DE706802C - Einrichtung zur Vermeidung unstabiler Betriebszustaende bei Umformer-oder Generatormetadynen in Achterschaltung - Google Patents

Description

Bei Umformer- oder Generatormetadynen, deren Belastung in zwei Gruppen aufgeteilt ist, sind zwei getrennte sekundäre Stromkreise vorhanden, da jede Gruppe für sich an eine primäre und eine sekundäre Bürste angeschlossen ist. Bei dieser Anordnung, die bekanntlich mit Achterschaltung bezeichnet wird (vgl. z.B. Patent 571366), entstehen sehr leicht unstabile Bstriebszustände, d. h.

to Pendelerscheinungen und Kommutierungsschwierigkeiten, wie sie auch bei gewöhnlichen Gleichstrommaschinen mit Wendepolen beobachtet wurden und frühzeitig zu entsprechenden Untersuchungen von W. S i e b e r t und K.W.Wagner führten (vgl. ETZ 1906, S· 533, 1907,8.286). Die Ursachen dieser Störungen sind zusätzlich auftretende Gleichoder Wechselströme, die eine beträchtliche Größe annehmen können und in der Schaltung der Metadyne oder der Anordnung der Wendepole selbst begründet sind. Diese meist als Wechselströme auftretenden zusätzlichen Ströme überlagern sich dem Betriebsgleichstrom und verhindern eine ordnungs- gemäße Stromwendung der Metadyne.

Zur Verbesserung der Stromwendung von Metadynen hat man schon auf den Wendepolen mehrere Wicklungen angeordnet, die teils vom Primärstrom, teils vom Sekundärstrom gespeist werden. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Wendepolwicklungen in dem Stromkreis der Achterschaltung derart anzuordnen, daß die Wendepole gleichmäßig erregt werden und in einem oder in beiden Belastungsstromkreisen Stabilisierungswicklungen vorzusehen, die auf einem von zwei gegenüberliegenden Teilpolen oder auf beiden gegenüberliegenden Teilpolen aufgebracht sind. Die Stabilisierungswicklungen, die man in geeigneter Weise auf mehreren oder auf sämtlichen Polen der Metadyne anordnen kann und die von dem primären oder sekundären Strom oder von beiden Strömen gespeist werden, induzieren zwischen den entsprechenden Bürsten EMKe, die der periodisehen Änderung der zusätzlich auftretenden Ströme entgegenwirken.

In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht.

In Abb. i, die eine bekannte Anordnung darstellt, ist der Läufer einer Umformermetadyne mit 1, der Ständer mit 2 bezeichnet. Die Primärbürsten a, c liegen an der annähernd konstanten Spannung einer Gleich-Stromquelle L und E. Die Sekundärbürsten sind mit b,d bezeichnet und die Motoren M₁ und M₂ in der bekannten Achterschaltung angeordnet, wobei der Motor M₁ zwischen die Primärbürste« und die Sekundärbürste δ und der Motor M₂ zwischen die Primärbürste c und die Sekundärbürste d geschältet ist.

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Der Ständer besitzt vier Polvorsprünge A, D, C, D. Λ und D bilden den einen primären, B und C den anderen primären Pol. Der diese Pole durchsetzende Fluß wird von dem in der Läufenvicklung von der Bürste« zu der Bürste c fließenden primären Strom erzeugt und induziert einerseits in dem zwischen zwei benachbarten Bürsten liegenden Ankerwicklungsabschnitt, andererseits in dem zwi- «o sehen den beiden diametral angeordneten Bürsten liegenden Ankerwicklungsabschnitt eine EMK. Die Polvorsprünge A und B bilden den einen sekundären, C und D den anderen sekundären Pol für den magnetischen Fluß, '5 der von dem in der Läuferwicklung von der Bürste b zu der Bürste d fließenden sekundären Strom erzeugt wird. Die Erregerspulen für die Wendepole werden hierbei von dem Strom durchflossen, der von den jeweils unter den Wendepolen stehenden Bürsten geliefert wird. Der. Wendepol A₁ erhält seine Erregung von einer einzigen WicklungA, die an der Bürste« liegt. Der Stromverlauf in den die Achterschaltung kennzeichnenden Belastungsstromkreisen ist folgender: Von der Primärbürste α fließt der Strom durch die Wendepolspule -A₂, den Motor M₁ und die Wendepolspule B₂ zu der Bürste b. Der Strom in dem zweiten Kreis durchfließt entsprechenderweise den Motor Λί₂ und die Wendepolspulen D₂ und C₂. Diese Anordnung der Wendepole und der Belastungskreise bewirkt infolge der auftretenden obenerwähnten störenden Ströme, die sich dem Betriebsgleichstrom überlagern, Schwierigkeiten, die die Stromwendung beeinträchtigen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, können erfindungsgemäß alle Wendepolspulen A₂, B₂, C₂, D₂ in einem der beiden Belastungskreise liegen, z. B. nach Abb. 2 in dem Kreis, in dem der MoIOrZW₁ geschaltet ist. Der Motor Al₂ ist dabei unmittelbar an die Bürsten c und d angeschlossen.

