DE633110C - Anordnung fuer aus einem Wechselstromnetz gespeiste ventilgesteuerte Kaefigankermotoren mit veraenderbarer Drehzahl - Google Patents
Anordnung fuer aus einem Wechselstromnetz gespeiste ventilgesteuerte Kaefigankermotoren mit veraenderbarer DrehzahlInfo
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- DE633110C DE633110C DEA73045D DEA0073045D DE633110C DE 633110 C DE633110 C DE 633110C DE A73045 D DEA73045 D DE A73045D DE A0073045 D DEA0073045 D DE A0073045D DE 633110 C DE633110 C DE 633110C
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
20. JULI 1936
20. JULI 1936
• REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21 d 2 GRUPPE
Λ 73045 VIII bf21 d2
Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 2. Juli
Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin
mit veränderbarer Drehzahl
Zusatz zum Patent 632
Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. April 1934 ab
Das Hauptpatent hat angefangen am 14. März 1933.
ist in Anspruch genommen.
Die vorliegende/ Erfindung bezieht sich auf ventilgesteuerte, aus einem Wechselstromnetz
beliebiger Phasenzahl gemäß dem Patent 632 562 gespeiste Käfigankermotoren, die mit
beliebig veränderbarer Drehzahl betrieben werden sollen. Die Erfindung kann ganz allgemein
angewendet werden, ist jedoch besonders 'zweckmäßig für die Speisung der Motoren
einer elektrischen Lokomotive, die mit veränderlicher Drehzahl betrieben werden müssen, aus einer Wechselstromquelle mit
fester Frequenz.
Bisher wurden schon mehrere mit Dampfoder Gasentladungsstrecken arbeitende Umformungseinrichtungen
zur Speisung eines Wechselstrommotors aus einer Gleichstromoder Wechselstromquelle angegeben. Einige
dieser Anordnungen, beispielsweise auch die des Hauptpatentes, haben bestimmte Grenzen
bezüglich des Leistungsfaktors und sind für die Stromlieferung nur geeignet, solange der
Wechselstromverbraucher, im vorliegenden Falle also der Motor, Blindleistung liefern
kann oder doch zumindest keine Blindleistung verbraucht. Umformungseinrichtungen dieser
Art sind in ihrer Gestaltung im allgemeinen recht kompliziert und verlangen sehr viele
Entladungsstrecken, wodurch für Anlagen von beträchtlicher Leistung der Wirtschaftlichkeit
sehr enge Grenzen gezogen sind. Weiterhin ist gerade bei der Anwendung von Umformungseinrichtungen zur Speisung der
Motoren elektrischer Lokomotiven, für welche die vorliegende Erfindung sich besonders eignet,
eine Begrenzung der räumlichen Ausmaße nötig, welche die Verwendung möglichst weniger Entladuiigsstrecken und möglichst
weniger Hilfsapparate und Schaltelemente erforderlich macht.
Die Anordnung nach der Erfindung vermeidet die obenerwähnten Nachteile der bekannten
Einrichtungen und arbeitet dabei einfach und1 sicher.
Sie ist derart ausgebildet, daß sie besonders für die Speisung eines Käfigankermotors aus
einer Wechselstromquelle fester Frequenz ge-
eignet ist und arbeitet vollkommen sicher und zuverlässig- bein jedem?Leistungsfaktor, d. h.
bei jedem Blindleistungsbedarf des Motors. Wie im Hauptpatent ist eine Stromquelle
fester Frequenz vorgesehen, welche den mit;. veränderlicher Drehzahl zu treibenden Motor"
speist, der zwei gleiche, mehrphasige, in Sternschaltung angeordnete Arbeitswicklungen besitzt.
Diese beiden Arbeitswicklungen werden to über- zwei Gruppen von gesteuerten Entladungsstrecken
gespeist, von denen die eine Gruppe derart geschaltet ist, daß sie den
Strom von der Stromquelle an die eine Wicklung liefert, die andere Gruppe derart, daß
sie den Strom aus der anderen Wicklung an die Stromquelle zurückliefert. Der Motor-•
kreis als Ganzes gesehen wird also wie im Hauptpatent von Strömen einer Richtung
durchflossen.
Erfindungsgemäß sind nun Mittel vorgesehen, um zur lastabhängigen Verbesserung
des primärseitigen Leistungsfaktors sowie zur-Lieferung einer lastabhängigen Kommutierungsspannung
die Induktivität des Motors zu kompensieren. Diese Mittel sind im Motorkreis
angeordnet, und zwar derart, daß sie' wenigstens teilweise von dem im Gleichstromzwischenkreis
fließenden Strom in Reihe durchflossen werden. Zur Durchführung dieser Maßnahmen kommen gemäß der Erfindung
beispielsweise übererregte Synchronmaschinen in Frage, die in einem von der Umformungseinrichtung gespeisten und mit
den Motorarbeitswicklungen geeignet kombinierten bzw. ihnen vorgeschalteten Wechselstromkreis
eingefügt sind und deren Feldwicklung in Reihe in den Gleichstromzwischenkreis
der Einrichtung geschaltet ist; eine andere den Erfindungsgedanken verkörpernde Anordnung verwendet Kondensatoren
zur Kompensation, welche erfindungsgemäß in den Gleichstromzwischenkreis des ventilgesteuerten
Motors mit Hilfe von reihengeschalteten Spartransformatoren eingefügt
sind. Bei Anwendung einer übererregten Synchronmaschine zur- Blindleistungslieferung
wird deren Feldwicklung, wie bereits erwähnt wurde, derart geschaltet, daß sie von einem
lastabhängigen Gleichstrom durchflossen wird, vorzugsweise von dem Strom, der zwischen
den Sternpunkten der beiden Motorarbeitswicklungen fließt; der Feldwicklung ist dabei
gegebenenfalls eine Glättungsdrossel vorzuschalten. Die Feldwicklung kann jedoch auch
mit so großer Reaktanz ausgeführt werden, daß eine besondere Glättungsdrossel sich erübrigt.
Bezüglich der Steuerung bieten derartige Einrichtungen mit übererregteii Synchronmaschinen
den - Vorteil, daß ein zur drehzahlabhängigen Beeinflussung der Gitterspannungen
dienender Verteiler unmittelbar vom Polrad der Synchronmaschine angetrieben werden kann. Die Gittersteuerung erfolgt
dann, wie gewünscht, in einer Taktfolge, deren Geschwindigkeit der Umlaufzahl des
'rehfeldes im Induktionsmotor entspricht, jwährend ja dessen Anker bekanntlich um
einen gewissen Betrag schlüpft.
Die zweite Möglichkeit, die Blindleistungslieferung· mit Hilfe von Kondensatoren vor-
zunehmen, möge wegen der besonderen Eignung für Lokomotiveinrichtungen und sonstige
Motorantriebe, bei denen der Aufwand an Hilfseinrichtungen sowie die für diese vorzusehende
Wartung ein Minimum sein soll, an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
In Abb. ι der Zeichnung ist eine Anordnung dargestellt, die zur Speisung eines einzelnen
vierphasigen Käfigankerinduktionsmotors 65 aus einem dreiphasigen Wechselstromnetz
66 dient. - Die Kapazität zur Kompensation der Blindleistung wird von einem
Kondensator gestellt. Der Induktionsmotor
65 besitzt zwei Wicklungen 6j und 68, die 8g
beide offene Nullpunkte besitzen. Die beiden Gruppen 69 und 70 von Entladungsstrecken
sind derart geschaltet, daß ein Strom vom Speisekreis 66 nach dem einen oder anderen
Ende der Wicklung 67 fließt, während die gn Gruppen 71 und 72 von Entladungsstrecken
derart geschaltet sind, daß sie den Strom aus dem Motor über die eine oder die andere
Hälfte der Wicklung 68 nach dem Speisekreis
66 zurückliefern. In den Gleichstromkreis, der die Nullpunkte der Wicklungen 67 und 68
verbindet, ist eine Glättungsdrossel 28 eingeschaltet. In den offenen Nullpunkt der
Wicklung 67 sind ein Kondensator 73 und eine mittelangezapfte Drossel 74 in Parallelschaltung
eingefügt, ebenso in den offenen Nullpunkt der Wicklung 68 die Parallelanordnung
eines Kondensators 75 und einer mittelangezapften Drossel 76. Die Mittelpunkte
der Drosseln 74, 76 sind durch den erwähnten Gleichstromkreis über die Glättungsdrossel 28
miteinander verbunden. In einer derartigen Anordnung können die Gitter der einzelnen
Entladungs strecken durch einen unabhängigen, drehzahlgeregelten Steuergenerator oder
durch einen Kommutator gesteuert werden, der unmittelbar vom Induktionsmotor über
einen drehzahlerhöhenden Mechanismus angetrieben wird, wie er beispielsweise im Hauptpatent oder im Patent 493 809 beschrieben
ist.
Zur Erklärung der Arbeitsweise dieser Einrichtung sei angenommen, daß der Speisekreis
.66 von einem mehrphasigen Wechselstrom normaler Frequenz beliefert werde. Die
Steuerung der einzelnen Entladungsstrecken, die im einzelnen in an sich bekannter Weise
erfolgt, wird derart betätigt, daß zunächst beispielsweise ein Strom durch eine der Entladungsstrecken
69 (abwechselnd im Takte der Primärfrequenz), durch die linke Hälfte
der Arbeitswicklung 67, die linke Hälfte der Drossel 74, die Glättungsdrossel 28, die linke
Hälfte der Drossel j6 und die linke Hälfte der Arbeitswicklung 68 und darauf durch
eine der Entladungsstrecken 71 in das Netz
to zurückfließt. Durch den beim Beginn dieser Stromdurchführung entstehenden Stromstoß
wird in den Drosseln 74 und 76 eine Spannung induziert, welche an den Klemmen der
Kondensatoren 73 und 75 liegt, die infolgedessen geladen werden und daher wirkungsmäßig
als in Reihe in dem betrachteten Stromkreis liegend angesehen werden können. Die
Gittersteuerung wird nun nach Maßgabe der Drehzahl des Motors bzw. seines Drehfeldes
«0 derart beeinflußt, daß nach einer bestimmten Winkeldrehung beispielsweise statt der Entladungsstrecken
71 die Entladungsstrecken 72 die Stromdurchführung übernehmen, d. h. der
Strom fließt jetzt durch die rechte Hälfte der Drossel j6 und die rechte Hälfte der Arbeitswicklung 68 und lädt außerdem den Kondensator
75 um. Die Achse des Drehfeldes bewegt sich hierbei um 900 vorwärts, so daß
wieder ein Drehmoment entsteht. Die vom Motor benötigte Blindleistung wird erfindungsgemäß
bei dieser Schaltung durch die zwischen die Arbeitswicklungen eingefügten Kondensatoren gedeckt. Die Spannungen an
den Kondensatoren 73 und 75 sind wechselnd und größenveränderlich entsprechend dem
von dem Induktionsmotor 65 aufgenommenen Belastungsstrom. Denn die bei verhältnismäßig
kleiner phasenverzögernder Reaktanz im wesentlichen als Spartransformator wirkenden
Drosseln 7.1 und 76 erzwingen, wenn ihre eine Hälfte vom Belastungsstrom des
Motors durchflossen wird, in der anderen
Hälfte einen im wesentlichen gleich großen, aber entgegengesetzten Strom, für den der
einzige Rückweg eben über den betreffenden Kondensator führt. Die Phasenverschiebung
der Kondensatorspannurigen wird derart sein, daß sie die resultierende gegenelektromotorische
Kraft zwischen den äußeren Klemmen des Motors in die geeignete Phasenlage
bringen, um den Laststrom zwischen den Gruppen von Entladungsstrecken 69 und 70 bzw. 71 und 72 zu kommutieren. Bei der den
Erfindungsgedanken verkörpernden Anordnung wird also, je größer die von dem Motor
zu bewältigende Last ist, in um so stärkerem Maße durch die Kondensatoren 73 und 75 dafür
gesorgt, daß auch eine ausreichende kommutierende Spannung, deren Größe mit dem
zu kommutierenden Strom wächst, zur Verfügung steht.
In Abb. 2 ist eine Abänderung der in Abb. ι dargestellten Anordnung angegeben,
die zur Energieübertragung von einem Einphasennetz 10 nach ■■ einem · Käfigankerinduktionsmotor
65' dient, wobei der Motor mit unabhängigen Doppeldreiphasenwicklungen 67' und 68' ausgerüstet ist. Diese Wicklungen
sind mit dem Speisekreis 10 durch die Entladungsstrecken 46-57 verbunden, die grundsätzlich
in gleicher Weise wie in Abb. 1 angeordnet sind. Die einzelnen Phasen der
Wicklungen 67' und 68' sind durch gegenseitig gekoppelte Drosselspulen Jj, 78 und 79
und durch den gemeinsamen Gleichstromkreis mit der Glättungsdrossel 28 miteinander verbunden.
Die Doppeldrosseln Jj, 78 und 79 sind mit dritten Wicklungen 80, 81 und 82
versehen, die über Kondensatoren 83, 84 und 85 geschlossen sind. Wenn in einer der Wicklungen
der Drosseln Jj, 78 und 79 in irgendeinem Augenblick ein Strom fließt, so ist der
betreffende Kondensator 83, 84 bzw. 85 effektiv in Reihe mit dem Belastungsstrom der
betreffenden Phasenwicklung geschaltet und wird auf eine Spannung aufgeladen, deren
Größe in Übereinstimmung mit dem vom Motor aufgenommenen Laststrom veränderlich ist und eine Phasenlage hat, die geeignet
ist, den nacheilenden Leistungsfaktor des Motors zu kompensieren und die Kommutierung
zwischen den einzelnen Entladungsstrecken genau wie in der Abb. 1 zu unterstützen.
In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Wicklungen 74 und 76 der Abb. ι bzw. die Wicklungen Jj, 78 und 79
der Abb. 2 mit einer beträchtlichen Reaktanz auszuführen, so daß sie zusammen mit den
entsprechenden Kondensatoren auf eine vorherbestimmte Oberwelle der Grundfrequenz
abgestimmt sind.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele · stellen zwar die gegenwärtig wichtigsten Anwendungen
dar; es ist aber leicht einzusehen, daß mannigfaltige Abänderungen in Ausführung
und Anwendung möglich sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Claims (7)
- Patentansprüche:i. Anordnung für aus einem Wechselstromnetz beliebiger Phasenzahl gespeiste, mit beliebig veränderbarer Drehzahl zu betreibende, ventilgesteuerte Käfigankermotoren beliebiger Phasenzahl nach Patent 632 562 zur lastabhängigen Verbesserung des primärseitigen Leistungsfaktors sowie zur Lieferung einer lastabhängigen Kommutierungsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß im Motorkreis Blindleistung liefernde Einrichtungen vorgesehen sind, welche wenigstens teilweise von dem im Gleichstromzwischenkreis6BB110fließenden Strom in Reihe durchflossen werden.
- 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Blindleistungslieferung eine übererregte Synchronmaschine vorgesehen ist, deren Ankerwicklung von der dem Motor zugeführten Wechselspannung gespeist und deren Feldwicklung von* einem lastabhängigenίο Gleichstrom, vorzugsweise von dem Strom des zwischen den Sternpunkten der beiden Arbeitswicklungen liegenden Gleichstromzwischenkreises, gegebenenfalls unter Vorschaltung einer Glättungsdrossel, durchflössen wird.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Feldwicklung mit derartiger Reaktanz, daß sie mit der Glättungsdrossel vereinigt werden kann.
- 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Steuerung der Gitterspannung dienende Verteiler vom Polrad der Synchronmaschine angetrieben wird.
- 5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Blindleistungslieferung sowie zur Erzeugung der Kommutierungsspannungen Kondensatoren vorgesehen sind, die von dem im Gleichstrom-.zwischenkreis des Motors fließenden Strom in Reihe durchflossen werden;
- 6. Anordnung nach Anspruch 1 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilarbeitswicklungen in offenem Stern angeordnet sind, daß in den offenen Stern der Arbeitswicklung (67, 68) jeweils eine in geschlossenem Stern angeordnete Drossel (74, 76) eingefügt ist, deren Enden durch in Vieleck angeordnete Kondensatoren (73, 75) überbrückt werden, und daß an die Sternpunkte der Drosseln (74> 76) der Gleichstromzwischenkreis angeschlossen ist, der gegebenenfalls eine Glättungsdrossel (28) enthält.
- 7. Anordnung nach Anspruch 1 und 5, +5 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilarbeitswicklungen in offenem Stern angeordnet sind, daß in den offenen Stern jeweils eine in geschlossenem Stern geschaltete Drosselanordnung (J7, 78, 79) eingefügt ist, daß die Sternpunkte der Drosseln über einen Gleichstromkreis, der gegebenenfalls eine Glättungsdrossel (28) enthält, miteinander verbunden sind, daß je zwei nicht gleichzeitig vom Arbeitsstrom durchflossene Drosselspulen paarweise miteinander magnetisch verkettet sind und daß je eine solche Doppeldrossel (77 > 78, 79) mit einer dritten Wicklung (80, 81, 82) ausgerüstet ist, die sich über einen Kondensator (83, 84, 85) schließt. ·Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US633110XA | 1933-05-09 | 1933-05-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE633110C true DE633110C (de) | 1936-07-20 |
Family
ID=22048356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA73045D Expired DE633110C (de) | 1933-05-09 | 1934-04-26 | Anordnung fuer aus einem Wechselstromnetz gespeiste ventilgesteuerte Kaefigankermotoren mit veraenderbarer Drehzahl |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE633110C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1257956B (de) * | 1965-03-11 | 1968-01-04 | Siemens Ag | Stromrichtermaschine mit einer ueber netzgefuehrte Stromrichter an ein einphasiges Wechselstromnetz angeschlossenen mehrphasigen Staenderwicklung |
DE1276187B (de) * | 1964-01-29 | 1968-08-29 | Licentia Gmbh | Schaltungsanordnung zur Speisung eines kommutatorlosen Drehstrommotors mit veraenderlicher Spannung und Frequenz |
-
1934
- 1934-04-26 DE DEA73045D patent/DE633110C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1276187B (de) * | 1964-01-29 | 1968-08-29 | Licentia Gmbh | Schaltungsanordnung zur Speisung eines kommutatorlosen Drehstrommotors mit veraenderlicher Spannung und Frequenz |
DE1257956B (de) * | 1965-03-11 | 1968-01-04 | Siemens Ag | Stromrichtermaschine mit einer ueber netzgefuehrte Stromrichter an ein einphasiges Wechselstromnetz angeschlossenen mehrphasigen Staenderwicklung |
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