DE693097C - Mehrphasennebenschluss-Kommutatormotor mit Staendererregerwicklung - Google Patents

Description

Bei Mehrphasennebenschluß-Kommutatormotoren ist es von Nachteil, daß bei Belastung ein häufig erwünschter Drehzahlabfall fehlt. Es ist auf einfache Weise, wie z. B. bei Gleichstrommotoren, durch Aufbringung einer Haupt- und Nebenschluß erregerwicklung nicht möglich, auch bei Drehstromnebenschlußmotoren Kompoundverhalten zu erzielen. Dies liegt daran, daß das Nebenschlußfeld, da es gewöhnlich von einer konstanten Spannung vorgeschrieben wird, keine . Änderung seiner Größe und Phase durch das Hauptschlußfeld zuläßt. Jeder Hauptschlußerregerstrom, der ein Feld auszubilden versucht, wird in seiner Wirkung durch den sich dementsprechend ändernden Nebenschlußerregerstrom aufgehoben.

Vorliegende Erfindung betrifft nun eine Anordnung, die in einfacher Weise bei Mehr-

ao phasennebenschluß-Kommutatormotoren mit Ständererregerwicklung ein Kompoundverhalten ermöglicht. Dem Kommutatormotor wird dabei einerseits über einen Stromverbraucher, z. B. eine Drosselspule oder einen Kondensator, dessen Leistung ein Vielfaches gegenüber der abgegebenen Erregerleistung' ist, ein von der Belastung unabhängiger Erregerstrom, andererseits mit diesem Erregerstrom in Überlagerung ein von der Belastung abhängiger Erregerstrom· zugeführt. Erfindungsgemäß werden diese beiden Ströme in Parallelschaltung der. regelbaren Primärwicklung eines Stromtransformators zugeführt, dessen Sekundärwicklung die Ständererregerwicklung des Motors speist: Bei dieser Anordnung wird das Nebenschlußfeld nicht durch eine konstante Spannung, sondern durch einen konstanten Strom, den Strom der Drosselspule oder des Kondensators, vorgeschrieben. Dadurch, daß sowohl der Nebenschlußals auch der Hauptschlußerregerstrom durch Stromverbraucher bestimmt werden, deren Leistung groß gegenüber der Erregerleistung des Motors selbst ist, wird erreicht, daß die sich überlagernden Nebenschluß- und Hauptschlußerregerströme sich gegenseitig nicht beeinflussen bzw. stören können.

An sich ist es für die Erregung von in den Sekundär Stromkreis von Asynchronmaschinen zwecks Drehzahlregelung eingeschalteten Kornmutatorhintermaschinen bereits bekannt, zwei Stromtransformatoren sekundär parallel zu schalten, deren Primärwicklungen einerseits in den Primärstromkreis der asynchronen Vordermaschine, andererseits in Reihe mit einer von der Netzspannung gespeisten Drosselspule eingeschaltet sind. Die Sekundärströme dieser beiden Stromtransformatoren speisen dann in Überlagerung und evtl. unter Zwischenschaltung eines Frequenzwandlers die

*) Von dem Patent'sucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Jaroslav Kozisek in Berlin-Charlottenburg und Dipl.-Ing. Hermann Harz in Berlin-Siemensstadt.

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im Läufer oder im Ständer untergebrachte Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine. Demgegenüber ist bei der Erfindung ein gemeinsamer Stromtransformator vorhanden, dessen regelbarer Primärwicklung bereits die beiden einerseits von der Belastung abhängigen, andererseits von der Belastung unabhängigen Erregerströme zugeführt werden. Man erzielt dadurch den Vorteil der leichteren, voneinander unabhängigen Regelbarkeit der beiden Stromkomponenten. Bei der Regelung an der Primärwicklung arbeitet man in der Nähe des Synchronismus mit geringen eingeschalteten Windungszahlen. "5 Bei der Regelung an der Sekundärwicklung, wie sie bei der bekannten Anordnung notwendig ist, müssen umgekehrt in der Nähe des Synchronismus sehr viele Windungen eingeschaltet sein, die im Synchronismus selbst theoretisch auf die Windungszahl unendlich ansteigen müssen. Durch den zwischengesehalteten ,gemeinsamen Stromtnarasformator wird ferner erreicht, daß man für beide Stromkomponenten den vollen Regelbereich des Transformators ausnutzen kann..Da man zumindest für die eine der beiden Erregerstromkomponenten, zweckmäßig der von der Belastung abhängige Erregerstrom, noch einen weiteren, jedoch nicht regelbaren Stromtransformator braucht, so kann man dessen Übersetzungsverhältnis so bemessen, daß an dem regelbaren* Stromtransformator der volle Regelbereich für beide Erregerstromkomponenten ausgenutzt ist, wenn diese Erreger-Stromkomponenten an der Kommutatorhintermaschine die maximale erforderliche Größe besitzen.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. ι ist 5 der Dreh-Stromnebenschlußmotor, z. B. ein Winter-Eichberg-Motor mit feststehenden Bürsten, 6 ist die Ständerkompensationswicklung des Motors und 7 die Ständererregerwicklung. Derartige Nebenschlußmotoren ermöglichen bekanntlich bei konstantem Feld Änderungen der Drehzahl durch Regelung der dem Ankerkreis (Kommutatorwicklung plus Ständerkompensationswicklung) zugeführten Spannung. Zu diesem Zweck wird der Motor von dem Regeltransformator 8 gespeist. Bei konstanter Ankerkreisspannung kann dagegen die ' Drehzahl durch Feldregelung beeinflußt werden. Die Erregerwicklung wird nun von der Sekundärwicklung des Stromtransformators 9 gespeist, dessen regelbarer Primärwicklung drei Ströme zugeführt werden; einmal über den Stufenschalter 10 der Strom der Drosselspule 11 unmittelbar, der lediglich auf die Drehzahl wirken soll; zweitens über den Stufenschalter 12 der Strom des Zusatztransformators 13, der primär ebenfalls vom Drosselspulenstrom durchflossen wird und der sekundär den Transformator 9 mit einem um 90⁰ in der Phase verschobenen Strom speist, der nur den Leistungsfaktor beeinflußt. Die Drosselspule bzw. ein an ihrer Stelle befindlicher anderer Widerstand, z. B. ein Kondensator oder eine Maschine, ist so bemessen, daß ihre Leistung ein Vielfaches der über sie an die Erregerwicklung 7 abgegebenen Leistung ist. Ferner wird der Primärwicklung des Transformators 9 über den Stufenschalter 14 noch der Strom des Kompoündtransformators 15 zugeführt, der primär vom Ankerstrom der Kommutatormaschine durchflössen wird. Durch ihn kommt ein Drehzahlabfall bei Belastung zustande. Alle drei Ströme addieren sich geometrisch in der Primärwicklung des Transformators 9 und haben einen entsprechenden Sekundärstrom zur Folge, der der Erregerwicklung 7 zufließt. Alle drei Ströme können in ihrer Wirkung auf die Erregerwicklung getrennt geregelt werden, wozu jedoch nur die Primärwicklung des Transformators 9 Anzapfungen erhalten muß.

Natürlich kann man auch die Sekundärwicklungen der einzelnen Transformatoren in Parallelschaltung die Erregerwicklung 7 speisen lassen. Falls Regelbarkeit erwünscht ist, 9" müssen dann die Primärwicklungen aller Transformatoren Anzapfungen erhalten.

In der bisher beschriebenen Schaltung müssen die Transformatoren 9, 13, 15 die ganze Erregerleistung des Motors 5 liefern. Man kann sie jedoch wesentlich kleiner halten, wenn man sie von Spannung entlastet, indem man die Erregerwicklung noch von einer geeigneten Spannungsquelle in Reihe speisen läßt, z. B. von der Netzspannung, wie "ob in Fig. ι gestrichelt angedeutet ist. Der Strom in der Erregerwicklung 7 wird alsdann nach Größe und Phase nach wie vor durch die Stromtransformatoren 9, 13, 15 vorgeschrieben, doch brauchen sie nunmehr nur noch die ' Differenzspannung zwischen der Spannung an der Erregerwicklung und der Netzspannung zu liefern. Als Spannungsquelle kann auch der Transformator 8 dienen. Erregerwicklung 7 und Kompensationswicklung 6 können "° in an sich bekannter Weise auch zu einer Wicklung vereinigt werden. Die Sekundärwicklung des Transformators 9 ist dann ,weckmäßig offen auszuführen.

In Fig. 2 ist noch eine ständergespeiste «15 Nebenschlußkommutatormaschine 16 dargestellt, bei der jedoch der Transformator 8 nicht mehr für die volle Leistung des Ankerkreises (Ständer plus Läufer), sondern nur noch für die Läuferschlupf leistung zu be- iao messen ist. Namentlich bei kleinen Regelbereichen ergeben sich dadurch günstigere

Abmessungen für den Transformator. Der Ständer besitzt nur eine Wicklung, in der ■ sich Wirkstrom und Erregerstrom überlagern. Im übrigen ist. die Wirkungsweise dieselbe wie bei der Anordnung nach Fig. i. Daher sind in Fig. 2 auch die gleichen Bezeichnungen 9 bis IS wie in Fig. ι verwendet. Man kann die Drehzahl sowohl durch die Ankerspannung als auch durch Feldänderung beeinflussen. Der Kompoundtransformator 15 ist in die gemeinsame Zuleitung von Ständer und Läufer gelegt, um die Differenz bzw. Summenleistung beider zu erfassen. Man kann ihn jedoch auch nur in. den Ständerkreis

<5 oder nur in den Läuferkreis legen. Auch hier kann man die Erregertransformatoren von Spannung entlasten, wenn man den Erregerkreis, von einer fremden Spannungsquelle in Reihe speisen läßt, z. B. von der Netzspannung, wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist. Man kann dadurch das Erregerzubehör sehr klein halten, zumal wenn die Drehzahlbeeinflussung durch Feldänderung nicht sehr groß ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Mehrphasennebenschluß^Kommutatormotor mit S tänder erregerwicklung, der einerseits über einen Stromverbraucher (z. B. eine Drosselspule oder einen Kondensator), dessen Leistung ein Vielfaches gegenüber der abgegebenen Erregerleistung ist, ein von der Belastung unabhängiger Erregerstrom, andererseits mit diesem Erregerstrom in Überlagerung ein von der Belastung abhängiger Erregerstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese _a beiden Ströme in Parallelschaltung der regelbaren Primärwicklung eines Stromtransformators zugeführt werden, dessen Sekundärwicklung die Ständererregerwicklung speist.
2. 2. Mehrphasennebenschluß-Kommutatormotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Erregerströme liefernden Stromquellen zur Entlastung von Spannung mit geeigneten Spannungsquellen, z. B. mit der Netzspannung, in Reihe geschaltet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen