DE600452C - Einrichtung zur stabilen Regelung von selbsterregten Gleichstrommaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 23. JULI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 600452 KLASSE 21 d* GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Mai 1930 ab

Zur Stabilisierung selbsterregter Gleichstrommaschinen werden bekanntlich verschiedene Mittel verwendet. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, einzelne Polpaare teilweise gegen- und hintereinander zu schalten oder auch die Pole gleicher Polarität zu Gruppen zusammenzufassen und diese verschieden zu erregen. Die hierzu benötigten Regler bedingen jedoch hohe AnschafEungskosten, namentlich dann, wenn mit wachsendem Ausmaß der Regler eine besondere Feinstufigkeit in der Einstellung der Spannung erzielt werden soll und wenn es sich um Maschinen handelt, die nur für eine niedrige Betriebsspannung gebaut sind. In diesen Fällen ergibt sich jedoch noch eine weitere Schwierigkeit insofern, als die durch den remanenten Magnetismus erzeugte Spannung nicht zur Überwindung des Übergangswider-Standes unter den Bürsten ausreicht und infolgedessen keine kleinen und fein abgestuften Spannungswerte einstellbar sind.

Einerseits sind also die Regler besonderer Ausführung zu teuer, und andererseits erfordem die normalen Regler eine zu große Auslegung, wodurch ihre Bedienung umständlich wird. So hat man beispielsweise beobachtet, daß der Feldregler bei der Einstellung einer bestimmten Erregerstromstärke im Falle der Belastung einer selbsterregten Gleichstrommaschine mit niedriger Spannung über seine normale Stellung hinausbewegt werden muß. Natürlich wächst die Spannung über den gewünschten Wert hinaus an, und der Regler muß zur Einstellung des letzteren wieder zurückgedreht werden. Eine solche Handhabung der Bedienungsorgane und besonders das Abfangen der Maschine ist umständlich und erfordert selbst vom Fachmann eine besondere Geschicklichkeit.

Um diese Übelstände zu beheben, nimmt man erfindungsgemäß die Erregerspannung nicht wie bisher von den Maschinenklemmen ab und trifft außerdem eine Vorkehrung, durch welche der Übergangswiderstand zwisehen der Stromabnahme und dem Stromwender so klein ist, daß die unter dem Einfluß der Remanenz erzeugte Spannung noch stark zur Geltung kommt.

Zu diesem Zweck setzt man auf den Stromwender außer den Hauptbürsten Hilfsbürsten auf, bei denen entweder das Material einen spezifisch höheren Leitwert als dasjenige der Hauptbürsten aufweist oder der Spannungsabfall an der Übergangsstelle zwischen Stromwender und Bürsten kleiner bemessen ist als bei den gewöhnlich aus Bürstenkohle bestehenden Hauptbürsten. Diese Erregerbürsten sind vorzugsweise auf den Bürstenhalterbolzen der Hauptbürsten isoliert aufgebracht, und ihre Auflagefläche auf dem Stromwender ist so bemessen, daß mit Rück-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Otto Degenhardt in Berlin-Niederschönhausen und Paul Volkert in Berlin.

sieht auf die Kommutierung weniger Segmente überdeckt werden, als dies bei den für die Stromabnahme des Verbraucherstromkreises vorgesehenen Hauptbürsten der Fall ist. Bei dieser Anordnung braucht man zur Feldregelung nur einen normalen, allgemein verwendeten Reglungswiderstand. Es ist dann möglich, die Spannung von einem nahe an Null liegenden Wert aus allmählich in ίο beliebig kleinen Grenzen zu ändern.

Die Erfindung weist, sofern die Achsen von •Haupt- und Hilfsbürsten nicht zusammenfallen, d. h. also die Hilfsbürsten gegenüber den Hauptbürsten um einen bestimmten Winkel verschoben sind, noch den weiteren Vorteil auf, daß bei Belastungsstößen oder im Falle eines Kurzschlusses an den Klemmen eines Synchrongenerators, dessen Feldwicklung durch eine selbsterregte Gleichstrommaschine gespeist wird, kein Ausblasen des Erregerkraftflusses eintritt und keine Umpolung der Erregermaschine zu befürchten ist. Weiterhin ist es besonders für die Einstellung der Feldregelung solcher Gleich-Strommaschinen, wie sie oben vorausgesetzt werden, wesentlich, daß sie bei einer Verbindung mit einem Synchronphasenschieber und einem Anwurfmotor, beispielsweise in der bekannten Rosenbergschaltung, durch die neue Anordnung eine vollständig stabile Arbeitsweise erhalten. Die zur Synchronisierung erforderliche Erregung ist nicht mehr von den beim Einpendeln in den Synchronismus auftretenden Stromschwankungen abhängig, sondern stimmt stets mit der für sie maßgebenden Reglerstellung überein.

In der Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung angegeben, \vährend die Abb. 2 eine Ausführung nach der bisher übliehen Art angibt.

Der Anker α einer selbsterregten Nebenschlußgleichstrommaschine für niedrige Spannung arbeitet auf eine Belastung, die in diesem Fall das Polrad b eines Synchrongenerators, dessen Ständer mit c bezeichnet ist, sein mag. Bisher wurde die Spannung für das Erregerfeld d der Gleichstrommaschine nach der Darstellung in der Abb. 2 von den Maschinenklemmen abgenommen. Erfindungsgemäß erfolgt die Abnahme der Erregerspannung entsprechend Abb. 1 durch besondere Bürsten e, bei denen entweder das Material so gewählt ist, daß es gegenüber den allgemein verwendeten Kohlebürsten und insbesondere gegenüber dem Material der Hauptbürsten einen spezifisch höheren Leitwert aufweist oder der Spannungsabfall an der Übergangsstelle zwischen dem Stromwender und den Hilfsbürsten kleiner gemacht ist als derjenige zwischen dem Stromwender und den Hauptbürsten, und zwar dadurch, daß die Hilfsbürsten mit relativ starkem Druck gegen den Stromwender gepreßt werden. Zweckmäßig haben die Erregerbürsten e eine kleinere tangentiale Breite als die Hauptbürsten f, da dann die etwa auftretenden Störungen in der Stromwendung auf ein Minimum beschränkt werden. Die Erregerbürsten können in der Umfangsrichtung verschiebbar angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, die Erregerbürsten isoliert auf den Bürstenhalterbolzen der Hauptbürsten anzuordnen.

Zur Einstellung des jeweils gewünschten Spannungswertes ist entsprechend der Anordnung nach Abb. 1 lediglich ein normaler Reglungswiderstand g vorgesehen, während nach der Darstellung in der Abb. 2 eine Regelvorrichtung h von besonderer, die Herstellungskosten wesentlich verteuernder Bauart erforderlich ist. _

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   r. Einrichtung zur stabilen Regelung von selbsterregten Gleichstrommaschinen mit Haupt- und Hilfsbürsten, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Hilfsbürsten (e) für die Erregerwicklung (d) aus einem Material geringeren Widerstandes als die Hauptbürsten (/) bestehen oder der Spannungsabfall an der Übergangssteile zwischen Stromwender und Hilfsbürsten geringer bemessen ist als zwischen Stromwender und Hauptbürsten.
2. 2. Gleichstrommaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die tangentiale Breite der Hilfsbürsten kleiner ist als die tangentiale Breite der den Hauptstrom führenden Bürsten (f).
3. 3. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Haupt- und Hilfsbürsten praktisch zusammenfallen.
4. 4. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbürsten gegen die Hauptbürsten in der Umfangsrichtung verschoben sind.
5. 5. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbürsten auf den Bürstenhalterbolzen der Hauptbürsten isoliert angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen