DE587211C - Arrangement for supplying commutatorless machines by means of grid-controlled discharge vessels from an alternating current network - Google Patents
Arrangement for supplying commutatorless machines by means of grid-controlled discharge vessels from an alternating current networkInfo
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Description
DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE
AUSGEGEBEN AM 31. OKTOBER 1933ISSUED ON OCTOBER 31, 1933
REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
KLASSE 21 d2 GRUPPECLASS 21 d 2 GROUP
A 643x3 VIIIb^icPA 643x3 VIIIb ^ icP
Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)General Electricity Society in Berlin *)
Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Dezember 1931 abPatented in the German Empire on December 3, 1931
Es sind, bereits verschiedene Anordnungen zur Speisung kommutatorloser Maschinen vorgeschlagen worden, die aus einem Wechselstromnetz über gittergesteuerte Entladungsgefäße vorzugsweise mit Dampf- oder Gasfüllung gespeist werden. Diese Anordnungen haben im allgemeinen den Nachteil, daß die Entladungsgefäße und die einzelnen Teilwicklungen der Maschine schlecht ausgenutzt werden. Vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung hinsichtlich der Ausnutzung der Entladungsgefäße und der Teilwicklungen der Maschine. Erfindungsgemäß sind die die einzelnen Teilwicklungen der gesteuerten Mais schine speisenden Entladungsgefäße und Entladungsstromkreise nach dem Reihenschaltungsprinzip miteinander verkettet. Hier-•durch wird einerseits ein Parallelarbeiten mehrerer Entladungsgefäße ttnd damit auch. eine bessere Ausnutzung der Motorwicklungen erzielt, andererseits auch eine Erleichterung 'des Kommutierungsvorganges, d. h. des Überganges der Entladung von einem Entladungsweg auf einen anderen, ermöglicht, so daß besondere Kommutierungsdrosseln oder -transformatoren nicht mehr erforderlich sind.There are already various arrangements for feeding commutatorless machines been proposed that from an alternating current network via grid-controlled discharge vessels are preferably fed with steam or gas filling. These arrangements generally have the disadvantage that the discharge vessels and the individual partial windings the machine are badly exploited. The present invention aims to improve utilization the discharge vessels and the partial windings of the machine. According to the invention are the individual partial windings of the controlled corn machine feeding discharge vessels and discharge circuits chained together according to the series connection principle. Through this On the one hand, several discharge vessels work in parallel, and thus also. A better utilization of the motor windings is achieved, on the other hand also a relief 'the commutation process, d. H. the transition of the discharge from a discharge path on another, so that special commutation chokes or transformers are no longer required are.
Die Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem besonders Wert auf die Verwendung eines einzigen mehranodigen Entlastungsgefäßes, "beispielsweise eines normalen Eisengleichrichters, gelegt ist. Die Abb. 2 und 3 geben Anordnungen mit einanodigen Gefäßen wieder. Eine weitere Vereinfachung und Verbilligung der Transformatoren 10 ist schließlieh in den beiden letzten Abb. 4 und 5 angegeben. Fig. 1 shows an embodiment in which particular emphasis is placed on the use a single multi-anode discharge vessel, "for example a normal iron rectifier, is laid. Figs. 2 and 3 show arrangements with single-anodic vessels. Another simplification and cheaper the transformer 10 is finally indicated in the last two figures 4 and 5.
In Abb. ι sind 10 drei Einphasentransformatoren, deren Primärwicklungen 1, 2 und 3 untereinander in Reihe geschaltet und vom Wechselstromnetz gespeist' werden. Jeder Transformatorkern trägt außerdem zwei Sekundärwicklungen 4, 5 bzw. 6, 7 bzw. 8, 9, die jeweils mit besonderer Mittelanzapfung ausgeführt sind. Die Enden der Sekundärwicklungen führen zu den Anoden 11... 22' des gemeinsamen Gleichrichtergefäßes 23. Mit 30 ist der Motor bezeichnet, der aus der Feldwicklung 31 und dem Anker 32 besteht. Es ist angenommen, daß die Feldwicklung umläuft, weshalb ihr der Strom über Schleifringe zugeführt wird. Der Anker besteht aus den sechs Wicklungen 24... 29, von denen jeweils immer drei Strom führen. Jede Ankerwicklung arbeitet nur während einer halben Umdrehung des Motors (bzw. bei mehrpoliger Anordnung während einer Motorhalbwelle). Dementsprechend führtIn Fig. Ι there are 10 three single-phase transformers, whose primary windings 1, 2 and 3 are connected in series and fed by the alternating current network. Each transformer core also carries two secondary windings 4, 5 or 6, 7 or 8, 9, each with a special center tap are executed. The ends of the secondary windings lead to the anodes 11 ... 22 'of the common rectifier vessel 23. The motor is designated by 30, which consists of the field winding 31 and the armature 32 exists. It is assumed that the field winding revolves, which is why its current is fed via slip rings. The armature consists of the six windings 24 ... 29, three of which always carry electricity. Each armature winding only works during half a revolution of the motor (or in the case of a multi-pole arrangement during a motor half-wave). Accordingly leads
*) Von dein Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) Your patent seeker stated as the inventor:
Max Stöhr in Berlin-Tegel.Max Stöhr in Berlin-Tegel.
auch jeweils nur eine Sekundärwicklung jedes Einphasentransformators Strom.also only one secondary winding of each single-phase transformer.
Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Es sei angenommen, daß in dem betrachteten Augenblick die Transformatorwicklungen 5, 6 und 8 und entsprechend die Motorwicklungen 25, 26 und 28 zur Stromführung freigegeben sind, indem den zu den Anoden 13 bzw. 14, 15 bzw. 16 und 19 bzw. 20 gehörigen Gittern ein positives Potential aufgedrückt wird. Für die Größe des Stromes ist maßgebend, daß die Summe der Gegenspannungen von 25, 26 und 28 entsprechend den Verlusten um einen bestimmten Betrag kleiner ist als die den Primärwicklungen 1, 2 und 3 zusammen zugeführte Netzspannung. Die Motorgegenspannung ist aber ihrerseits im wesentlichen wieder abhängig von der Drehzahl und dem von 31 erzeugten Feld, das im vorliegenden Fall der Reihenschaltung durch den Motorstrom selber erzeugt wird. Außerdem ist sie in jeder der drei in Betracht kommenden Wicklungen 25, 26 und 28 verschieden, je nach ihrer Stellung gegenüber den Polen. Daraus folgt aber notwendig, daß auch die Spannung an den Transformatorprimär- und -Sekundärwicklungen verschieden ist. Die Netzspannung ist also nicht gleichmäßig auf die Wicklungen 1, 2 und 3 verteilt, wie dies im Leerlauf der Transformatoren der Fall ist, sondern es ändert sich der Spannungsanteil jeder Wicklung mit der Motorstellung. Befindet sich beispielsweise die Wicklung 25 in der neutralen Zone, in der ihre Gegenspannung Null ist, so· ist auch der Spannungsanteil der Wicklung 1 bzw. 5 Null, und die gesamte Netzspannung wird von den beiden anderen Transformatoren übernommen. Der erste Transformator ist sekundärseitig 4.0 kurzgeschlossen, und es kann sich dementsprechend kein magnetischer Fluß in ihm bilden.The operation of the circuit is as follows: It is assumed that in the considered Momentarily the transformer windings 5, 6 and 8 and accordingly the motor windings 25, 26 and 28 are released for current conduction by the to the anodes 13 or 14, 15 or 16 and 19 or 20 associated grids a positive potential is imposed. For the size of the stream it is decisive that the sum of the counter-voltages of 25, 26 and 28 according to the losses by a certain amount is less than the mains voltage fed to the primary windings 1, 2 and 3 together. The motor counter voltage is in turn essentially dependent on the Speed and the field generated by 31, which in the present case is the series connection is generated by the motor current itself. She is also eligible in each of the three coming windings 25, 26 and 28 different, depending on their position opposite the Poles. It follows from this, however, that the voltage on the transformer primary and secondary windings are also different is. The mains voltage is therefore not evenly distributed between windings 1, 2 and 3, as is the case when the transformers are idle, but the voltage component changes each winding with the motor position. For example, if the winding 25 is in the neutral zone in which its counter voltage is zero, the voltage component of winding 1 or 5 is also zero, and the entire line voltage is taken over by the other two transformers. The first transformer is short-circuited on the secondary 4.0, and it can change accordingly do not form any magnetic flux in it.
Durch die Reihenschaltung der Primärwicklungen ι bis 3 wird weiterhin erreicht, daß die Ströme in den arbeitenden Wicklungen des Motors, z.B. 25, 26 und 28, trotz der verschiedenen Gegenspannungen gleich sind, da anderenfalls das Amperewindungsgleichgewicht der Transformatoren gestört wäre.The series connection of the primary windings ι to 3 also ensures that the currents in the working windings of the motor, eg 25, 26 and 28, are the same despite the different counter voltages, otherwise the ampere turn equilibrium of the transformers would be disturbed.
Der Kommutierungsvorgang, der von den Entladungsgefäßen an. Stelle des Kommutators übernommen werden soll, gestaltet sich folgendermaßen: Kurz bevor beispielsweise die Wicklung 25 ihre neutrale Lage erreicht, werden die Anoden 11 und 12, die bisher gesperrt gehalten wurden, freigegeben und schicken einen Strom durch die Ankerwicklung 24 in umgekehrter Richtung wie der Strom durch 25. Während der Strom in 4 und 24 zunimmt, muß er in 5 und 25 abnehmen, da die Summe der Ströme von 4 und 5 gleich sein muß dem in def Wicklung 1 fließenden Strom. Die Gitter der Anoden 13 und 14 werden negativ gemacht, damit der Strom der Wicklung 25 gesperrt bleibt, sobald er infolge der magnetischen Verkettung von 4 und S zu Null geworden ist. Dabei ist wie bei Wechselrichterschaltungen darauf zu achten, daß der Kommutierungsvorgang beendet ist, bevor die betreffende Wicklung die neutrale Lage ganz erreicht hat, da anderenfalls ein Löschen der Anoden 13 und 14 nicht mehr möglich ist. Nach erfolgter Kommutierung des Stromes von 25 auf 24 arbeiten die Wicklungen 24, 26 und 28, bis im Lauf der Motordrehung die nächste Wicklung, z. B. 26, in die Nähe ihrer neutralen Zone kommt und der Strom von 26 auf 27 kommutiert wird. So wiederholt sich das Spiel im Takte der Motordrehzahl, und es ist ohne weiteres ersichtlich, daß es gleichgültig ist, ob der Motor in bezug auf die Frequenz des speisenden Wechselstromes unter- oder übersynchron betrieben wird.The commutation process that starts with the discharge vessels. Position of the commutator should be taken over, is structured as follows: Just before, for example, the Winding 25 reaches its neutral position, the anodes 11 and 12, which were previously blocked, are kept have been released and send one Current through armature winding 24 in the opposite direction as the current through 25. While the current increases in 4 and 24, it must decrease in 5 and 25 as the sum the currents of 4 and 5 must be the same as the current flowing in def winding 1. the Grids of the anodes 13 and 14 are made negative so that the current of the winding 25 remains blocked as soon as it has become zero as a result of the magnetic concatenation of 4 and S. is. As with inverter circuits, it is important to ensure that the commutation process is completed before the winding in question completely reaches the neutral position has reached, since otherwise it is no longer possible to erase the anodes 13 and 14. After the current has been commutated from 25 to 24, the windings 24, 26 work and 28, until the next winding, e.g. B. 26, near her neutral zone and the current is commutated from 26 to 27. So repeated the game in the cycle of the engine speed, and it is readily apparent that it It is irrelevant whether the motor in relation to the frequency of the feeding alternating current is operated under or oversynchronously.
In der Abb. 2 ist im wesentlichen dieselbe 85 ' Anordnung dargestellt, mit dem Unterschied, daß jetzt einanodige Gefäße verwendet werden, von denen jeweils zwei, 11 und 13, 12 und 14, 15 und 17 usw., zu einer Gruppe mit gemeinsamer Kathode zusammengeschlossen go werden. Außerdem sind die Anoden der Röhren 11 und 12 bzw. 13 und 14 bzw. 15 und 16 usw. miteinander verbunden, wodurch es möglich ist, eine der beiden Sekundärwicklungen jedes Transformators zu sparen und auf diese Weise eine bessere Ausnutzung zu erzielen. Die Wirkungsweise ist im übrigen dieselbe wie in Abb. 1, und auch der Motor hat dieselbe Anzahl Wicklungen, von denen wieder drei gleichzeitig Strom führen. Während in der Abb. 1 ein gemeinsames Kathodenpotential vorhanden ist, haben in der Anordnung nach Abb. 2 die Mittelanzapfungen der Wicklungen 4, 6 und 8 dasselbe Potential. Die Kommutierung erfolgt wieder von einer Motorwicklung auf die um 180 elektrische Grade versetzte, also von 24 auf 25 bzw. 26 auf 27 bzw. 28 auf 29, und umgekehrt. In Fig. 2 is essentially the same 85 ' Arrangement shown, with the difference that single-anode vessels are now used, of which two each, 11 and 13, 12 and 14, 15 and 17 etc., to a group with common cathode to be joined together go. Also, the anodes of the tubes are 11 and 12 and 13 and 14 and 15, respectively and 16 etc. are connected to each other, making it possible to use one of the two secondary windings to save every transformer and in this way to achieve better utilization. The way it works is by the way same as in Fig. 1, and the motor also has the same number of windings, from which again three conduct electricity at the same time. While in Fig. 1 a common cathode potential is present, the center taps of the windings 4, 6 and 8 have the same potential in the arrangement according to Fig. 2. The commutation takes place again from one motor winding to the 180 electrical degrees shifted, i.e. from 24 to 25 or 26 to 27 or 28 to 29, and vice versa.
Eine weitere Vereinfachung zeigt die Abb. 3, bei welcher die Röhren gegensinnig parallel geschaltet sind. Es wird jeweils eine Gruppe gegensinnig parallel geschalteter Röhren, also z.B. 11, 12 bzw. 15, 16 bzw. 19,20, freigegeben, während die anderen Gefäße gesperrt sind. Zu Beginn der Kommutierung wird dann beispielsweise die Gruppe 13, 14 leitend gemacht, während der Gruppe 11, 12 ein negatives Gitterpotential aufgedrückt wird. Der bisher über 11 oder 12 fließende Strom der iao Motorwicklung 24 kehrt alsbald seine Richtung um und fließt durch 14 oder 13, wäh-Another simplification is shown in Fig. 3, in which the tubes are parallel in opposite directions are switched. There is a group of tubes connected in parallel in opposite directions, so e.g. 11, 12 or 15, 16 or 19.20, released, while the other vessels are blocked. At the start of commutation, groups 13, 14, for example, then become conductive made while group 11, 12 a negative Grid potential is pressed. The current of the iao, which has previously flowed through 11 or 12 Motor winding 24 immediately reverses its direction and flows through 14 or 13, while
rend gleichzeitig 11 oder 12 gelöscht und beide, 11 und 12, durch ein negatives Gitterpotential gesperrt gehalten werden. Es fließt somit in der Wicklung 24 dauernd Strom, während dies bei den Anordnungen nach Abb. ι und 2 nur während einer Halbwelle der Fall war. Dasselbe gilt auch für die Wicklungen 26 und 28. Der Motor ist somit wesentlich besser .ausgenutzt als in den früheren Beispielen. Außerdem besitzen auch die Transformatoren jeweils nur eine Sekundärwicklung wie in Abb. 2. Dagegen muß aber jetzt das Feld 31 entweder unmittelbar oder, wie gezeichnet, über einen Stromwandler 33 an die Speiseleitung angeschlossen werden. Motor- und Feldwicklungen führen nicht mehr wie in Abb. 1 und 2 einen gleichgerichteten Strom, sondern Wechselstrom von annähernd sinusförmiger Kurvenform.rend at the same time 11 or 12 deleted and both, 11 and 12, by a negative grid potential be kept locked. Thus, current flows continuously in the winding 24, while this continues with the arrangements Fig. Ι and 2 was the case only during a half-wave. The same goes for the windings 26 and 28. The engine is thus much better utilized than in the earlier ones Examples. In addition, the transformers each have only one secondary winding as in Fig. 2. On the other hand, field 31 must now either be immediate or, as drawn, can be connected to the feed line via a current transformer 33. Motor and field windings are no longer rectified as in Fig. 1 and 2 Current, but alternating current with an approximately sinusoidal waveform.
Die drei Einphasentransformatoren können zweckmäßig zu einem gemeinsamen Transformator vereinigt werden, indem man sie in geeigneter Weise miteinander magnetisch verkettet. Die Abb. 4 und 5 zeigen beispielsweise Anordnungen, durch die eine bessere Materialausmitzung erreicht wird als mit drei Einzeltransformatoren.The three single-phase transformers can expediently form a common transformer be united by magnetically chaining them together in a suitable manner. Figures 4 and 5 show for example Arrangements through which a better material clearance is achieved than with three individual transformers.
Die bisher behandelten Schaltungen sind zwar für Einphasenspeisung näher beschrieben worden, doch können sie sinngemäß auch für Drehstrom verwendet werden. Außerdem ist es grundsätzlich gleichgültig, ob der Motor für Reihen-- oder Nebenschlußverhalten bzw. eine Vereinigung von beiden vorgesehen wird.The circuits discussed so far are described in more detail for single-phase supply but they can also be used analogously for three-phase current. In addition, it is basically irrelevant whether the Motor intended for series or shunt behavior or a combination of both will.
Durch die Reihenschaltung der der Phasenzahl des Motors entsprechenden Anzahl von Primärwicklungen ist es somit möglich geworden, den Speisetransformator mit der notwendigen Einrichtung für die Kommutierung (dem Kommutierungstransformator) zu vereinigen und dadurch eine bedeutende Materialersparnis zu erzielen, die sich sowohl preislich als auch hinsichtlich des Gewichtes und Raumbedarfes günstig auswirkt, was besonders auf Fahrzeugen von großer Bedeutung ist.By connecting the number of phases corresponding to the number of phases of the motor in series Primary windings it has thus become possible to equip the supply transformer with the necessary equipment for commutation (the commutation transformer) and thereby a significant material saving to achieve, which has a favorable effect both in terms of price and in terms of weight and space requirements, which is particularly is of great importance on vehicles.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA64315D DE587211C (en) | 1931-12-03 | 1931-12-03 | Arrangement for supplying commutatorless machines by means of grid-controlled discharge vessels from an alternating current network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA64315D DE587211C (en) | 1931-12-03 | 1931-12-03 | Arrangement for supplying commutatorless machines by means of grid-controlled discharge vessels from an alternating current network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE587211C true DE587211C (en) | 1933-10-31 |
Family
ID=6943458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA64315D Expired DE587211C (en) | 1931-12-03 | 1931-12-03 | Arrangement for supplying commutatorless machines by means of grid-controlled discharge vessels from an alternating current network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE587211C (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE968096C (en) * | 1952-01-20 | 1958-01-16 | Bbc Brown Boveri & Cie | Brushless converter motor with direct current excitation |
DE1043385B (en) * | 1952-03-06 | 1958-11-13 | Nederlanden Staat | Drive device for the punched tape of a telegraph device |
-
1931
- 1931-12-03 DE DEA64315D patent/DE587211C/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE968096C (en) * | 1952-01-20 | 1958-01-16 | Bbc Brown Boveri & Cie | Brushless converter motor with direct current excitation |
DE1043385B (en) * | 1952-03-06 | 1958-11-13 | Nederlanden Staat | Drive device for the punched tape of a telegraph device |
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