DE655692C - Einrichtung zur Verminderung der spannungsbeeinflussenden Wirkung des remanenten Magnetismus von Gleichstromerzeugern mit Verbundwicklung - Google Patents

Description

Bei allen Gleichstrom-Verbund-Generatoren, die unabhängig von der Belastung gleichbleibende Spannung halten sollen, besteht die Schwierigkeit, den störenden Ein-Muß des remanenten Magnetismus der Maschine auf die Spannungshaltung zu beseitigen. Dieser bewirkt nach jedem Anlauf so lange eine zu niedrige Spannung, bis die volle Belastung einmal eingeschaltet wurde,

d. h. bis durch die Wirkung der Verbundwicklung die volle Erregung wirksam geworden ist. Auch nachher ist die erzeugte Generatorspannung nicht eindeutig. Das bei ein und derselben Amperewindungszahl tatsächlich entstehende magnetische Feld wird infolge der Remanenzeigenschaften des magnetischen Pfades verschieden groß, je nachdem unmittelbar vorher die erregende Amperewindungszahl größer oder kleiner als der augenblickliche Wert war.

Diesem Übelstand kann, wie bekannt, durch Einfügung eines magnetischen Widerstandes im magnetischen Kreis des Stromerzeugers begegnet werden, der eine entsprechende Erhöhung der erregenden Amperewindungen notwendig macht, gegenüber welchen dann die magnetmotorische Kraft des remanenten Magnetismus mehr oder weniger zurücktritt. Verlegt man diesen zusätzlichen magnetischen Widerstand in den Luftspalt, so erregt sich nachher die Maschine schwerer, und verlegt man ihn ins Gehäuse, so steigt wieder dessen remanenter Magnetismus, weil die betreffende Stelle infolge Einschnürung einen hohen Sättigungsgrad erreicht. Überdies muß der Querschnitt der verengten Stelle, unter Aufwendung von Bearbeitungskosten, sehr genau eingehalten werden, weil schon die allergeringste, unbeabsichtigte, weitere Verkleinerung der Einschnürungsstelle den magnetischen Widerstand äußerst rasch ansteigen läßt. Nur wenn die verengte Stelle verhältnismäßig lang gemacht wird und dadurch weniger gesättigt werden muß, ist eine verringerte Ausführungsgenauigkeit zulässig, aber dann erhöht sich wieder die störende Wirkung des remanenten Magnetismus auf die Spannungshaltung, die es ja zu bekämpfen gilt.

Verlegt man erfindungsgemäß den zusatzliehen magnetischen Widerstand in die Ankerzähne, so fällt die Verstärkung der Remanenz wegen der beim Umlauf entstehenden ständigen Ummagnetisierungen vollständig fort, und gleichzeitig wird wie auch bei der Gehäuseschwächung die Sicherheit der Selbsterregung der Maschine nicht beeinträchtigt. Handelt es sich um sehr schnell laufende.

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

Dipl.-Ing. Hugo Grob in Berlin.

ζ. Β. durch Dampfturbinen angetriebene Stromerzeuger, für welche die Erfindung hauptsächlich bestimmt ist, so wird indessen die Nutenlänge ziemlich kurz, weil das fervolumen der Ankerwicklung verh

" mäßig klein ist. |£

Zur ausreichenden Unterdrückung "der spannungsstörenden Wirkung der Gehäuseremanenz ist eine bestimmte Größe des ίο künstlich eingefügten magnetischen Widerstandes notwendig. Ist die Zahnlänge, innerhalb der dieser Widerstand erzeugt werden muß, sehr kurz, so wird die Anwendung einer sehr hohen Sättigung notwendig, deren genaue Einhaltung wegen der großen Wirkung von Abmessungs- oder Eisengüteabweichungen sehr schwierig ist.

Die Erfindung hat eine solche Bemessung des Eisenweges in den Ankerzähnen zum Gegenstand, daß die planmäßige Hervorrufung der gewünschten Größe des magnetischen Ankerzahnwiderstandes viel -sicherer möglich ist als bei den bisherigen Ausführungen. Der Grundgedanke besteht darin, in den Fällen geringen Kupfervolumens das Zahnprofil -künstlich so zu verlängern, daß man. den Nutenraum größer macht, als dies durch den Platzbedarf der Wicklung bedingt wäre. Dann wird je Längeneinheit' des Zahnes ein geringerer magnetischer Widerstand, also auch die Anwendung einer geringeren magnetischen Sättigung, notwendig, und so wird es möglich, den entstehenden magnetischen Widerstand viel sicherer im voraus zu berechnen, als wenn die Zahnlänge kurz ist. Überdies spielen bei der auf diese Weise vergrößerten Nutenform auch Ungenauigkeiten in den Abmessungen oder in der magnetischen Eisengüte nicht mehr die große Rolle.

Ankernuten, deren Raum größer ist, als durch den Platzbedarf der Wicklung bedingt wäre, sind zwar schon bekanntgeworden. In diesen Fällen wurde aber die Raumvergrößerung ausnahmslos durch rein mechanische und nicht durch magnetische Gründe veranlaßt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich indessen darauf, zwecks Verlängerung der Ankerzähne den Nutenraum größer zu machen, als durch den Platzbedarf und die Befestigung der Wicklung oder durch Rücksichten auf die Ankerentlüftung bedingt wäre.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel. A ist das Ankerblech mit den Nuten B.

Erfindungsgemäß ist durch die Verlängerung des Zahnprofils der Raum dieser Nuten-5 größer bemessen, als dem Platzbedarf der Wicklung C entsprechen würde, um zu erreichen, daß die Zahnlänge α ein gewisses Maß nicht unterschreitet. Der durch die Wicklung nicht in Anspruch genommene Nutenraum wird mit nichtmagnetischem Baustoff £ ausgefüllt.

.-'Durch die Verlängerung des Zahnprofils werden die Zahneisenverluste etwas erhöht. ■*Wegen der Kleinheit des Zahneisenvolumens, das von der zusätzlichen Sättigung betroffen wird, spielen aber diese Verluste keine große Rolle. Sie können auch durch eine Vergrößerung der Kupferquerschnitte, für die nun Platz vorhanden ist, wettgemacht werden, doch würde eine volle Ausfüllung des Nutenraumes mit Kupfer, besonders bei zweipoligen Maschinen, eine nicht unerhebliche Steigerung des Platzbedarfes der beiden Wicklungsköpfe im Gefolge haben.

Zur Verbesserung der Stromwendung werden die Drähte möglichst nahe der Anker,-oberfläche angeordnet."

Wenn die Art der Wicklung eine Lage der Drähte bedingt, bei der sie mehr übereinander- statt nebeneinanderliegen, so kann der durch diamagnetischen Werkstoff auszufüllende nicht benutzte Nutenraum auch neben den Drähten vorgesehen werden.

Die Erfindung besitzt auch große Bedeutung für die Sicherheit der Selbsterregung von Gleichstrommaschinen niedriger Spannung. Bekanntlich erregt sich ein Stromerzeuger um so schwerer, je kleiner beim magnetischen Kreis das Verhältnis zwischen dem magnetischen Widerstand beim Anlauf und demjenigen bei voller Spannungserzeugung ist. Aus Gründen einer ausreichenden Unterdrückung der störenden Wirkung des remanenten Magnetismus auf die Höhe der erzeugten Spannung war man bisher genötigt, einen erheblichen Teil des Widerstandes des magnetischen Kreises in den remanenzlosen Luftraum zu verlegen, der jedoch auch beim Anlauf noch in vollem Maße vorhanden ist und die Sicherheit der Selbsterregung stark beeinträchtigt. Bei der erfindungsgemäßen Verlegung des notwendigen zusätzlichen magnetischen Widerstandes in die ebenfalls völlig remanenzlosen Ankerzähne hingegen ist dieser zusätzliche Widerstand beim Anlauf praktisch gar nicht vorhanden und übt also auch keine erschwerende Wirkung auf die Selbsterregung aus.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Verminderung der spannungsbeeinflussenden Wirkung des remanenten Magnetismus von Gleichstromerzeugern mit Verbundwicklung bei stark schwankender Belastung, insbesondere Niederspannungsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand der Ankerzähne künstlich erhöht

   wird, und zwar durch Verlängerung des für eine ziemlich hohe Sättigung berechneten Zahnprofils ohne Rücksicht auf die Ausnutzung des Nutenraumes durch die Ankerwicklung.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut vor der inneren, dem Ankermittelpunkt zugekehrten Grenzfläche der Wicklung (C) an noch weiter nach dem Ankermittelpunkt zu verlängert ist und der so entstehende überschüssige Raum durch diamagnetischen Werkstoff (E) ausgefüllt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter entsprechender Vergrößerung des Nutenquerschnittes längs der ganzen Nutentiefe links und rechts neben der Wicklung Schichten aus diamagnetischem Werkstoff eingelegt werden.

   Hierzu 1 Blati Zeichnungen