DE662187C

DE662187C - Synchrone Wechselstrommaschine fuer niedrige und fuer veraenderliche Betriebsdrehzahlen

Info

Publication number: DE662187C
Application number: DEL87416D
Authority: DE
Original assignee: JAKOB LELL DR ING
Current assignee: JAKOB LELL DR ING
Priority date: 1935-01-27
Filing date: 1935-01-27
Publication date: 1938-07-07

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
7. JULI 1938

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d 2 GRUPPE

©r.-3ng. Jakob LeIl in Heidenheim, Brenz

Zusatz zum Patent 615

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Januar 1935 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 1. Januar 1933.

Die Erfindung stellt die allgemeine Lösung derselben Aufgabe dar, für die im Patent öi5 750 eine Teillösung angegeben ,wurde. Das dort beschriebene umlaufende Magnetfeld der Hauptmaschine wird durch einen Strom erregt, der in Spulen induziert wird, die in dem neben dem Magnetrad angeordneten und in fester Verbindung mit ihm stehenden Anker der Erregermaschine untergebracht sind. Die Spulen der Erregermaschine und die entsprechenden Magnetfeldspulen der Hauptmaschine sind so miteinander verbunden, daß auf dem Umfang die Aufeinanderfolge der Spulen des Ankers der Erregermaschine und die Aufeinanderfolge der entsprechenden Spulen der Magnetfeldwicklung der Hauptmaschine entgegengesetzte Richtung haben (inverse Wicklung).

Nach der Erfindung wird diese inverse Wicklung auch bei solchen synchronen Wechselstrommaschinen für niedrige und für veränderliche Betriebsdrehzahlen mit einem in der Umfangsrichtung auf dem Magnetrad wandernden Magnetfeld angewendet, bei denen entweder keine feste Verbindung zwischen dem Anker der Erregermaschine und dem Magnetrad der Hauptmaschine besteht oder keine besondere Erregermaschine vorhanden ist, und zwar unabhängig von der Art der Erzeugung des Erregerstromes in der Maschine selbst und der Art der Zuleitung des außerhalb der Maschine erzeugten Erregerstromes und unabhängig davon, ob zur Erregung der Magnetfeldwicklung Gleichstrom oder Wechselstrom verwendet wird.

Der Antrieb des Polrades der Erregermaschine bzw. der Bürstenbrücke bei Zuführung des Erregerstromes über einen Kollektor kann über ein veränderliches Getriebe durch den Läufer selbst erfolgen. Es ist aber auch möglich, das Polrad bzw. die Bürstenbrücke über ein einstellbares Getriebe mittels jeder beliebigen Kraftquelle oder mittels eines Motors mit regelbar veränderlicher Drehzahl anzutreiben, denn die Drehzahl des Läufers wird nach der Parallelschaltung wie bei jeder normalen Wechselstrommaschine durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld und dem Ständerfeld der Hauptmaschine erhalten.

Zum Anfahren der als Motor arbeitenden Maschine mit den im Hauptpatent angegebenen Mitteln muß bei zunächst stillstehendem Läufer das Polrad der Erregermaschine bzw. die Bürstenbrücke mit synchroner Drehzahl angetrieben werden, damit durch das dann ebenfalls synchron umlaufende Magnetfeld das Ständerdrehfeld auf die Frequenz des Netzes kommt.

Nachdem die Ständerwicklung an das Netz gelegt ist, wird die Geschwindigkeit des Polrades bzw. der Bürstenbrücke allmählich um einen gewissen Betrag ermäßigt, so daß der Läufer infolge der Kraftlinienzerrung in

Drehung kommt. Nach Erreichung der gewünschten Läuferdrehzahl wird das Übersetzungsgetriebe fest eingestellt, und der Läufer läuft dann mit gleichbleibender Drehzahl weiter. , ·■"'

Es liegt im Interesse eines möglichst ein*: fachen Aufbaues der Maschine und einer betriebssicheren Ausbildung der zur Drehzahlverstellung erforderlichen Teile, daß die zum

ίο Antrieb des Polrades nötige Leistung bzw. die über die Bürstenbrücke von außen zugeführte Energiemenge so klein als möglich gehalten wird. Erfindungsgemäß kann bei größeren Erregerleistungen die Anordnung so getroffen werden, daß das Magnetfeld nicht unmittelbar mit der Wicklung des Hauptständers zusammenarbeitet. Vielmehr wirkt es auf eine Zwischenerregermaschine, die ihrerseits erst das neue Magnetfeld der Hauptmaschine erzeugt.

Zu diesem Zweck werden, wie in Abb. 1 dargestellt, in einem feststehenden Zwischenständer ein Anker A₁ und daneben, aber getrennt, ein Magnetfeld M₁ so' angeordnet, daß die Spulen von A₁ mit den Spulen von M₁ invers verbunden sind und daß in der Spulenwicklung A₁ durch das umlaufende Feld M Spannung und Strom erzeugt werden. Das hierdurch in M₁ erregte Feld läuft in entgegengesetzter Richtung um wie das induzierende Feld M.

Zwischen dem im stillstehenden Zwischenständer entgegengesetzt dem Läufer umlaufenden Feld M₁ und der Ständerwicklung St der Hauptmaschine ist auf der Läuferwelle umlaufend noch eine Erregerwicklung A₂ und eine Magnetfeldwicklung M₂ angeordnet. Auch diese beiden Wicklungen sind nebeneinander, aber räumlich getrennt voneinander angeordnet und durch die Welle starr miteinander verbunden. M₂ dreht sich dann im Sinne der Läuferwelle und wirkt auf die Ständerwicklung St der Hauptmaschine.

Die Energiezufuhr zu der so aufgebauten Maschine erfolgt an drei Stellen: a) Bei einer Polradmaschine

1. Zufuhr des Erregerstromes zu den Polen der Erregermaschine über die üblichen Schleifringe und mechanischer Antrieb des PoI-rades P der Erregermaschine,

2. mechanischer Antrieb des Ankers A der Erregermaschine und des Magnetfeldes M der Zwischenerregermaschine durch die Läuferwelle,

3. mechanischer Antrieb des Ankers A₂ der Zwischenerregermaschine und des Magnetfeldes M₂ der Hauptmaschine durch die Läuferwelle.

Das Polrad P der Erregermaschine und das Magnetfeld M₁ der Zwischenerregermaschine drehen sich entgegengesetzt dem Läufer. Der Ankert der Erregermaschine sowie die Magnetfelder M und Ui₂ drehen sich im Sinne des Läufers.

,b) Bei einer Bürstenbrückenmaschine

;·,ΐ. Zuleitung des Erregerstromes zu dem an .der- Zwischenerregermaschine angeordneten ' 'Kollektor und mechanischer Antrieb der Bürstenbrücke,

2. mechanischer Antrieb des Kollektors und damit des Magnetfeldes M der Zwischenerregermaschine durch die Läuferwelle,

Die Bürstenbrücke und das Magnetfeld M₁ der Zwischenerregermaschine drehen sich entgegengesetzt dem Läufer.

Der Kollektor sowie die Magnetfelder M der Zwischenerregermaschine und M₂ der Hauptmaschine drehen sich im Sinne des Läufers.

Die Wicklungen der Erregerfelder und der Magnetfelder können auch als Wechselstromwicklungen ausgebildet werden.

Für den Fall, daß die Anordnung der Magnetfelder M, M₁ und M₂ neben den zugehörigen Erregerfeldern A₁ A₁ und A₂ zu unerwünschten Abmessungen führt, können, wie in Abb. 2 dargestellt, die Felder A und M bzw. A₁ und M₁ sowie A₂ und M₂ auch konzentrisch zueinander angeordnet werden.

Claims

Patentansprüche ·.

1. Anwendung der inversen Anordnung von Magnetfeldspulen und Erregerstromzuleitungen nach Patent 615 750 bei synchronen Wechselstrommaschinen für niedrige und veränderliche Betriebsdrehzahlen, bei denen das Magnetfeld in der Umfangsrichtung auf dem Magnetrad wandert und bei denen entweder keine feste Verbindung zwischen dem Anker der Erregermaschine und dem Magnetrad der Hauptmaschine besteht oder keine besondere Erregermaschine vorhanden ist.

2. Synchrone Wechselstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polrad der Erregermaschine bzw. die den Erregerstrom der Magnetfeldwicklung über einen Stromwender zuführende Bürstenbrücke von einem besonderen Motor mit regelbar veränder- licher Drehzahl angetrieben wird.

3. Synchrone Wechselstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polrad der Erregermaschine bzw. die den Erregerstrom der Magnetfeldwicklung, über einen Stromwender zuführende Bürstenbrücke über ein Getriebe

mit regelbar veränderlichem Übersetzungsverhältnis von der Welle der Hauptmaschine angetrieben wird.

4. Synchrone Wechselstrommaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem vom Polrad bzw. von der Bürstenbrücke beeinflußten Magnetfeld (M) und der Ständerwicklung der Hauptmaschine (St) eine Zusatzerregermaschine angeordnet ist, die aus einer feststehenden und einer mit der Läuferwelle umlaufenden Hälfte besteht, wobei beide Hälften je aus einem Erregeranker (A₁ bzw. A₂) und einem räumlich von ihm getrennten Magnetrad (M₁ bzw. M) gebildet sind und die Spulen der beiden Erregeranker (A₁ bzw. A₂) mit entsprechenden Spulen der von ihnen gespeisten Magneträder (M₁ bzw. M₂) invers verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen