DE585606C - Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformer mit mehr als einem Polpaar - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich bei Einankerumformern die Kommutierungsschwierigkeiten um so mehr steigern, je größer die Polzahl der Maschine ist. Eine Untersuchung der Ursachen dieser Erscheinungen hat ergeben, daß sich ein Einankerumformer mit großer Polzahl genau genommen als eine Parallelschaltung von einer der Polpaarzahl entsprechenden Anzahl von Einankerumformern darstellt. Bei der Parallelschaltung einzelner selbständiger Einankerumformer können die Unregelmäßigkeiten, die sich trotz größter Gleichmäßigkeit in dem Aufbau der einzelnen Maschinen notwendigerweise immer ergeben, in ihrer elektrischen Wirkung leicht behoben werden, indem die einzelnen Maschinen entsprechend geregelt werden. Bei einer großen Maschine mit großer Polpaarzahl ist jedoch die Parallelschaltung völlig starr und jeder inneren Regelung entzogen. Diese Ungleichmäßigkeiten haben dann Ausgleichsströme und ähnliche Erscheinungen, vor allem aber den Nachteil zur Folge, daß die Einstellung des alle Wendepole in gleicher Stärke durchfließenden Stromes auf möglichst gute Kommutierung immer nur für einzelne Bürstenbolzen der Maschine einwandfrei- durchführbar ist, während sich gleichzeitig die Kommutierungsverhältnisse an den anderen Bolzen verschlechtern, so daß man also im Betriebszustand immer eine Kompromiß regelung, bei der die Gesamtheit der Kommutierungsverhältnisse möglichst günstig ist, in Kauf nehmen muß. In Erkenntnis dieser Erscheinung kann nun erfindungsgemäß der beschriebene Nachteil dadurch behoben werden, daß an Stelle einer der Phasenzahl entsprechenden Schleifringzahl nunmehr so viel Schleifringe angeordnet werden, wie es dem Produkt Phasenzahl X Polpaarzahl entspricht, daß also für jedes Polpaar ein gesonderter Schleifringsatz angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Möglichkeit gegeben, jedes einzelne Polpaar auf der Wechselstromseite mittels stromausgleichender Regeleinrichtungen in der Zuführung zu dem zugehörigen Schleifringsatz einzuregulieren, so daß also tatsächlich einwandfreie Kommutierungsverhältnisse erzielt werden können. Um eine volle Unabhängigkeit der einzelnen Polpaare und damit eine wirklich erschöpfende Regelmöglichkeit zu erreichen, wird weiterhin der den Einankerumformer speisende Transformator niederspannungsseitig so ausgebildet, daß für jedes Polpaar besondere Wicklungen vorgesehen sind, die untereinander nicht in leitender Verbindung stehen. Dies ergibt allerdings einen zunächst sehr kompliziert erscheinenden Transformator, jedoch stellen sich die Verhältnisse in Wirklichkeit nicht so ungünstig, da die einzelnen Wicklungen entsprechend geringer belastet sind und es sich somit eigentlich nur darum handelt, den Gesamtquerschnitt der Niederspannungswicklung in zueinander parallele Einzelquerschnitte entsprechend der

Polpaarzahl zu unterteilen. Es ist indessen hierbei nicht unbedingt notwendig, mit der Unterteilung so weit zu gehen, daß für jedes einzelne Polpaar ein besonderer Schleifringsatz bzw. eine gesonderte Transformatorwicklung vorgesehen wird, sondern in vielen Fällen genügt es, wenn man etwa zwei oder auch drei Polpaare zu einzelnen Gruppen mit jeweils einem gemeinsamen Schleifringsatz und

ίο einer gesonderten Transformatorwicklung zusammenfaßt.

Eine wesentlich einfachere Anordnung ohne Erhöhung der Zahl der Schleifringe und Transformatorteile, bei der aber die beschriebenen Nachteile gleichfalls nahezu völlig vermieden werden, ergibt sich weiterhin dadurch, daß je eine Drosselspule in die Verbindungsleitung von dem einem einzelnen Polpaar entsprechenden Phasenanschluß der Ankerwicklung zu dem mehreren Polpaaren gemeinsamen Schleifring eingeschaltet wird. Auf diese Weise ist das einfachste Regelorgan, nämlich die Drosselspule, gleich in dem umlaufenden Teil der Maschine eingebaut. Die Drosselspule hat hierbei einen selbsttätigen Ausgleich wenigstens des größten Teiles der Ungleichmäßigkeiten zur Folge. Außerdem kann man auch noch die Amperewindungen der einzelnen Pole etwa durch Justierwiderstände einregeln. Hierbei reicht ebenso wie bei den gebräuchlichen Maschinen eine der Phasenzahl entsprechende Schleifringzahl aus. Eine weitere Verbesserung läßt sich erreichen, wenn je zwei benachbarte Hauptpole mit je einer Kompouhdwicklung versehen werden, die in entgegengesetzter Richtung von dem Strom durchflossen werden, der von dem zwischen den beiden Polen liegenden Bürstenbolzen am Kommutator abgenommen wird.

Die beiden Kompoundwicklungen sind demnach zwischen den Bürstenbolzen und dem Gleichstromsammelring, der gewissermaßen die Sammelschiene darstellt, auf die die einzelnen Polpaarmaschinen parallel arbeiten, eingeschaltet. Jeder Hauptpol erhält auf diese Art zwei Kompoundwicklungen, von denen immer je eine mit der des rechten oder des linken Nachbarpoles in Reihe geschaltet ist. Diese Kompoundwicklungen bewirken im Zusammenhang mit den Drosselspulen einen Ausgleich des Bolzenstromes, indem der Blindstrom, der der Drosselspule infolge der Erregungsänderung aufgedrückt wird, die Spannung beeinflußt.

Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, daß die Wendepole gleichfalls in Reihe mit den genannten Kompoundwicklungen in den Kreis zwischen Bürstenbolzen und Gleichstromsammelring geschaltet werden. Soweit nämlich noch Unvollkommenheiten des Ausgleiches der Bolzenströme vorliegen, wird nunmehr durch die Wirkung der Wendepole das Wendefeld den Ungleichmäßigkeiten des Stromes angepaßt und damit eine völlig einwandfreie Kommutierung erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist. in der Zeichnung dargestellt. Hierbei sind im Schema vier Hauptpole eines vielpoligen einphasigen Einankerumformers in Abwicklung gezeichnet. Es bedeuten 1 das Joch und 2 die Hauptpole der Maschine. Zwischen diesen sind Wendepole 3 angeordnet; deren Wicklungen jeweilig von dem Strom des zugeordneten Bolzens gespeist werden. Auf jedem Hauptpol sind zwei Gegenkompoundwicklungen 4 vorgesehen, deren eine mit der Wendepol- und der Gegerikompoundwicklung des rechten, deren andere mit den entsprechenden Wicklungen des linken Nachbarpoles in Reihe liegen. S stellt die Ankerwicklung dar, an der durch Bürstenbolzen 6 die einzelnen Bolzenströme abgenommen werden. In die Verbindung der Phasenanzapfungen 7 der Ankerwicklung 5 mit den Schleifringen 8 sindDrosselspulen 9 geschaltet.

In Abb. 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform für die Drosseln dargestellt, bei welcher je zwei Drosselspulen magnetisch miteinander verkettet sind. Auf diese Weise ist eine Kornpensation der Phasenverschiebung möglich, die die einzelnen Drosselspulen bei gleicher Strombelastung zur Folge haben.

In Abb. 3 ist eine Ausführungsform einer derartigen Drosselspule für eine vielpolige Anordnung gegeben, bei der die Wicklungen der Drosselspulen sämtlicher Verbindungsleitungen untereinander magnetisch verkettet sind.

In der praktischen Ausführung ist der Erfindungsgedanke nicht an das hier dargestellte Schema gebunden, insbesondere kann bei kleineren Maschinen im Interesse" der Vereinfachung der Anordnung auf die eine oder die andere Verbesserung verziehtet werden, beispielsweise kann unter Umständen auf jeden Hauptpol nur eine Gegenkompoundwicklung vorgesehen werden und es können etwa zwei zusammengehörige Wendepolwicklungen mit dieser no Wicklung in Reihe geschaltet werden. Unter Umständen können dann auch mit Vorteil in an sich bekannter Weise Ausgleichsleitungen zwischen äquipotentialen Punkten der Wicklung — also beim Ausführungsbeispiel nach Abb. ι zwischen den im gezeichneten Augenblick gerade den Plusbürsten gegenüberstehenden Punkten der Wicklung untereinander und zwischen den gerade den Minusbürsten gegenüberstehenden Punkten der Wicklung untereinander — zur Behebung etwa noch bestehender Unvollkommenheiten vorgesehen werden.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   ι . Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformer mit mehr als einem Polpaar, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Polpaar ein gesonderter Schleifringsatz angeordnet ist.
2. 2. Einankerumformer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführung zu den einzelnen Schleifringsätzen stromausgleichende Regeleinrichtungen vorgesehen sind.
3. 3. Einankerumformer nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederspannungswicklung des den Einankerumformer speisenden Transformators in eine der Polpaarzahl entsprechende Anzahl paralleler Wicklungen unterteilt ist, die untereinander nicht in leitender Verbindung stehen.
4. 4. Einankerumformer mit mehr als einem Polpaar und einem Schleifringsatz für mehrere Polpaare, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen von den den einzelnen Polpaaren entsprechenden Phasenanschlüssen der Ankerwicklung zu den mehreren Polpaaren gemeinsamen Schleifringen Drosselspulen geschaltet sind.
5. 5. Einankerumformer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Drosselspulen magnetisch miteinander verkettet sind.
6. 6. Einankerumformer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Drosselspulen sämtlicher Verbindungsleitungen untereinander magnetisch verkettet sind.
7. 7. Einankerumformer nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwisehen die einzelnen Bürstenbolzen und den Gleichstromsammeiring Kompoundwicklungen geschaltet sind, welche auf zu beiden Seiten des Bürstenbolzens liegenden Hauptpolen angeordnet sind.
8. 8. Einankerumformer nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendepolwicklungen gleichfalls in den Bürstenbolzenkreis eingeschaltet sind.
9. 9. Einankerumformer nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgleichsleiter vorgesehen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen