeugten Feld von einem negativen Höchstwert bei der Frequenz ο aus mit wachsender Frequenz dem Wert Null bei Synchronfrequenz zustreben, gegebenenfalls darüber hinaus wieder ansteigen. Dieser Strom muß in Phase mit dem Hauptfeld sein. Zur Überwindung des Ohmschen Widerstandes in der Wendepolwicklung ist daher ein Spannungsbeitrag nötig, der sich wie der Strom bei gegebener Hauptfeldstärke umgekehrt proportional mit der Frequenz ändert. Dieser, nur zur Erzeugung des Wendepolerregerstromes für das von ihm hervorgerufene Feld dienende Spannungsbeitrag soll weiterhin als Hilfsfeldspannung bezeichnet werden.The reversing pole excitation current to cancel the transformer voltage must be accordingly the field generated by it from a negative maximum value at the frequency ο With increasing frequency, strive for the value zero at the synchronous frequency, if necessary beyond that, rise again. This current must be in phase with the main field. In order to overcome the ohmic resistance in the reversing pole winding, a voltage contribution is necessary that is like the Current changes inversely proportional to the frequency for a given main field strength. This, only to generate the reversing pole excitation current for the one caused by it The voltage contribution serving the field should continue to be referred to as the auxiliary field voltage.

Ein wesentlich höherer Spannungsbeitrag ist daneben zum Ausgleich der in der Wendepolwicklung durch das pulsierende Wendefeld entstehenden transformatorischen Wirkung erforderlich. Da diese einmal von der Feldstärke abhängig ist, die sich im vorliegenden Falle mit der Frequenz ändert, und andererseits von der -Frequenz selbst, ist sie bei gegebenem Hauptfelde dem Quadrat der Frequenz verhältnisgleich. Eine entgegengesetzt gleiche Spannung muß also im Stromkreis der Wendepolwicklung noch erzeugt werden. Dieser Spannungsbeitrag soll weiterhin als Wendefeldspannung bezeichnet werden. Er muß in seiner Phase gegen das Wendefeld um 90 ° versetzt sein.A significantly higher voltage contribution is also required to compensate for the transformer effect arising in the reversing pole winding due to the pulsating reversing field. Since this depends on the one hand on the field strength, which in the present case changes with the frequency, and on the other hand on the frequency itself, it is proportional to the square of the frequency for a given main field. An oppositely equal voltage must therefore still be generated in the circuit of the reversing pole winding. This voltage contribution will continue to be referred to as the turning field voltage. Its phase must be offset by 90 ° in relation to the turning field.

Alle bisher betrachteten Größen sind von der Stärke des Hauptfeldes abhängig, dessen transformatorische Wirkung aufgehoben werden soll. Sowohl die Hilfsfeldspannung als auch die Wendefeldspannung sind daher ebenfalls mit der Hauptfeldstärke veränderlich.All sizes considered so far are dependent on the strength of the main field, its transformative effect is to be canceled. Both the auxiliary field voltage and The turning field voltage is therefore also variable with the main field strength.

Um eine Wendepolerregung zu gewinnen, die den dargelegten Bedingungen entspricht, die Transformatorspannung also aufzuheben vermag und dadurch die Stromwendung der Maschine vollkommen zu beherrschen gestattet, ist nach der Erfindung in erster Linie eine kleine Hilfsmaschine vorgesehen. Diese unterscheidet sich von der zuvor erwähnten bekannten Hilfsmaschine zur Einführung einer Wechselspannung von Stromwendungsfrequenz in die stromwendenden Ankerspulen, abgesehen von den weiterhin zu beschreibenden Einzelheiten, grundsätzlich dadurch, daß sie nicht Stromwendungsfrequenz, sondern Betriebsfrequenz (wie die Hauptmaschine) liefert und nicht auf deren Ankerwicklung, sondern auf ihre Wendepolwicklung arbeitet, für deren Erregung die Stromwendungs-In order to obtain a Wendepole excitation which corresponds to the conditions set out, the transformer voltage is able to cancel and thereby the commutation of the Allowing the machine to be completely under control is primarily a matter of the invention a small auxiliary machine is provided. This is different from the one mentioned earlier known auxiliary machine for the introduction of an alternating voltage of commutation frequency into the current-reversing armature coils, apart from those to be further described Details, basically in that they are not commutation frequency, but Operating frequency (like the main engine) and not on its armature winding, but works on its reversing pole winding, for the excitation of which the commutation

frequenz unbrauchbar ist. Die Ausführung der Hauptmaschine bedingt bei dieser regelrechten Benutzung von Wendepolen als Strornwendungsmittel keinerlei Besonderheiten; ebensowenig kommen außergewöhnliche Einzelanordnungen für die Hilfsmaschine in Betracht. Die Anwendung bewährter Ausführungsformen bedeutet namentlich für die Hauptmaschine eine Verein-ίο fachung und einen Vorteil gegenüber den bekannten Anordnungen mit außergewöhnlichen Stromwendungsmitteln und -verfahren.frequency is unusable. The execution of the main engine determines this real one Use of reversing poles as a means of turning currents no special features; nor do extraordinary ones come Individual arrangements for the auxiliary machine into consideration. The use of proven embodiments means by name a simplification for the main engine and an advantage over the known ones Arrangements with extraordinary means and procedures of current reversal.

Die Hilfsmaschine und etwaige zusätzliche Einrichtungen formen die Wendefeldspannung, gegebenenfalls auch die Hilfsfeldspannung aus der Ständer- bzw. der Läuferspannung der Hauptmaschine um, die bekanntermaßen von der Hauptfeldstärke und der Frequenz abhängig sind. Der relative Verlauf ao der Hilfsfeld- und Wendefeldspannung als Funktionen der Hauptfeldstärke und der Frequenz wird nach der Erfindung ohne irgendwelche Schaltvorgänge selbsttätig den theoretischen Bedingungen entsprechend geregelt. Die jeweilige absolute Größe jener Spannungen läßt sich daneben im Bedarfsfalle willkürlich abstimmen, ihre Phasenlage vollkommen nach Erfordernis einstellen, beides mit einfachen Mitteln, nötigenfalls auch im Betriebe. Das Verhältnis von Stromstärke und Spannung für die Wendepolerregung kann beliebig gewählt werden. Der Entwurf der Hilfsmaschine ist nicht streng an die Verhältnisse einer bestimmten Hauptmaschine gebunden; gegebenenfalls kann ein Hilfsmaschinenmodell für verschiedene Hauptmaschinenmodelle verwendbar sein. Die Hilfsmaschineneinrichtung besteht aus gangbaren betriebssicheren Einzelteilen; an den dazugehörigen Stromwendern treten nur niedrige Spannungen zur Überwindung Ohmscher Widerstände auf. Der Leistungsverbrauch der Hilfsmaschine ist verschwindend gering; ihre Abmessungen sind im Vergleich zur Hauptmaschine sehr klein. Diese selbst wird durch den Erfindungsgegenstand so wesentlich verbessert und vereinfacht, daß gegenüber den sonstigen Vorteilen der Geschwindigkeitsregelung mit Mehrphasenstrom veränderlicher Frequenz, zumal bei größeren Leistungen, der Aufwand für die Hilfsmaschineneinrichtung nicht ins Gewicht fällt.The auxiliary machine and any additional equipment form the turning field voltage, possibly also the auxiliary field voltage from the stator or rotor voltage of the main machine, which is known from the main field strength and the frequency are dependent. The relative course ao of the auxiliary field and turning field voltage as Functions of the main field strength and the frequency is according to the invention without any Switching processes automatically regulated according to the theoretical conditions. The respective absolute magnitude of those tensions can also be adjusted arbitrarily if necessary, its phase position completely Adjust as required, both with simple means, if necessary also in the company. The ratio of current strength and voltage for the reversing pole excitation can be selected as desired. The draft of the Auxiliary machine is not strictly based on the proportions of a particular main machine bound; if necessary, an auxiliary machine model be suitable for various main machine models. The auxiliary machine equipment consists of passable fail-safe individual parts; Only low voltages occur at the associated commutators to overcome ohmic currents Resistances on. The power consumption of the auxiliary machine is negligible; their dimensions are in comparison to the main engine very small. This itself becomes so through the subject matter of the invention significantly improved and simplified that over the other advantages of the speed control with multi-phase current of variable frequency, especially with larger powers, the effort for the auxiliary machine equipment does not matter.

Nach der Erfindung wird zunächst mittels der Hilfsmaschine im Stromkreis derjenigen Wendepolwicklung, die zur Aufhebung der Transformatorspannung dient, die erforderliche Wendefeldspannung erzeugt. Wenn außer dem Wendefeld noch andere Wechselfelder auf jenen Stromkreis einwirken, können sinngemäß auch die zum Ausgleich von deren transformatorischer Wirkung nötigen Spannungsbeiträge mittels der Hilfsmaschine gewonnen werden. Diese entspricht in ihrer Wirkungsweise einer Synchronmaschine; sie besitzt ein gleichstromerregtes Feld und eine Phasenankerwicklung. Jenes ist der Regel nach umlaufend, diese ruhend am Ständer anzuordnen und am einfachsten unmittelbar (in offener Schaltung) in den Stromkreis der Wendepolwicklung einzuschalten. Um eine bedingungsgemäß veränderliche Wendefeldspannung zu erhalten, soll nach der Erfindung allgemein die Gleichstromerregung jener Hilfsmaschine selbsttätig von der Stärke des Wendefeldes abhängig und der Schlupf zwischen Feld und Anker der Maschine, also die Umlaufgeschwindigkeit ihres Feldläufers, der Frequenz verhältnisgleich sein. Auf diese Weise wird die in der Maschine erzeugte Spannung im geradlinigen Verhältnis vom Hauptfeld und im quadratischen Verhältnis von der Frequenz abhängig. Mit dieser ändert sich nämlich sowohl der Schlupf als auch die Erregung; denn die Stärke des Wendefeldes, der die Erregung entsprechen soll, ist, wie dargetan, hier von der Hauptfeldstärke und der Frequenz abhängig. Infolgedessen läßt sie sich im vorliegenden Fall durch die Spannung in einer Ständerwicklung der Hauptmaschine darstel- go len, denn diese Spannung entspricht der Hauptfeldstärke und dem Schlupf des Drehfeldes, also der Frequenz. Demgemäß soll nach der Erfindung der Erregerstrom für die beschriebene Hilfsmaschine insbesondere dadurch gewonnen werden, daß eine vom Stan- -der der Hauptmaschine abgeleitete Wechselspannung in eine verhältnisgleiche Gleichspannung umgeformt und als solche in der Erregerwicklung der Hilfsmaschine verbraucht wird. Werkstoff und Sättigung für den zugehörigen Eisenkern sind so zu wählen, daß das entstehende Feld dem Strom möglichst verhältnisgleich bleibt.According to the invention, the required reversing field voltage is first generated by means of the auxiliary machine in the circuit of that reversing pole winding which is used to cancel the transformer voltage. If, in addition to the turning field, other alternating fields also act on that circuit, the voltage contributions necessary to compensate for their transformative effect can also be obtained by means of the auxiliary machine. This corresponds in its mode of operation to a synchronous machine; it has a DC excited field and a phase armature winding. That is usually rotating, this is to be arranged in a resting position on the stator and the easiest way is to connect it directly (in an open circuit) to the circuit of the reversing pole winding. In order to obtain a conditionally variable turning field voltage, according to the invention, the direct current excitation of that auxiliary machine should automatically depend on the strength of the turning field and the slip between the field and armature of the machine, i.e. the rotational speed of its field rotor, should be proportionate to the frequency. In this way, the voltage generated in the machine is dependent on the main field in a straight line ratio and on the frequency in a square ratio. With this, namely, both the slip and the excitation change; because the strength of the turning field to which the excitation is supposed to correspond is, as shown, here dependent on the main field strength and the frequency. As a result, in the present case it can be represented by the voltage in a stator winding of the main machine, because this voltage corresponds to the main field strength and the slip of the rotating field, i.e. the frequency. Accordingly, the exciting current for the described auxiliary machine to be in particular recovered in that one from the standard according to the invention - which is converted into the main engine derived AC voltage into a proportional DC voltage and used as such in the field winding of the auxiliary machine. The material and saturation for the associated iron core are to be selected so that the resulting field remains as proportionate as possible to the current.

Die erwähnte Umformung läßt sich am einfachsten dadurch bewirken, daß man als Feldläufer für die Hilfsmaschine einen Stromwenderanker benutzt. Dieser erfüllt dabei zugleich die Aufgabe eines Frequenz- . wandlers und eines Feldmagneten, da nämlieh seine Umlaufzahl von der Frequenz abhängt, d. h. die jeweils dieser und seiner Polzahl entsprechende synchrone Drehzahl darstellen soll, so setzt der Stromwenderanker die (mehrphasige) Wechselspannung, die ihm über entsprechende mehrphasige Bürsten zuzuführen ist, innerhalb seiner Wicklung in eine verhältnisgleiche Gleichspannung um, die in der Wicklung einen Strom und damit ein umlaufendes Feld erzeugt. Da diese Gleichspannung nur den Ohmschen Widerstand der. Wicklung zu überwinden hat, kann sie undThe easiest way to effect the aforementioned reshaping is that as Field runners used a commutator anchor for the auxiliary machine. This simultaneously fulfills the task of a frequency. converter and a field magnet, there namely its number of revolutions depends on the frequency, d. H. each of this and its number of poles should represent the corresponding synchronous speed, the commutator anchor sets the (multi-phase) alternating voltage that is fed to it via corresponding multi-phase brushes is, within its winding to a proportionate DC voltage, which in the winding a current and thus a surrounding field generated. Since this DC voltage only has the ohmic resistance of the. Winding has to overcome, it can and

dementsprechend die zugeführte Wechselspannung sehr niedrig gewählt werden, so daß die Stromwendung bei diesem Anker keine Schwierigkeiten macht. Die zugehörigen Bürsten sind feststehend, jedoch zweckmäßig verstellbar anzuordnen. Denn durch Verschieben derselben läßt sich die Feldachse verdrehen und damit die Phasenlage der Spannung ändern, die in der Ständerwicklungaccordingly, the supplied AC voltage can be selected to be very low, so that the current reversal does not cause any difficulties with this anchor. The associated Brushes are to be arranged in a fixed, but expediently adjustable manner. Because by moving the same, the field axis twist and thus change the phase position of the voltage in the stator winding

ίο der Hilfsmaschine erzeugt wird. Man kann also auf diese Weise die Phasenlage der gewonnenen Wendefeldspannung an der fertigen Maschine vollkommen nach Erfordernis einstellen, nötigenfalls auch im Betriebe nachregeln.ίο the auxiliary machine is generated. One can So in this way the phase position of the obtained turning field voltage on the finished Adjust the machine completely as required, if necessary also in the company readjust.

Außer der Wendefeldspannung muß die Hilfsfeldspannung im Stromkreis der Wendepolwicklung erzeugt werden. Diese entgegengesetzt der Frequenz sich ändernde Spannung kann man aus dem Läufer der Hauptmaschine gewinnen. Denn dessen Schlupf gegen das Drehfeld ändert sich ebenfalls entgegengesetzt der Frequenz. In jeder Läuferwicklung der Hauptmaschine entsteht daher eine Spannung, die neben der stets vorhandenen Abhängigkeit vom Hauptfeld die hier erforderliche umgekehrte Abhängigkeit von der Frequenz besitzt. Eine vom Läufer der Hauptmaschine abgeleitete Spannung kann daher unmittelbar oder mittelbar zur Erzeugung des Wendepolerregerstromes benutzt werden.In addition to the reversing field voltage, the auxiliary field voltage must be in the circuit of the reversing pole winding be generated. This voltage, which changes in the opposite direction to the frequency, can be seen from the rotor Main machine win. Because its slip against the rotating field also changes opposite of the frequency. In every rotor winding of the main machine arises hence a tension that, in addition to the always existing dependence on the main field, the here has the required inverse dependence on the frequency. One from the runner The voltage derived from the main machine can therefore be used directly or indirectly to the Generation of the reversing pole excitation current can be used.

Dieser Strom durchfließt auch die im Stromkreis der Wendepolwicklung liegende Phasenankerwicklung der zuvor beschriebenen Hilfsmaschine. Damit er hierbei keine störende Wirkung ausübt, ist er zweckmäßig in dieser Maschine zu kompensieren. Das hier vom Strom erzeugte Feld hat, der jeweiligen Frequenz entsprechend, die gleiche Umlaufgeschwindigkeit, wie sie der Läufer (Stromwenderanker) der Hilfsmaschine haben soll. Zur Kompensation läßt sich daher eine in diesem Läufer durch Gleichstrom erzeugte Feldkomponente benutzen. Nach der Erfindung wird das z. B. dadurch bewirkt, daß der Läufer mit einer zweiten Stromwenderwicklung versehen ist und dieser über zweckmäßig verstellbare Mehrphasenbürsten diejenige Wechselspannung von Betriebsfrequenz zugeführt wird, die man zur Erzeugung des Wendepolerregerstromes benutzt. Sinngemäß kann eine verhältnisgleiche, jedenfalls eine unmittelbar oder mittelbar vom Läufer der Hauptmaschine abgeleitete Spannung verwendet werden. Die Wirkung entspricht derjenigen der anderen Stromwenderwicklung dieses Läufers, nur daß der in der zweiten Wicklung gewonnene Gleichstrom dem Wendepolerregerstrom verhältnisgleich ist, daher diesen bei geeigneter Lage seiner Feldachse zu kompensieren vermag. Diese Achsenlage läßt sich wiederum durch Bürstenverschiebung beliebig einstellen; die Stromstärke nötigenfalls beispielsweise mit vorgeschalteten Widerständen abstimmen, die Spannung so niedrig wählen, daß die Stromwendung keine Schwierigkeiten macht.This current also flows through the one in the circuit of the reversing pole winding Phase armature winding of the auxiliary machine described above. So that he doesn’t has a disruptive effect, it is useful to compensate for it in this machine. This one The field generated by the electricity has the same speed of rotation, depending on the frequency, as the rotor (commutator anchor) of the auxiliary machine should have. For compensation, therefore, can be a use field components generated by direct current in this rotor. According to the invention will the z. B. causes the rotor with a second commutator winding is provided and this one via appropriately adjustable multi-phase brushes AC voltage of operating frequency is supplied, which is used to generate the reversing pole exciter current used. Correspondingly, an equivalent, in any case one directly or indirectly, from the rotor of the main machine derived voltage can be used. The effect corresponds to that of the other commutator winding of this one Rotor, only that the direct current obtained in the second winding corresponds to the reversing pole exciter current is proportional, therefore to compensate this with a suitable position of its field axis able. This axis position can in turn be adjusted as required by moving the brush; the current strength, for example, if necessary Vote with upstream resistors, choose the voltage so low that the current reversal is no problem power.

Die frequenzabhängige Umlaufzahl für die Hilfsmaschine kann, unmittelbar oder mittelbar von derjenigen Maschine bestimmt werden, die als regelmäßiges Zubehör der Hauptmaschine diese mit veränderlicher Frequenz erregt. Denn diese Wechselstromerregermaschine besitzt im allgemeinen einen mit Gleichstrom erregten Feldmagneten, dessen beliebig regelbare Drehzahl die jeweilige-Betriebsfrequenz des ganzen Systems bestimmt. Mit diesem umlaufenden Feldmagneten, der weiterhin' als Hilfsläufer bezeichnet werden soll, wird zweckmäßig der Läufer der beschriebenen Hilfsmaschine mechanisch gekuppelt, die zur Erzeugung der Wendefeldspannung dient. Seine Drehzahl wird damit zwangsläufig von der Frequenz abhängig. Soweit in dieser Hilfsmaschine elektrodynamische Wirkungen auftreten, übertragen sie sich auf den Hilfsläufer und sind bei dessen Antrieb zu berücksichtigen. Wendepolerregerstrom und Wendefeldspannung ergeben je- go doch in der Hilfsmaschine nur eine Blindleistung, da sie gegeneinander um 90 ° phasenverschoben sind.The frequency-dependent number of revolutions for the auxiliary machine can be, directly or indirectly be determined by the machine that is a regular accessory of the main machine with variable frequency excited. Because this alternating current exciter generally has a field magnet excited by direct current, its freely adjustable speed the respective operating frequency of the whole system. With this rotating field magnet, which will continue to be referred to as an auxiliary rotor should, the rotor of the auxiliary machine described is expediently mechanically coupled, which is used to generate the turning field voltage. Its speed is therefore inevitably dependent on the frequency. As far as electrodynamic effects occur in this auxiliary machine, they transmit on the auxiliary rotor and must be taken into account when driving it. Reversing pole excitation current and reversing field voltage, however, only result in reactive power in the auxiliary machine, because they are 90 ° out of phase with each other.

Die erfinduugsgemäße Wendepolerregung bleibt in entsprechender Weise, wie erläutert, wirksam, wenn die Hauptmaschine als Motor arbeitet, z. B. bei Nutzbremsung mit den angeschlossenen Asynchronmotoren.The inventive turning pole excitation remains in a corresponding manner, as explained, effective when the main machine works as a motor, e.g. B. with regenerative braking with the connected Asynchronous motors.

Die beschriebenen Erfindungsmaßnahmen werden beispielsweise in einfacher Form zu- t.00 nächst in Abb. 1 der Zeichnung durch ein Schaltschema für ein dreiphasiges System veranschaulicht. Nicht dargestellt ist der mit zumindest annähernd gleichbleibender Drehzahl arbeitende Antriebsmotor für die Hauptmaschine C. Diese besitzt als Hauptbestandteile den Stromwenderanker 2 und die Ständer- (!Compensations-) Wicklung 7, die über die Bürsten 4 in Reihe geschaltet sind. In welcher Weise die erforderliche Erregung der no Hauptmaschine mit veränderlicher Frequenz bewerkstelligt wird, ist für die Erfindung gleichgültig. Von der Wechselstromerregermaschine B ist daher nur der mit Gleichstrom aus einem kleinen Stromerzeuger A gespeiste Hilfsläufer 1 dargestellt, der grundsätzlich vorhanden sein muß, auf irgenwelche Weise mit beliebig regelbarer Geschwindigkeit angetrieben wird und hiermit die seiner Umlaufzahl entsprechende Betriebsfrequenz des Systems bestimmt. Bekannt ist unter anderem, als WechselstromerregermaschineThe inventive measures described are illustrated, for example, in a simple form initially in Fig. 1 of the drawing by means of a circuit diagram for a three-phase system. The working with at least approximately constant speed drive motor is not shown C. for the main engine as main constituents This has the current turn ranker 2 and the stator (! Compensations-) winding 7 which are connected across the brushes 4 in series. The way in which the required excitation of the main machine is brought about with variable frequency is immaterial to the invention. Of the alternating current exciter B , only the auxiliary rotor 1 fed with direct current from a small power generator A is shown, which must basically be present, is driven in any way at any controllable speed and thus determines the operating frequency of the system corresponding to its number of revolutions. It is known, among other things, as an alternating current exciter

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eine Synchronmaschine zu benutzen, die von einem beliebig regelbaren Motor angetrieben wird und z. B. den Läufer der Hauptmaschine über die Bürsten mit Betriebsfrequenz erregt. Auch die Anordnung des Hilfsläufers an der Hauptmaschine selbst sowie andere Ausführungen mit einer besonderen Wechselstromerregermaschine kommen in Frage.to use a synchronous machine driven by any variable motor will and z. B. excited the rotor of the main machine via the brushes with operating frequency. Also the arrangement of the auxiliary rotor on the main engine itself as well as other designs with a special alternating current exciter come into question.

Mit dem Hilfsläufer ι ist der mit zweiWith the auxiliary runner ι is the one with two

ίο Stromwenderwicklungen 16 und 18 versehene Läufer der Hilfsmaschine D mechanisch gekuppelt. Der einen von diesen beiden Wicklungen, die zur Erregung der Maschine D dient, und zwar der Ankerwicklung 16, wird über die zweckmäßig verstellbaren Bürsten 15 die Spannung aus einer Hilfswicklung 8 zugeführt, die am Ständer der Maschine C angeordnet ist und nur geringe Windungszahl besitzt. Auf diese Weise gewinnt manίο commutator windings 16 and 18 provided rotor of the auxiliary machine D mechanically coupled. One of these two windings, which is used to excite the machine D , namely the armature winding 16, is supplied via the expediently adjustable brushes 15 with the voltage from an auxiliary winding 8, which is arranged on the stator of the machine C and has only a small number of turns. That is how you win

ao zur Erregung der Maschine D eine niedrige Spannung, die derjenigen der Wicklung 7 verhältnisgleicli ist. Zur Aufhebung der Transformatorspannung dient an der Hauptmaschine C die Wendepolwicklung 14. Die zur Erzeugung des Wendepolerregerstromes nötige Hilfsfeldspannung liefert der Läufer der Hauptmaschine. Diese Spannung wird zunächst beispielsweise in der Widerstandsanordnung T auf einen geeigneten Wert abgedrosselt und dann von Punkt 9 aus durch die Ständerwicklung 12 der Maschine D der Wendepolwicklung 14 zugeführt. In der Wicklung 12 wird dabei der Hilfsfeldspannung die Wendefeldspannung überlagert. Da die Läuferspannung von C nicht die zur Erzeugung des Hilfsfeldes in den Wendepolen geeignete Phasenlage hat, sind bekanntermaßen für jeden Wendepol zwei von den Strömen der Nachbar phasen durchfiossene Wicklungen zu verwenden. Von Punkt 10 aus wird ferner die abgedrosselte Läuferspannung der Hauptmaschine über die zweckmäßig verstellbaren Bürsten 17 der zweiten am Läufer der Hilfsmaschine D vorgesehenen Stromwenderwicklung 18 zugeführt, um, in Gleichspannung umgeformt, in dieser den Kompensationsstrom zu erzeugen, der die Rückwirkung des in der Wicklung 12 fließenden Stromes aufhebt. ao to excite the machine D a low voltage which is the same as that of the winding 7. The reversing pole winding 14 on the main machine C serves to cancel the transformer voltage. The auxiliary field voltage required to generate the reversing pole excitation current is supplied by the rotor of the main machine. This voltage is first throttled down to a suitable value in the resistor arrangement T, for example, and then fed from point 9 through the stator winding 12 of the machine D to the reversing pole winding 14. In the winding 12, the auxiliary field voltage is superimposed on the turning field voltage. Since the rotor voltage of C does not have the phase position suitable for generating the auxiliary field in the reversing poles, it is known to use two windings through which the currents of the neighboring poles flow. From point 10, the throttled rotor voltage of the main machine is also fed via the expediently adjustable brushes 17 to the second commutator winding 18 provided on the rotor of the auxiliary machine D , in order to convert it into direct voltage to generate the compensation current in this, which the reaction of the in the winding 12 the flowing stream.

Die Widerstandsanordnung / läßt sich nicht ohne weiteres zur Ersparung der entstehenden Verluste durch einen Umspanner ersetzen, weil die Läuferspannung der Hauptmaschine ihren Höchstwert bei der Frequenz Null hat. Zur Abhilfe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß statt der Betriebsfrequenz die entgegengesetzt sich ändernde Frequenz ihres Ankers an festen Punkten von dessen Wicklung oder einer Hilfswicklung entnommen und weiterhin wieder in Betriebsfrequenz umgeformt wird. Hierzu kann insbesondere ein Frequenzwandler sonst bekannter Ausführung ähnlich einem Gleich' stromanker benutzt werden; dessen Umlaufzahl ist verhältnisgleich der Antriebsgeschwindigkeit der Hauptmaschine zu wählen, der Frequenzwandleranker also zweckmäßig mit deren Läufer mechanisch zu kuppeln. Die Ankerfrequenz ist ihm dann in geeigneter Phasenfolge an festen Punkten seiner Wicklung zuzuführen und die Betriebsfrequenz an seinem Stromwender über feststehende, verstellbare Mehrphasenbürsten zu entnehmen, oder umgekehrt. Bei Zuführung der Ankerfrequenz an festen Punkten muß z. B. das Drehfeld des Frequenzwandlerankers zu diesem gegenläufig sein; bei dem Höchstwert der Ankerfrequenz, d. h. bei der Betriebsfrequenz Null, steht es dann im Raum still, mit wachsender Betriebsfrequenz (abnehmender Ankerfrequenz) wird sein Schlupf gegen den Anker geringer, seine absolute Geschwindigkeit entsprechend der Betriebsfrequenz größer. Die Stromwendung bei dem Frequenzwandler macht ebenfalls keine Schwierigkeiten, weil wiederum die auftretende Spannung, nämlich die Hilfsfeldspannung, sehr niedrig gehalten werden kann. Denn auch diese Spannung hat nur Ohmsche Widerstände (im Stromkreis der Wendepol- go ■wicklung) zu überwinden. Sie kann z. B,. in einem zwischen Hauptmaschine und Frequenzwandler eingeschalteten kleinen Umspanner herabgewandelt oder auch dadurch begrenzt werden, daß man sie aus einer am Läufer der Hauptmaschine angeordneten besonderen Hilfswicklung von geringer Windungszahl entnimmt. In diesem Falle kann man den Frequenzwandler mit der Hauptmaschine unmittelbar durch deren Welle hindurch verbinden, wenn man ihn auf diese setzt. Andernfalls sind an der Hauptmaschine und am Frequenzwandler Schleifringe nötig. Man erreicht im übrigen mit der Verwendung eines Frequenzwandlers noch den weiteren Vorteil, daß sich durch Verstellen seiner Stromwenderbürsten auch die Phasenlage der Hilfsfeldspannung beliebig einregeln und hiernach die Wendepolwicklung an der Hauptmaschine vereinfachen läßt.The resistor arrangement / can not easily be used to save the resulting Replace losses with a transformer because the rotor voltage of the main machine has its maximum value at frequency zero. To remedy this, the invention provides that instead of the operating frequency the oppositely changing frequency of your armature at fixed points on its winding or an auxiliary winding is removed and continues to be converted back into operating frequency. For this purpose, a frequency converter in particular can otherwise be known Execution similar to a DC armature can be used; its circulation number should be selected in relation to the drive speed of the main machine, so the frequency converter armature is appropriate to be coupled mechanically with their rotor. The anchor frequency is then more suitable for him Phase sequence at fixed points on its winding and the operating frequency at its commutator via fixed, adjustable multi-phase brushes can be removed, or vice versa. When feeding the armature frequency at fixed points must z. B. the rotating field of the frequency converter armature to be opposite to this; at the maximum value the anchor frequency, d. H. at zero operating frequency, it is then in space silent, with increasing operating frequency (decreasing armature frequency) its slip becomes less against the armature, its absolute speed greater in accordance with the operating frequency. The turnaround in that Frequency converter also does not cause any difficulties, because in turn the occurring Voltage, namely the auxiliary field voltage, can be kept very low. Because this voltage is also only ohmic Resistances (in the circuit of the reversing pole winding) to be overcome. You can z. B ,. in a small transformer connected between the main engine and the frequency converter downgraded or limited by the fact that they are arranged on the rotor of the main machine special Auxiliary winding takes from a small number of turns. In this case you can use the frequency converter with the main machine connect directly through their shaft when you place him on them. Otherwise, they are on the main engine and slip rings are required on the frequency converter. One achieves the rest with the use a frequency converter has the further advantage that by adjusting its Commutator brushes also adjust the phase position of the auxiliary field voltage as required and then can simplify the reversing pole winding on the main engine.

Bild 2 stellt ein durch den Frequenzwandler vervollkommnetes Ausführungsbeispiel dar. Für die Hauptmaschine C, die zugehörige Wechselstromerregermaschine B und Gleichstromerregermaschine A gelten im wesentliehen die bereits gegebenen Erläuterungen. Die Ständerspannung ist jedoch an den Enden der Kompensationswicklung 7 selbst abgenommen und wird zunächst in einem kleinen Umspanner F weitgehend herabgesetzt. Dessen Übersetzungsverhältnis kann auf beliebige, bekannte Weise veränderlich sein (ange-Figure 2 shows an exemplary embodiment perfected by the frequency converter. The explanations already given essentially apply to the main machine C, the associated AC exciter B and DC exciter A. However, the stator voltage is removed at the ends of the compensation winding 7 itself and is initially largely reduced in a small transformer F. Its transmission ratio can be changed in any known way (depending on

deutet durch Anzapfungen). Hierdurch' oder auch mit vorgeschalteten Widerständen läßt sich die Erregung der Hilfsmaschine D und damit die Wendefeldspannung, unbeschadet ihrer Abhängigkeit von der Hauptfeldstärke und Frequenz am fertigen Maschinensatz, ihrer absoluten Größe nach abstimmen, nötigenfalls auch im Betriebe nachregeln. Von dem Umspanner F gelangt die ίο herabgewandelte Spannung über die zweckmäßig verstellbaren Bürsten 15 zum Gleichstromanker 16 der Hilfsmaschine D, deren Läufer mit dem Hilfsläufer 1 der Wechselstromerregermaschine B mechanisch gekuppelt ist. Die Wirkungsweise der Maschine D ist die gleiche wie nach Bild 1.indicates by taps). In this way or with upstream resistors, the excitation of the auxiliary machine D and thus the turning field voltage, regardless of its dependence on the main field strength and frequency on the finished machine set, can be adjusted according to its absolute size, if necessary also readjusted in the company. From the transformer F , the down-converted voltage reaches the DC armature 16 of the auxiliary machine D, the rotor of which is mechanically coupled to the auxiliary rotor 1 of the AC exciter B, via the appropriately adjustable brushes 15. The mode of operation of machine D is the same as in Figure 1.

Die Lauf er spannung der Hauptmaschine wird an festen Punkten ihres Ankers 2 mit dessen Frequenz abgenommen und über Schleifringe 3 ebenfalls zu einem kleinen Umspanner G (mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis) geführt. Durch willkürliches Ändern der jeweils hieraus gewonnenen Spannung läßt sich auch der Wendepolerregerstrom, unbeschadet seiner Abhängigkeit von der Hauptfeldstärke und der Frequenz, am fertigen Maschinensatz seiner absoluten Stärke nach abstimmen, nötigenfalls auch im Betriebe nachregeln. Von dem Umspanner G gelangt die weitgehend herabgesetzte Spannung von Ankerfrequenz über Schleifringe 19 zu festen Punkten am Anker 20 des Frequenzwandlers E₁ der mit dem Läufer der Hauptmaschine C mechanisch gekuppelt ist. Nach Umformen auf Betriebsfrequenz wird dann die so gewonnene Hilfsfeldspannung in geeigneter Phasenlage an verstellbaren Bürsten 21 abgenommen und durch die Ständerwicklung 12 von Maschine!) der Wendepolwicklung 14 an der Hauptmaschine zugeführt (Umspanner H bleibe zunächst außer Betracht). Von den Zuleitungen zu Wicklung 14 führt ein Abzweig über einen kleinen Widerstand 11 zum Abstimmen der Hilfsfeldspannung und über die zweckmäßig verstellbaren Bürsten 17 zu der zweiten Stromwenderwicklung 18 des Läufers von D, die zur Kompensation des Stromes in der Wicklung 12 dient.The running voltage of the main engine is removed at fixed points of its armature 2 with its frequency and via slip rings 3 also to a small Umspanner G (with variable transmission ratio) out. By arbitrarily changing the voltage obtained from this, the reversing pole excitation current can also be adjusted to its absolute strength on the finished machine set, irrespective of its dependence on the main field strength and frequency, and if necessary readjusted in operation. From the transformer G , the largely reduced voltage of the armature frequency arrives via slip rings 19 to fixed points on the armature 20 of the frequency converter E _1, which is mechanically coupled to the rotor of the main machine C. After conversion to the operating frequency, the auxiliary field voltage obtained in this way is then taken in a suitable phase position on adjustable brushes 21 and fed through the stator winding 12 of the machine!) To the reversing pole winding 14 on the main machine (transformer H is initially disregarded). From the supply lines to winding 14, a branch leads via a small resistor 11 to adjust the auxiliary field voltage and via the appropriately adjustable brushes 17 to the second commutator winding 18 of the rotor from D, which is used to compensate for the current in winding 12.

Nach Bild 2 soll die Hauptmaschine C auch eine bekannte, vom Hauptstrom durchflossene Wendepolwicklung 5 zur Unterdrückung der Reaktanzspannung besitzen. Das Wendefeld setzt sich dann aus zwei Komponenten zusammen, von denen die eine dem bislang allein betrachteten Wendefeld zur Aufhebung der Transformatorspannung entspricht, die zweite zur Unterdrückung der Reaktanzspannung dient. Diese zweite Wendefeldkomponente würde ebenfalls transformatorisch auf den Stromkreis der Wicklung 14 wirken und eine. zweite Wendefeldspannung erzeugen. Diese Wendefeldkomponente ist vom Hauptstrom hervorgerufen und diesem annähernd verhältnisgleich. Um ihre Wirkung auf den Stromkreis der Wicklung 14 auszugleichen, kann man den Hauptstrom durch eine zweite offene Phasenwicklung am Ständer der Maschine D von solcher Anordnung und Bemessung leiten, daß er hier die entgegengesetzte transformatorische Wirkung auf den Stromkreis der Wicklungen 12 und 14 ausübt wie in den Wendepolen. Die umgekehrte Wirkung auf den Hauptstromkreis gleicht sich zwar an den beiden Stellen nicht aus, weil' dabei in den Wendepolen noch das Hauptfeld beteiligt ist. Diese Wirkung ist aber zu vernachlässigen, denn sie ist sehr klein im Verhältnis zu den übrigen Einflüssen, die auf den Hauptstrom einwirken und seine Stärke und Phasenlage bestimmen. Um den Hauptstrom mit seinen unter Umständen hohen Phasenspannungen nicht in die Hilfsmaschine D einführen zu müssen, kann man jenen Ausgleich auch in einem kleinen Umspanner H bewirken, wie im Bild 2 dargestellt. Die eine Wicklung 6 dieses Umspanners ist in den Hauptstromkreis, die andere Wicklung 13 in den Stromkreis der Wendepolwicklung 14 derart eingeschaltet, daß die transformatorische Wirkung des Häuptstromkreises auf den zweiten Stromkreis hier entgegengesetzt derjenigen in den Wendepolen ist. Man kann schließlich im Sinne der Erfindung zu dem gleichen Zweck auch die Erregung der Hilfsmaschine D durch den Hauptstrom beeinflussen, indem man statt des Stromkreises der Wicklung 14 den vom Umspanner F zum Anker 16 führenden Stromkreis (unter Berücksichtigung der Phasenlage) über den Umspanner H leitet. In dem letzteren Stromkreis überlagern sich dann die Sekundär spannungen der Umspanner/⁷ und H; ihre Resultierende wird im Anker 16 in eine entsprechende Gleichspannung zur Erregung der Maschine D umgeformt.According to Figure 2, the main machine C should also have a known reversing-pole winding 5 through which the main current flows to suppress the reactance voltage. The turning field is then made up of two components, one of which corresponds to the turning field considered to date to cancel the transformer voltage, the second is used to suppress the reactance voltage. This second turning field component would also act as a transformer on the circuit of the winding 14 and one. generate second turning field voltage. This turning field component is caused by the main flow and is approximately proportional to it. In order to compensate for their effect on the circuit of winding 14, the main current can be passed through a second open phase winding on the stator of machine D of such an arrangement and dimensioning that it has the opposite transformative effect on the circuit of windings 12 and 14 as in the turning poles. The reverse effect on the main circuit does not balance each other out at the two points because the main field is still involved in the reversing poles. This effect is negligible, because it is very small in relation to the other influences that act on the main current and determine its strength and phase position. In order not to have to feed the main current with its possibly high phase voltages into the auxiliary machine D , this compensation can also be effected in a small transformer H , as shown in Figure 2. One winding 6 of this transformer is switched into the main circuit, the other winding 13 into the circuit of the reversing pole winding 14 so that the transformative effect of the main circuit on the second circuit is opposite to that in the reversing poles. Finally, in the sense of the invention, the excitation of the auxiliary machine D by the main current can also be influenced for the same purpose by passing the circuit leading from the transformer F to the armature 16 (taking into account the phase position) via the transformer H instead of the circuit of the winding 14 . In the latter circuit, the secondary voltages of the transformer / ⁷ and H are superimposed; its resultant is converted in armature 16 into a corresponding direct voltage for exciting machine D.

Bild 3 zeigt in schematischer Darstellung noch eine vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit für die Maschinen D und E, woraus eine grundsätzliche Vereinfachung hergeleitet wer- no den kann. Der Frequenzwandler E, der im allgemeinen kleiner ausfällt als die Maschine D, ist mit dieser baulich vereinigt, indem der Läufer von D als Zwischenläufer zwischen dem Ständer mit der Wicklung 12 und dem Frequenzwandleranker 20 angeordnet ist. Dieser Zwischenläufer trägt außen die beiden Gleichstromankerwicklungen 16 und 18 und an seinen Enden die zugehörigen Stromwender 23 und 24. Er ist über eine Hohlwelle 22 in beliebiger Weise mit dem Hilfsläufer 1, der Anker 20 mit dem Strom-Figure 3 shows a schematic representation of another advantageous embodiment for machines D and E, from which a fundamental simplification can be derived. The frequency converter E, which is generally smaller than the machine D, is structurally combined with it in that the rotor of D is arranged as an intermediate rotor between the stator with the winding 12 and the frequency converter armature 20. This intermediate rotor carries the two DC armature windings 16 and 18 on the outside and the associated commutators 23 and 24 at its ends.

wender 26 über die von der Hohlwelle 22 umschlossene Welle 25 mit dem Anker 2 der Hauptmaschine C gekuppelt. Mit seiner Innenseite kann der Zwischenläufer den Anker 20 eng umhüllen und zum magnetischen Schluß für diesen benutzt werden, zumal wenn demselben die Ankerfrequenz über die Schleifringe 19 zugeführt und die Betriebsfrequenz am Stromwender 26 entnommen wird, sein Drehfeld sich daher entsprechend der Betriebsfrequenz und damit entsprechend dem Zwischenläufer bewegt.wender 26 is coupled to the armature 2 of the main engine C via the shaft 25 enclosed by the hollow shaft 22. With its inside, the intermediate runner can enclose the armature 20 tightly and be used for the magnetic connection for this, especially since the armature frequency is fed to the same via the slip rings 19 and the operating frequency is taken from the commutator 26, its rotating field therefore changes according to the operating frequency and thus according to the Intermediate moves.

In diesem Falle läßt sich nun mit einem Bürstensatz, der an dem Zwischenläufer be-In this case, a set of brushes, which is attached to the intermediate runner, can now be used.

X₅ festigt ist, also mit ihm umläuft und auf dem Stromwender 26 des Ankers 20 schleift, diesem unmittelbar die Gleichspannung entnehmen, die man zur Erzeugung des Kompensationsstromes in der Maschine D benötigt.X _{5 is} fixed, that is, rotates with it and grinds on the commutator 26 of the armature 20, the direct voltage that is required to generate the compensation current in the machine D can be taken directly from it.

Man kann also den Stromwender für die Kompensationswicklung der Maschine D ersparen, wenn man diese mit einem Bürstensatz verbindet, der die Bewegung des Zwischenläufers mitmacht und auf dem Stromwender des Frequenzwandlers 20 neben den hier stets erforderlichen feststehenden Bürsten 21 schleift. Die umlaufenden. Bürsten sind bekanntermaßen gegen die Fliehkraft zu sichern. Für sie wie für die zugehörige Wicklung an dem Zwischenläufer wird zweckmäßig eine mehrphasige Ausführung gewählt, damit die Achse des kompensierenden Feldes stets der Phasenlage der Wechselspannung entspricht, aus der der Kompensationsstrom gewonnen wird.So you can save the commutator for the compensation winding of the machine D if you connect this with a set of brushes that follow the movement of the intermediate rotor and grinds on the commutator of the frequency converter 20 next to the fixed brushes 21 that are always required here. The circulating. As is known, brushes are to be secured against centrifugal force. For them, as for the associated winding on the intermediate rotor, a multi-phase design is expediently selected so that the axis of the compensating field always corresponds to the phase position of the alternating voltage from which the compensation current is obtained.

Claims

Patent claims:

i. Reversing pole excitation for multiphase power generators which work with at least approximately constant drive speed and deliver variable frequencies within wide limits, characterized in that in the circuit of the reversing pole winding (14) which is used to cancel the transformer voltage, an auxiliary machine (D) with phase armature and DC field changes an automatically Voltage to compensate for the transformative effect of the reversing field (that is, the total field flowing through the reversing pole winding) on the reversing pole winding is generated in that the excitation DC voltage for the auxiliary machine varies with the strength of the reversing field, in particular by transforming one derived from the stator of the main machine (multi-phase power generator C) polyphase AC voltage gained and the slip between the field and armature of the auxiliary machine of the respective frequency is proportional, while the reversing pole exciter current in the same circuit through a e voltage derived from the rotor of the main machine is generated.

2. Wendepole excitation according to claim 1, characterized in that the rotating field magnet for the auxiliary machine (D) is a rotating speed driven DC armature (16, 23) which is driven by a rotation rate that is proportional to the frequency, the multi-phase brushes (15) one from the stand of the - appropriately adjustable - multi-phase brushes (15) Main machine (C) derived AC voltage is supplied.

3. Wendepole excitation according to claim r and 2, characterized in that the voltage derived from the stator of the main machine is converted down before being fed to the field magnet of the auxiliary machine in a transformer (F), expediently one with a variable transmission ratio.

4. Wendepole excitation according to claim 1 to 3, characterized in that the rotor of the auxiliary machine (D) is provided with a second DC armature winding (18), and the associated commutator (24) via - appropriately adjustable - multi-phase brushes (17) which are used to generate the Wendepolerregerstrom.es used, derived from the rotor of the main machine, if necessary down-converted voltage is supplied.

5. Wendepole excitation according to claim 1 to 4, characterized in that the rotor of the auxiliary machine (DC armature 16-23, 18-24) is mechanically coupled to the rotating DC field magnet (auxiliary rotor i) of an alternating current machine (synchronous machine B) which excites the main machine with variable frequency which determines the operating frequency of the system by its number of revolutions.

6. reversing pole excitation according to claim 1 to 5, characterized in that the voltage for generating the reversing pole excitation current is taken from fixed points of the armature winding (2) of the main machine or from an auxiliary winding on its rotor and the alternating voltage obtained is converted from the armature frequency into the corresponding alternating voltage from the operating frequency , especially in a direct current armature (frequency converter E), the number of revolutions of which is proportional to the drive speed of the main machine and to which the armature frequency, if necessary via grinding

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rings, at fixed points of its armature winding (20). supplied, the operational • frequency at its commutator (26) via - appropriately adjustable - multi-phase brushes (21) is removed or reversed.

7. Wendepole excitation according to claim 1 to 6, characterized in that the taken from the rotor of the main engine

to mene alternating voltage of armature frequency in a transformer (G), useful one with a variable transmission ratio.

8. Wendepole excitation according to claim 1 to 3 and 5 to 7, characterized in that with a concentric arrangement of the auxiliary machine (D) and the frequency converter (E), namely internally arranged frequency converter, on the commutator of the latter, a second set of brushes grinds is attached to the rotor of the former, which rotates with it and takes a direct current from the frequency converter armature, which compensates for the current flowing through the associated phase armature winding (12) in the intended (current reverser-free) winding of that rotor.

9. reversing pole excitation according to claim 1 to 8, characterized in that in the presence of a reversing pole winding (5) through which the operating current of the main machine flows, the stator circuit of the main machine is guided by such an arrangement and dimensioning via a second, open phase armature winding on the stator of the auxiliary machine (D), that here the transforming effect of the main current on the circuit of the second existing, separately excited reversing pole winding (14) compensates for the transforming influence of the latter by the reversing pole winding through which the operating current flows.

10. reversing pole excitation according to claim 1 to 8, characterized in that in the presence of a reversing pole winding (5) through which the operating current of the main machine flows, the stator circuit of the main machine is guided via one winding (6) of a transformer (H) , the other winding (13) of which is switched into the circuit of the second existing, separately excited reversing pole winding (14) and is dimensioned so that the transforming effect of the main circuit on the second circuit in the transformer compensates that in the reversing poles.

1 sheet of drawings