Bei der Anordnung nach Abb. 3 werden die beiden primären Wendepol spulen A₂ und C₂ z. B. in den Belastungskreis mit dem Motor/!/, gelegt und die beiden sekundären Wendepolspulen B₂ und D₂ in den Kreis, in welchem der Motor Ah liegt.

Eine weitere Möglichkeit, diese erwähnten störenden Ströme zu vermeiden, ist bei der Anordnung nach Abb. 4 verwirklicht. Die Wicklung eines jeden Wendepols besteht aus zwei gleichen getrennten Spulenteilen, die in verschiedenen Kreisen des sekundären Stromkreises liegen. In diesem Falle fließt der Primärstrom von einer Primärbürste erst durch eine auf dem ihr zugeordneten Wende- *>o pol angeordnete Spule und dann durch eine Teilspule des der anderen Primärbürste zugeordneten Wendepols. Für die anderen Bürsten ist dieselbe Anordnung getroffen, so daß jeder Wendepol gleichmäßig erregt wird, und zwar von Strömen beider Belastungskreise. In dem den Motor/W₁ enthaltenden Kreis liegt also der Spulenteil A_% des primären Wendepols A₁ und der Spulenteil C₄ des primären Wendepols C₁, ferner der Spulenteil D₃ des sekundären Wendepols D₁ und der Spulenteil ß₄ des sekundären Wendepols B₁. In dem zweiten Belastungskreis liegen, ebenfalls auf alle vier Wendepole verteilt, die Spulenteile (C₃ und A₁ sowie die Spulenteile B₃ und D₁.

Unabhängig von der Maßnahme, die Wendepole gleichmäßig zu erregen, ist es zur weiteren Verbesserung der Stromwendung zweckmäßig, auf den Hauptpolen Stabilisierungswicklungen anzuordnen und so zu erregen, daß die primären Stabilisierungswicklungen, die an den Primärbürsten liegen, an diesen eine Gegen-EMK erzeugen, während die sekundären Stabilisierungswicklungen, die an den Sekundärbürsten liegen, an diesen eine Gegen-EMK erzeugen.

Zur Vereinfachung der Ausführungsbeispiele sind in den folgenden Abbildungen die Wendepole nicht dargestellt. Die Wendepolwicklungen können entsprechend den An-Ordnungen nach Abb. 2, 3 und 4 vorgesehen werden.

Bei der Anordnung nach Abb. 5 sind eine primäre und eine sekundäre Stabilisierungswicklung vorgesehen und in den Belastungs- kreis mit dem MOtOrZJi₁ geschaltet. Die primäre Wicklung/³W₁, die auf dem Polvorsprung A angeordnet ist, wird von dem über die Primärbürste ff fließenden Strom erregt, während die sekundäre Wicklung SW₁ auf «oo dem Polvorsprung C angeordnet ist und von dem über die Sekundärbürste b fließenden Strom erregt wird. Bei dieser Anordnung sind die Wicklungen PW₁ und 5W₁ auf zwei diametral gegenüberliegenden Polvorsprüngen 10s vorgesehen. Man kann diese Wicklungen aber auch, wie das aus Abb. 6 hervorgeht, auf nur einem Polvorsprung aufbringen, nämlich auf dem, der zwischen denjenigen Bürsten liegt, an denen der die Stabilisierungswick- "o lungen enthaltende Belastungskreis angeschlossen ist oder auf dem entsprechenden, diametral gegenüberliegenden Polvorsprung. Die Anordnung nach Abb. 7 besitzt zwei primäre Stabilisierungswicklungen PW₁ und PW₂ und zwei sekundäre Stabilisierungswicklungen SW₁ und 5W₂, die auf den diametral gegenüberliegenden Polvorsprüngen C, A angeordnet und in den Belastungskreis des

OtOrSzW₁ geschaltet sind. Selbstverständlieh können diese Wicklungen auch in den anderen Belastungskreis mit dem Motor M₂

geschaltet werden. Die Stabilisierungswicklungen auf zwei gegenüberliegenden Polvorsprüngen sollen jedoch vorzugsweise in einem der beiden Kreise liegen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 8 liegen die Stabilisierungswicklungen PW₁ und 5W₁ in dem Kreis des Motors^ und sind auf dem Polvorsprung A aufgebracht, während die Wicklungen PW₃ und 5W₃ in dem

ίο Kreis des Motors M₂ liegen und auf den beiden anderen gegenüberliegenden Polvorsprüngen B und D angeordnet sind.

In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 9 sind auf allen Polvorsprüngen primäre und sekundäre Stabilisierungswicklungen vorgesehen. Der Motor M₁ ist zwischen die Bürsten//, d und der Motor M₂ zwischen die Bürsten b, c geschaltet. Diese Anordnung kann als Achter-Links-Schaltung bezeichnet

ao werden. Entsprechend werden die Anordnungen nach den Abb. 5 bis 8 mit Achter-Rechts-Schaltung bezeichnet. Wird z. B. den als Motoren wirkenden Maschinen in einer Achter-Rechts-Schaltung Energie zugeführt, so

as werden diese bei einer Umschaltung auf die Achter-Links-Schaltung als Generatoren wirken und durch die Metadyne Energie in das NetzZ.£ zurückschicken. Die mit dem Motor^ in einem Stromkreis liegenden pri- mären Stabilisierungswicklungen PW₁ und PW₂ sind mit den sekundären Stabilisierungswicklungen 5W₁ und 5W₂ in Reihe geschaltet und in dem gleichen Kreis und auch auf denselben Polvorsprüngen B, D angeordnet. Andererseits sitzen die primären Stabilisierungswicklungen PW₃ und PW4 mit den in dem Stromkreis des Motors M₂ liegenden sekundären Stabilisierungswicklungen SW₃ und 5W₄ auf denselben Polvorsprüngen, A, C.

Werden nur primäre oder nur sekundäre Stabilisierungswicklungen vorgesehen, so können sie sowohl in einem als auch in beiden Belastungskneisen liegen, vorausgesetzt, daß alle einem Kreis zugehörigen Wicklungen nur auf einem oder auf gegenüberliegenden Polvorsprüngen angeordnet sind.

Die Abb. 10 veranschaulicht als weiteres Ausführungsbeispiel eine Anordnung, die nur sekundäre Stabilisierungswicklungen enthält.

Die Wicklungen 5W₁ und 5W₃ liegen in dem Stromkreis des Motors^ bzw. M₂ und sind auf dem Polvorsprung A bzw. ,D angeordnet. In der Anordnung nach Abb. 11 sind primäre Stabilisierungswicklungen auf allen Polvorsprüngen vorgesehen. Die auf den einander gegenüberliegenden Polvorsprüngen A, C bzw. B, D angebrachten Wicklungen werden in die Schleifen mit den Motoren M₁ bzw. M₂ eingeschaltet. Sekundäre Stabilisierungswicklungen sind nur auf den Polvor-Sprüngen A, D' angeordnet. Die Wicklungen auf dem Polvorsprung D liegen in dem Stromkreis des Motors Al₂, diejenigen auf dem Polvorsprung A in dem Stromkreis des Motors M₁.

Die in den Abbildungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele der Metadyne besitzen vier Polvorsprünge und bewickelte Anker mit zweipoligen Wicklungen und werden als Einkreismetadynen bezeichnet. Selbstverständlich kann die Erfindung auch für Mehrkreismetadynen, d. h. für Metadynen mit einem Anker mit einer 2/z-poligen Wicklung (»> 1) und mit der entsprechenden Zahl von Polvorsprüngen und Bürsten- bzw. Bürstenbolzen Verwendung finden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Vermeidung unstabiler Betriebszustände bei Umformeroder Generatormetadynen in Achterschaltung mit teils vom Primärstrom, teils vom Sekundärstrom durchflossenen Wendepolwicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendepolwicklungen derart in dem Stromkreis der Achterschaltung angeordnet sind, daß die Wendepols gleichmäßig erregt werden und daß in einem oder in beiden Bielastungsstromkreisen Stabilisierungswicklungen vorgesehen sind, die auf einem von zwei gegenüberliegenden 9c Teilpolen oder auf beiden gegenüberliegenden Teilpolen angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wendepole (A₁, B₁, C₁, D₁) von dem Strom eines einzigen Belastungskreises erregt werden (Abb. 2).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den primären Bürsten (a, c) zugeordneten Wendepole (A₁, C₁) von dem Strom des einen Kreises und die den sekundären Bürsten zugeordneten Wendepole (B₁, D₁) von dem Strom des anderen Kreises erregt werden (Abb. 3).

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wendepol (A₁, B₁, C₁, D₁) von den Strömen der beiden Belastungskreise erregt wird (Abb. 4).

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf benachbarten ausgeprägten Polen angeordneten Stabilisierungswicklungen in beiden Belastungsstromkreisen liegen (Abb. 8 bis 11).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen