DE586663C

DE586663C - Maschine zur Umformung oder gleichzeitigen Erzeugung von Wechselstrom verschiedener Frequenz mit einem Frequenzverhaeltnis 3:1 oder einem geradzahligen Vielfachen dieses Verhaeltnisses bei gleicher oder verschiedener Phasenzahl

Info

Publication number: DE586663C
Application number: DES75641D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Michael Liwschitz
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1926-08-08
Filing date: 1926-08-08
Publication date: 1933-10-24

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 24. OKTOBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d 2 GRUPPE 14 οι

Verhältnisses bei gleicher oder verschiedener Phasenzahl

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. August 1926 ab

.Es ist bekannt, zur Frequenzumformung oder zur gleichzeitigen Erzeugung von Wechselströmen verschiedener Frequenz -eine einzige durch Vereinigung zweier Maschinen ge-· bildete Maschine zu verwenden. Man kann hierzu den Induktor in der Weise ausbilden, daß das erzeugte Feld sich in Teilfelder mit passenden Polzahlen für die in Betracht kommenden Frequenzen zerlegen läßt; der induzierte Teil erhält dann eine entsprechende Zahl unabhängiger Wicklungen. Damit eine derartige Maschine auch wirklich unabhängig für beide Frequenzen arbeiten kann, müssen jedoch bestimmte Bedingungen erfüllt sein.

Jedes der Teilfelder darf nur die zugehörige Wicklung beeinflussen, auf die andere dagegen keine Wirkung ausüben, und ebenso dürfen die induzierten Wicklungen sich selbst untereinander in keiner Weise beeinflussen.

ao Eine brauchbare Lösung hierfür besteht darin, daß zur Erzielung eines ungeraden Verhältnisses der Frequenzen (2 η -J- ι) : 1 die induzierte Wicklung für die kleine Polzahl aus Gruppen von zwei um eine gerade Zahl von Polen des Feldes hoher Polzahl entfernter, in Reihe liegender Stäbe besteht, während die induzierte Wicklung für die hohe Polzahl Gruppen von 2n-\- 1 um je eine Polteilung des Feldes hoher Polzahl entfernter, in Reihe geschalteter Stäbe aufweist. Man erkennt bei dieser Lösung ohne weiteres, daß die Wicklung für die große Pol teilung, d.h. " für die kleine Polzahl keine Normalwicklung ist; denn eine Normal wicklung müßte man, um eine möglichst volle Wirkung von dem Felde geringer Polzahl zu erhalten, eigentlich so ausführen, daß zwei unmittelbar in Reihe geschaltete Stäbe um eine volle Polteilung dieses Feldes gegeneinander versetzt sind. Eine solche Ausführung wurde deswegen für unmöglich gehalten, weil dann die beiden Stäbe auch von dem Feld höherer Polzahl beeinflußt würden; anderseits bereitet aber gerade die Ausführung einer Wicklung, deren Spulenseiten nicht um eine volle Polteilung gegeneinander versetzt sind (eine sogenannte Sehnenwicklung), erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere bei Hochspannungswicklungen. Dieser Nachteil kommt gerade für europäische Ausführungen in Betracht, bei denen die Durchmesserwicklung das Normale ist. Gemäß der Erfindung wird zur Umformung der Frequenz oder gleichzeitigen Erzeugung von Wechselstrom verschiedener Frequenz mit einem Frequenzverhältnis 3 : 1 oder einem geradzahligen Vielfachen dieses

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

Dr.-Ing. Michael Liwschitz in Berlin-Charlottenburg.

Verhältnisses bei gleicher oder verschiedener Phasenzahl bei einer Maschine mit einem Rotor und einem Stator mit zwei getrennten, jedoch in gemeinsamem Eisen liegenden induzierten Wicklungen, die eine Vereinigung zweier Maschinen verschiedener Polzahl (zweier Synchronmaschinen oder zweier Asynchronmaschinen oder einer Synchron- und einer Asynchronmaschine) darstellt, die to Wicklung für die größere Polteilung ebenso wie für die kleinere als normale Wicklung, d. h. als Durchmesserwicklung ausgebildet, hierbei aber in der Weise geschaltet, daß die einzelnen Phasen einer Durchmesserphasenwicklung in je 2 Teile geteilt sind und je 2 um i2o° versetzte Wicklungsteile eine neue Phase bilden. Hierbei macht es keinen Unterschied, ob die Wicklung in eine größere Anzahl von Teilen unterteilt ist. Es muß jedoch pro Phase immer eine gerade Zahl von Wicklungsteilen vorhanden sein. Die Erfindung ist auch anwendbar für den Fall, daß die Wicklung der niedrigen Polzahl eine Einphasenwicklung ist. In diesem Falle wird sie a5 aus zwei einzelnen um i2O° gegeneinander versetzten Einphasenwicklungen gebildet.

Die Wirkungsweise der neuen Schaltung ist in dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung veranschaulicht. In der Figur ist allein das Wicklungsschema der Wicklung für die niedrige Polzahl dargestellt. Die Wicklung für die höhere Polzahl, die normal ausgeführt wird, ist der Übersichtlichkeit wegen fortgelassen.

In der Figur bedeuten ι bis 3 die drei Phasen einer dreiphasigen normalen Wicklung. Nach der Erfindung sind die einzelnen Phasen in je zwei Teile α und b unterteilt. Je zwei um 120⁰ aufeinanderfolgende Wicklungsteile bilden nun gemäß der Figur je eine neue Phase. Beispielsweise ist der Teil α der Phase-1 mit dem Teil b der Phasen in Reihe geschaltet, und zwar derart, daß die größt-' möglichsten Spannungen an den Enden der Phase entstehen. Ebenso sind die anderen Teile des Systems 1, 2, 3 zu neuen Phasen verbunden.

Zur Veranschaulichung der Wirkung der neuen Schaltung in bezug auf die Spannung dreifacher Frequenz betrachte man die beiden Teile α und b einer der neuen Phasen. In diesen beiden Teilen werden nach der neuen Schaltung zwei um 120⁰ gegeneinander verschobene Grundfrequenzspannungen induziert; die Spannungen dreifacher Frequenz sind aber trotz einer Verschiebung der Grundfrequenz um 120⁰ miteinander in Phase.

Da die beiden Teile α und b, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, gegeneinander geschaltet sind, so heben sich die Oberspannungen gegeneinander auf.

Die Schaltung der aus den normalen Phasenwicklungen neu. gebildeten Phasen kann in beliebiger Weise erfolgen, z. B. bei einem Dreiphasensystem in Stern oder in Dreieck. Wird die Wicklung jedoch in Stern geschaltet, so ist, falls nur die verkettete Spannung nach außen abgegeben wird, -eine Unterteilung der Phase in 2 Teile und die Neubildung der Phasen aus um 120⁰ versetzten Wicklungsteilen nicht notwendig, sondern es kann außer der normalen Wicklung unter Isolierung des Nullpunkts auch die normale Schaltung beibehalten werden. Dies ergibt sich aus der Betrachtung, daß die dritte Harmonische der Spannungen bei Sternschaltung nicht zur Geltung kommt.

Claims

Patentansprüche:

i. Maschine zur Umformung oder gleichzeitigen Erzeugung von Wechselstrom verschiedener Frequenz mit einem Frequenzverhältnis 3 : 1 oder einem geradzahligen Vielfachen dieses Verhältnisses bei gleicher oder verschiedener Phasenzahl, bestehend in der Vereinigung zweier Maschinen verschiedener Polzahl, und zwar entweder zweier Synchronmaschinen oder zweier Asynchronmaschinen oder einer Synchron- und einer Asyn- go chronmaschine zu einer Maschine mit einem Rotor und einem Stator mit zwei getrennten, jedoch in gemeinsamem Eisen liegenden induzierten Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung für die größere Polteilung als normale Wicklung (Durchmesserwicklung) ausgebildet, aber in der Weise geschaltet ist, daß die einzelnen Phasen einer Durchmesserphasenwicklung in je 2 oder in Teile geteilt sind und je 2 oder in um 120⁰ versetzte Wicklungsteile eine neue Phase bilden.
2. Wicklungsanordnung nach . Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einphasenwicklung aus zwei um I2o° versetzten Phasenwicklungen durch Reihenschaltung derselben gebildet wird.
3. Wicklungsanordnung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung niederer Polzahl in Stern mit isoliertem Nullpunkt geschaltet und hierbei ohne Unterteilung und ohne Neubildung von Phasen ausgeführt ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen