DE687794C - - Google Patents

Description

Bei Wechselstrom-Kommutatomaschinen läßt sich eine annehmbare Kommutierung nur erreichen, wenn die Stromwendespannung und die Transformatorwendespannung, die beim Kommutieren in den kurzgeschlossenen Windungen der induzierten Wicklung auftreten, kompensiert werden. Zum Aufheben der Stromwendespannung dienen hierbei Wendepole. Es wurde bereits versucht,

die Transformatorwendespannung durch den Wendepolwicklungen parallel geschaltete Ohmsche Widerstände aufzuheben. Dadurch konnte aber nicht in allen Fällen die Transformatorwendespannung restlos aufgehoben

^J5 werden. Es ist auch bekanntgeworden, Ohm- · sehen Widerstand und Drossel parallel zur Wendefeldwfcklung zu schalten. Eine derartige Kombination gewährleistet aber nur beschränkte Regelmöglichkeiten und ist nur bei reichlicher Wendepolwicklung brauchbar. Bisher hat man sich in solchen Fällen mit der hierbei sich ergebenden schlechten Kommutierung abgefunden.

Nach der Erfindung soll die Kommutierung auch in dieser Richtung dadurch verbessert werden, daß den Wendepolwicklungen kapazitive Scheinwiderstände parallel geschaltet werden, die so bemessen sind, daß ein die Stromwendespannung und die Transformatorwendespannung aufhebendes Wendefeld erzeugt wird. Auf diese Weise kann auch unter den ungünstigsten Verhältnissen eine einwandfreie Kommutierung erreicht werden. Während nämlich bei einem gegebenen Motor durch eine Drossel der Radius des Stromkreises nur verkleinert werden kann, kann durch einen Kondensator ohne weiteres dieser Radius vergrößert werden, im Sonderfall sogar 00 gemacht werden. So ergibt sich die Möglichkeit, Transformatorwendespannungen beliebiger Größe aufzuheben. Darüber hinaus wird bei Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung der Materialaufwand für die Wendepolwicklung verringert. Die erfindungsgemäße Kommutierungseinrichtung ist dann besonders wichtig, wenn die Kommutierung bei einer bereits fertigen Maschine mit knapp bemessener Wendepolwicklung verbessert werden soll.

Es ist zwar an sich bekannt, zu einer Wendepolwicklung einen Ohmschen Widerstand und einen Kondensator parallel zu schalten. Dies ist aber in der Absicht geschehen, die durch die Zahnfluktuationen in

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

Dr.-Ing. Friedrich Stier in Berlin-Wilmersdorf.

den Wendepolen erzeugten Feldpulsationen zu unterdrücken. Dieser Zweck erfordert selbstverständlich eine ganz andere Bemessung des Ohmschen Widerstandes und des Kondensators wie im vorliegenden Fall.· Es ist ferner auch bekanntgeworden, bei Reihenschlußmotoren für Wechselstrom oder stark pulsierendem Gleichstrom die Funkenbildung bei der Kommutierung dadurch zu " vermeiden, daß zwei gleichachsige Wendepolwicklungen -vorgesehen werden, von denen die eine im Ankerstromkreis liegt, während die andere über einen Kondensator kurzgeschlossen und von einer Stromquelle mit *5 gleicher Frequenz und mit um 90⁰ el. voreilender Spannung gespeist wird. Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe weitaus einfacher und vorteilhafter, denn bei der bekannten Einrichtung ist eine recht verwickelte Zusammenstellung von mehreren Mitteln, nämlich einer zusätzlichen Wicklung, eines Transformators und eines Kondensators, notwendig. Die Anordnung nach der Erfindung ist aber nicht nur infolge des Wegfalles einer zweiten Wendepolwicklung und eines Transformators wesentlich einfacher, sondern bietet außerdem den großen Vorteil, daß sie nachträglich an jeder Maschine vorgesehen werden kann, ohne daß ein Umbau der Maschinen erforderlich ist.

Bei Maschinen mit Wendepolen und Kompensationswicklung kann der kapazitive Scheinwiderstand zu Wendepol- und Kompensationswicklung gemeinsam parallel geschaltet werden. Auf diese Weise wird der auf den Kondensator entfallende Spannungsabfall größer, so daß mit einer geringeren Kapazität gearbeitet werden kann. Unter Umständen kann es hierbei von Vorteil sein, Wendepol- und Kompensationswicklung vollständig zusammenfallen zu lassen, wodurch zwar eine geringe Veränderung in den Streuungsverhältnissen eintritt, wofür jedoch eine weitere Vereinfachung des Wicklungsaufbaues erreicht ist. Die Kapazität des Kondensators kann noch weiter verkleinert werden, wenn der kapazitive Scheinwiderstand auch noch der Haüptpolwicklung parallel geschaltet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Mit 1 ist in Fig. ι die Ankerwicklung, mit 2 die Wendepolwicklung, mit 3 die Kompensationswicklung, mit 4 die Erregerwicklung einer Einphasenreihenschlußmaschine bezeichnet. stelle den Ohmschen Widerstand und 6 den Kondensator im Parallelzweig zu der Wendepolwicklung 2 dar. In Fig. 2 ist das Diagramm für das Wendefeld angegeben. Mit / ist der Hauptstrom bezeichnet, mit J₂ der Strom in der Wendepolwicklung 2, mit J₅ der Strom im Parallelzweig zu der Wendepolwicklung. Diese Ströme setzen sich nach .einem Dreieck zusammen, wobei / die vektorielle Summe von /₂ und J₅ ist. Aus den Maschinenkonstanten kann in bekannter Weise durch Berechnung oder genauer durch Versuche die erforderliche Größe und Phasenlage des Wendepolstromes zum Hauptstrom festgelegt werden. Hiermit steht fest, wie groß die senkrecht zur Stromrichtung wirksame Komponente, d. h. also die Höhe des Dreiecks senkrecht auf dem Strom/ sein muß, um eine Kompensation der Transformatorwendespannung zu erreichen. Diese Komponente ist mit -j- j b J bezeichnet, wobei b das Verhältnis der Wendepolamperewindungen zum Aufheben der Transformatorenwendespannung zu den gesamten Wendepolamperewindungen ist. Die dieser Komponente entsprechende Mitkomponente ist mit (l-a) J bezeichnet, wobei α das Verhältnis der Differenz der gesamten Amperewindungen und der Amperewindungen zur Erzeugung des richtigen Wendefeldes zu den gesamten Amperewindungen ist. Mit i?₅ ist die Größe des Widerstandes 5 im Parallelzweig bezeichnet. Wenn zu der Wendepolwicklung ein rein Ohmscher Widerstand parallel geschaltet wird, so kann durch verschiedene Bemessung dieses Widerstandes eine verschiedene Verteilung der Teilströme von / auf die Stromzweige 2 und 5 erreicht werden. Hierbei ist der geometrische Ort für den Scheitel des Diagrammdreiecks durch einen Kreis gegeben, wie dieser beispielsweise in Fig. 3 mit k bezeichnet ist, dessen Mittelpunkt M ist. Es ist hierbei ohne weiteres zu ersehen, daß bei beliebiger Veränderung des Widerstandes die Normalkomponente, also die Höhe des Dreiecks, höchstens den durch den Radius des Kreises k bestimmten Wert erreichen kann, und das nur bei einem bestimmten Wert der Mitkomponente. Durch die Hinzufügung von Kondensatoren in den Parallelzweig ist aber die Möglichkeit gegeben, den Kreis beliebig zu verändern (A₁ in Fig. 3 mit Mittelpunkt M₁) und dadurch auch die durch den Versuch bzw. die no Berechnung festgelegten Mit- und Normalkomponenten auf den erforderlichen Wert einzustellen. Hierbei entspricht der Mitkomponente ungefähr derjenige Stromwert, der bei reiner Gleichstrombelastung zu einer einwandfreien Stromwendung erforderlich ist, der Normalkomponente derjenige Stromwert, der in den kurzgeschlossenen Wicklungen Rotationsspannung induziert, die gleich der in den durch die Bürste kurzgeschlossenen Windungen vom Hauptfeld induzierten Transformatorwendespannung ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:
   ι. Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung von Wechselstrom-Kommutatormaschinen. mit Wendepolen, bei denen Scheinwiderstände zur Aufhebung der Stromwende und Transformatorwendespannung zur Wendepolwicklung parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Widerstände aus einer Reihenschaltung eines Ohmschen Widerstandes und einer Kapazität bestehen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Scheinwiderstand zur Wendepol- und Kompensationswicklung gemeinsam parallel geschaltet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Scheinwiderstand zu der Hintereinanderschaltung von Hauptpol-, Wendepol- und Kompensationswicklung parallel geschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen