DE656639C

DE656639C - Einrichtung zur Konstanthaltung der Drehzahl von Gleichstrom-Gleichstrom-Umformern der Metadyn-Bauart

Info

Publication number: DE656639C
Application number: DEP67863D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-07-25
Filing date: 1933-07-16
Publication date: 1938-02-12

Description

'5

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Konstanthaltung der Drehzahl von Gleichstrom-Gleiichstriom-Umformern der Metadyn-Bauart.

Der Metadyn-Umformer ist ein rotierender Umformer zur Umformung eines Stromes veränderlicher Größe und eimer konstanten Spannung in einen Strom konstanter Größe und veränderlicher Spannung. Der Umformer besitzt in seiner einfachsten Form ähnlich wie eine Gleichstrommaschine einen Anker mit Wicklung und Stromwender. Der Stromwender ist gewöhnlich mit einem Bürstenpaar für den primären Strom und einem Bürsteinpaar für den sekundären Strom versehen. Der Anker läuft mit konstanter Drehzahl um. Der in den Ankerwicklungen fließende primäre Strom erzeugt in Richtung der primären Kommutierungsachse einen Kraftlinienfluß. Wird dieser primäre, im Raum stillstehende Fluß von Ankerleitern geschnitten., so wird in den Ankerleitern eine Spannung induziert, und ein konstanter Strom (sekundärer Strom) bei veränderlicher Spannung hervorgerufen. Für den magnetischen Rückschluß der durch die Ankerströme erzeugten Flüsse ist ein Ständer mit geringem magnetischem Widerstand vorgesehen.

Der Ständer des Metadyn-Umformcrs ist mit Wicklungen versehen, deren magnetische Flüsse sich mit den von den primären und sekundären Strömen des Ankers bzw. Läufers hervorgerufenen Flüssen zu resultierenden Flüssen zusammensetzen und auf diese Weise die elektromagnetischen Eigenschaften der Maschine beeinflussen. Eine dieser Ständierwicklungen, und zwar eine in der Primärbürstenachse liegende Erregerwicklung ist zu dem Zwecke vorgesehen, das Drehmoment des Läufers derart zu verändern, daß der Metadyn-Umformer angenähert eine gewünschte normale Drehzahl beibehält.

Diese Ständerwicklung hat man nach einem früheren Vorschlag unter Zwischenschaltung einer auf der Welle des Metadyn-Umformers sitzenden schwach gesättigten Gleichstromnebenschlußmaschine an ein Netz mit praktisch konstanter Spannung angeschlossen. Diese Nebenschlußmaschine ist dabei so· bemessen und eingestellt, daß bei normaler Drehzahl des Limformers die einander entgegenwirkenden Spannungen des Netzes und der Erregermaschine sich gerade aufheben und daß die erwähnte Ständerwicklung die Drehzahl des Metadyn-Umformers dann nicht beeinflußt.

Claims

Ist aber die Spannung des Hauptnetzes sehr hoch, beispielsweise 3000 Violt, wie dies bei der Verwendung des Metadyn-Umformers zur Speisung der Antriebsmotoren elektrischer Lokomotiven der Fall ist, dann ist es praktisch/nicht möglich, als Stromquelle mit konstanter Spannung das Primärnetz zu verwenden, da dann die verhältnismäßig kleine Nebenschlußmas chine für die hohe Spannung isoliert sein müßte.

Zur Vermeidung- dieser Schwierigkeit wird als Stromquelle mit konstanter Spannung erfind <ungsgemäß eine zweite Gleichstromnebeinschlußmaschine verwendet, die jedoch gesättigt ist und im übrigen wie die ungesättigte Nebenschlußmaschine von der Umformerwelle angetrieben wird.

Die Regelwicklung auf dem Ständer des Umformers ist derart an die Nebenschlußmaschinen angeschlossen, daß sie von einem der Differenz der von den beiden Hilfsmaschinen gelieferten Spannungen entsprechenden Strom durchflossen wird. Der Erregerkreis der Regelwicklung ist so abgestimmt, daß die Regelwicklung .stromlos bleibt, solange der Metadyn-Umformer mit normaler Geschwindigkeit läuft. Eine Abweichung von dieser Drehzahl des Metadyn-Umformers wird zwar nur eine kleine Spannungisänderung an der gesättigten Hilfsmaschine, aber eine große Spannujngsiänderung an der ungesättigten Hilfsmaschine verursachen. Die jeweilige Summe · der Spannungen der beiden HÜfsmaschinen wird dann eine verhältnismäßig große Änderung- der Erregung der Regelwicklung hervorrufen. Der Erregers trom in - der Regelwicklung dient dazu, die Geschwindigkeit des Metadyn-Umf ormers auf den gewünschten normalen Wert zu regeln. ♦o Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Der Anker des Metadyn-Umforrners ist mit ι und die Regelwicklung des letzteren mit 2 bezeichnet. Das Ständereisen des Umformers ist nicht dargestellt. Der primäre Ankerstromkreis des Umformers ist über 'die Leitung 4, die Bürsten 5 und 6 und den geierdeten Punkt 7 an das Hauptnetz 3 angeschlossen. Der sekundäre Stromkreis 8 des Metadyn-Umf ormers liegt an den Bürsten ι ο und 11 und enthält einen Stromv-erbraitcher, beispielsweise einen Elektromotor 9. Der sekundäre Stromkreis könnte aber auch in anderer Weise geschaltet sein, beispielsweise in der 8-Schaltung (vgl. die deutsche Patentschrift 571 366).

Die ungesättigte Nebenschlußmaschine des

Umformers ist mit 13 und die gesättigte Nebenschlußmaschine mit 12 bezeichnet. Die Anker der Maschinen 12 und 13 sind auf der gleichen Welle wie der Anker des Metadyn-Umformersangeordnet, so daß alle drei Maschinen mit der gleichen Drehzahl umlaufen. Die Maschinen 12 und 13 sind mit der Regelwicklung 2 des Metadyn-Umformers derart verbunden, daß ihre Spannungen gegeneinander gerichtet sind.

Die Drehzahlcharakteristiken der Maschinen 12 und 13 sind derart, daß die Spannungen dieser Maschinen bei der gewünschten normalen Drehzahl des Metadyn-Umformers einander gleich sind. Ist die Drehzahl der Maschinen ^niedriger als der normale Wert, so ist 'die Spannung der gesättigten Nebenschlußmaschine höher als die Spannung der ungesättigten Nebenschiußmaschine und die Richtung des Stromes in der Regelwicklung 2 derart, daß der magnetische Fluß der ■Regelwicklung das Drehmoment des Umformerankers erhöht. Die Drehzahl der Maschinen wird sich daher auf den gewünschten normalen Wert einstellen.

Sind die Spannungen der gesättigten und der ungesättigten Hilfsmaschine einander gleich, so fließt in der Regelwicklung 2 kein Strom, und die Regelwicklung erzeugt kein Feld. Die Regelwicklung· hat dann auf die Drehzahl des Umformers keinen Einfluß. Ist die Drehzahl der Maschinen höher als der normale Wert, dann ist die Spannung der ungesättigten Hilfsmaschine höher als die Spannung der gesättigten Hilfsmaschine. Es wird dann durch die Regelwicklung ein Strom in umgekehrter Richtung fließen, so daß auf den Anker 1 ein Verzögerungsmoment ausgeübt wird und die Drehzahl der Maschinen wieder auf den gewünschten normalen Wert zurückgeht.

Eine oder auch beide Hilfsmaschinen können noch mit Hauptsehlußwicklungen versehen sein. Hierdurch kann die Geschwindigkeit der Änderung der Hilfsmaschinenspannungen in Abhängigkeit von den Drehzahl änderungen erhöht werden.

Die Erregermaschine 12 kann zur Speisung eines Steuerstromkreises, eines Lichtstromkreises oder anderer Stromkreise oder zum Betrieb eines Luftkompressors oder anderer Hilf sapparate verwendet werden. Gegebenenfalls können eine oder mehrere dieser Maschinen verwendet werden.

Patektan Sprüche:

i. Einrichtung zur Konstanthaltung der Drehzahl von Gleichstrom-Gleichstrom-Umformern der Metadyn-Bauart, bei denen einer in der Primärbürstenachse wirkenden Ständerwicklung eine Spannung aufgedrückt wird, die sich aus einer konstanten Spannung und der Spannung 'einer von der Umformerwelle angetriebenen, schwach

!gesättigten und je nach der Abweichung von der konstant zu haltenden Umformerdrehzahl nach oben oder nach unten als Generator oder als Motor arbeitenden Gleichstromnebenschlußmaschine zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle mit konstanter Spannung für den Stromkreis der Ständerwicklung (2) 'ein ebenfalls von der Umfiormerwelle angetriebener, gesättigter Gleichstromnebenschlußgenerator (12) verwendet wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gleichstromnebenschlußmaschinen (12, 13) zur Beeinflussung der Regeldnehzahl mit einer Hauptschlußwicklung versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen