DE591688C

DE591688C - Mit einem Danielson-Umformer gekuppelte elektrische Doppelstrommaschine fuer Gleich-und Mehrphasenwechselstrom

Info

Publication number: DE591688C
Application number: DE1930591688D
Authority: DE
Inventors: Ernst Kloss
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-10-19
Filing date: 1930-10-19
Publication date: 1934-01-25

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
25. JANUAR 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d ² GRUPPE

2i d^z S 683.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Oktober 1930 ab

Es ist bekannt, Gleichstromgeneratoren mit beispielsweise etwa drei Schleifringen zu versehen, so daß diese auch als Drehstromgeneratorenverwendet werdenkönnen, und zwar etwa als selbsterregte Drehstromgeneratoren, wenn die Erregung von dem Kommutator der Maschine abgenommen wird. Solche Maschinen können hierbei in verschiedener Weise und Verteilung gleichzeitig mit Gleich- und Wechselstrom belastet werden. Bei einem derartigen Betrieb treten jedoch Schwierigkeiten auf, indem insbesondere durch den Blindstrom der Drehstrommaschine ein erheblicher Spannungsabfall eintritt, der sich auch auf die Gleichstromseite auswirkt, so daß der Spannungsabfall wegen der Selbsterregung noch weiter vergrößert wird und unter Umständen auch die Stabilität des Erregerfeldes in Frage gestellt werden kann. Außerdem hat die Wechselstrombelastung ein von der Gleichstrombelastung unabhängiges Ankerquerfeld zur Folge, durch das die neutrale Achse verschoben und die Kommutierung besonders bei der Verwendung von Wendepolen erheblich 'verschlechtert wird. Es ist bereits eine Anordnung beschrieben worden, die die vorgenannten Nachteile bekämpft, und zwar ist hierbei ein Umformer mit einer Boostermaschine, Stromtransformatoren und einem Dianielson-Umformer derart kombiniert, daß die Wendepolerregung der algebraischen Summe der Gleichstromleistung und derjenigen Komponente der Wechselstromleistung, deren Ankerrückwirkung in die Richtung der Wendepole fällt, entspricht.

Nach der Erfindung läßt sich ein einwandfreies Arbeiten derartiger Doppelstrommaschinen gleichfalls unter Verwendimg eines Danielson-Umformers dadurch erreichen, daß der Danielson-Umformer mit zwei Ankerwick-,lungen ausgeführt wird, wobei die eine Wicklung als offene Wechselstromwicklung ausgebildet und mit den- einzelnen Schleifringzuleitungen der Doppelstrommaschine in Reihe geschaltet wird, während die andere Wicklung als geschlossene Gleichstromwicklung über einen Kommutator eine zusätzliche Wendepolwicklung der Doppelstrommaschine speist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Mit ι ist der Doppelstromgenerator bezeichnet, dessen Ankerwicklung 2 auf der einen Seite zu einem nicht gezeichneten Kommutator geführt ist. Außerdem ist die Ankerwicklung an drei Punkten angezapft, die zu einem Schleifringsatz 3 geführt sind. Mit dem Läufer der Maschine ist ein Danielson-Umformer 4 mechanisch gekuppelt, dessen Anker zwei Wicklungen 5 und 6 aufweist. Die Wick-

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

Ernst Kloss f in Falkensee b. Berlin-Spandau.

lung 5 besteht aus drei Phasensträngen, von denen je einer in die Verbindungsleitungen der Ankerwicklung der Maschine ι mit dem zugehörigen Schleifring eingeschaltet ist. Die Wicklung 6 ist mit einem Kommutator verbunden und speist über Bürsten 7 eine zusätzliche Wendepolwicklung 8, die auf den W'endepolen 9 der Maschine 1 angeordnet ist. Wenn die drei. Vektoren der Spannungen der Dreiphasenwicklung 5 des Danielson-Umformers 4 in Phase mit den Vektoren der Spannungen der durch sie geführten Schleifringzuleitungen der Maschine 1 sind, so wird in der Wicklung 5 ein Ankerfeld erzeugt, dessen Achse in der Ebene der Achse des durch die Wirkströme des Drehstromteiles der Doppelstrommaschine erzeugten Feldes liegt. Die Magnetpole des Danielson-Umformers werden hierbei so angeordnet, daß sie in diese Achse fallen. Es entsteht dann an den Bürsten 7 der Wicklung 6 eine Spannung, die' dem Wirkstrom in der . Maschine 1 proportional ist. Da diese Spannung die Wendepole 9 durch die Wicklungen 8 zusätzlich er-

25' regt, wird dem Wendefeld eine Komponente überlagert, die dem störenden Felde der Wirkströme des Drehstromteiles der Doppelstrommaschine entgegenwirkt und dieses ■ in bezug auf die Kommutierung kompensiert, während durch die nicht dargestellte, auf der Gleichstromseite der Maschine eingeschaltete normale Wendepolwicklung in üblicher Weise eine gute Kommutierung für die Gleichstromabnahme gesichert ist.

Als Abänderungsform kann der Danielson-Umformer auch mit einer einzigen geschlossenen Gleichstromwicklung ausgeführt werden, die über besondere Schleifringe aus einem Stromtransformator in Abhängigkeit von der vom Drehstromteil der Doppelstrommaschine gelieferten Stromstärke erregt wird. Das durch die Wirkströme der Drehstromlast bedingte Feld wird außerdem noch eine Feldverzerrung und damit eine Verzerrung der Spannungskurvenform des Drehstromes zur Folge haben. Gemäß der Erfindung kann auch dieser Nachteil weiterhin noch vermieden werden, indem auf den Hauptpolen der Doppelstrommaschine eine Kompensationswicklung angeordnet wird, die zu der zusätzlichen Wendepolwicklung in Reihe geschaltet wird.

Eine gewisse Feldverzerrung bleibt hierbei noc'h infolge der Ankerrückwirkung der Blindströme bestehen. Diese kann gemäß einer weiteren Verbesserung dadurch unterdrückt werden, daß noch ein zweiter Danielson-Umformer vorgesehen wird, dessen magnetische Achse bzw. Bürstensystem gegenüber dem ersten Umformer um 90⁰ versetzt wird und der eine Compoundwicklung auf den Hauptpolen der Doppelstrommaschine speist. Dieser Umformer erzeugt eine Spannung, die dem Blindstrom der Drehstromlast proportional ist und die durch die Compoundwicklung in der Doppelstrommasc'hine ein Feld erzeugt, das der Ankerrückwirkung der Blindströme entgegenwirkt.

Eine weitere Vereinfachung ist dadurch möglich, daß die beiden Danielson-Umformer zu einer einzigen Maschine zusammengezogen werden, bei der zwei gegeneinander um 90⁰ versetzte Magnetpole und Bürstensysteme vorgesehen sind. Um ein einwandfreies Arbeiten eines derartigen Danielson-Umformers auch bei verhältnismäßig großen Leistungen sicherzustellen, können die Magnetpole des Danielson-Umformers mit Kompensationswicklungen versehen werden, durch die eine Beseitigung der gegenseitigen Beeinflussung der Ankerfelder erreicht wird. Weiter kann dieser Umformer zur Beseitigung etwaiger Kommutierungsschwierigkeiten auch noch mit Wendepolen ausgerüstet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Mit einem Danielson-Umformer gekuppelte elektrische Doppelstrommaschine für Gleich- und Mehrphasenwechselstrom, bei der eine mit einem Kommutator versehene Gleichstromwicklung mit einer der gewünschten Phasenzahl entsprechenden Zahl von Anzapfungen versehen ist, die zu einer entsprechenden Anzahl von Schleif-, ringen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Danielson-Umformer mit zwei Ankerwicklungen ausgeführt ist, deren eine als offene Mehrphasenwicklung mit den einzelnen Schleifringzuleitungen der Hauptmaschine in Reihe geschaltet ist und deren andere Wicklung als geschlossene Gleichstromwicklung über einen Kommutator eine zusätzliche Wendepolwicklung der Doppelstrommaschine speist.

2. Doppelstrommaschine nach Anspruch i, dadurch, gekennzeichnet, daß die Hauptpole mit einer Kompensationswicklung versehen sind, die mit der zusätzlichen Wendepolwicklung in Reihe geschaltet ist.

3. Doppelstrommaschine nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß noch ein zweiter Danielson-Umformer angeordnet ist, dessen magnetische Achse und dessen Bürstensystem gegenüber dem ersten um 90⁰ versetzt ist und an dessen Kommutator eine auf den Hauptpolen der Doppelstrommaschine angeordnete Compoundwicklung angeschlossen ist.

4. Doppelstrommaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Danielson-Umformer mechanisch zu

einer einzigen

Maschine mit zwei gegeneinander um 90⁰ versetzten Magnetpolsystemen und Bürstensystemen vereinigt sind.

5. Doppelstrommaschine nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole des Danielson-Umformers mit Kompensationswicklungen versehen sind.

6. Doppelstrommaschine nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Danielson-Umformer mit Wendepolen versehen sind.

7. Abänderungsform einer elektrischen Doppelstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Danielson-Umformer mit einer einzigen geschlossenen Gleichstromwicklung ausgeführt ist, die über besondere Schleifringe und einen Stromtransf ormator nach Maßgabe des der Doppelstrommaschine entnommenen Mehrphasenstromes erregt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen