DE723693C - Stromwendermaschine mit Aufteilung der Stromwendung in Trenn- und Leistungsschaltung - Google Patents

Stromwendermaschine mit Aufteilung der Stromwendung in Trenn- und Leistungsschaltung

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DE723693C
DE723693C DES142897D DES0142897D DE723693C DE 723693 C DE723693 C DE 723693C DE S142897 D DES142897 D DE S142897D DE S0142897 D DES0142897 D DE S0142897D DE 723693 C DE723693 C DE 723693C
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DE
Germany
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commutator
coils
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commuter
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DES142897D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hermann Harz
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/14Circuit arrangements for improvement of commutation, e.g. by use of unidirectionally conductive elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Description

  • Stromwendermaschine mit Aufteilung der Stromwendung in Trenn- und Leistungsschaltung Es ist bereits eine Stromwendermaschine vorgeschlagen worden, bei der die Stromwendung in eine stromlose Trennschaltung an einem Hauptstromwender und eine Leistungsschaltung an einem Hilfsstromwender aufgeteilt ist. Die Aufgabe des Hilfsstromwenders besteht dabei darin, den durch zwei zusammengehörige Bürsten über den Hauptstromwender geleiteten Strom so zu steuern, daß abwechselnd eine der beiden Bürsten stromlos wird und funkenfrei auf den nächsten Stromwendersteg übergeschaltet werden kann. Zugleich verhindern der Hilfsstromwender und die zu ihm gehörenden Schaltumspanner, daß zwei benachbarte Stromwenderstege über die beiden Bürsten kurzgeschlossen werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die beiden Bürsten an je ein Ende eines Sparumspanners angeschlossen sind, an dessen Anzapfungen ein veränderlicher Kontakt (Bürste am Hilfsstromwender) entlang gleitet. Je nach der Stellung dieser Bürste am einen oder anderen Ende oder dazwischen ist bald die eine oder andere Hauptbürste stromlos oder stromführend, oder es verteilt sich der Gesamtstrom in einem bestimmten Verhältnis auf beide Hauptbürsten. Das Steuern des Stromes geschieht zwangsläufig durch den mit dem Hauptstromwender gekuppelten Hilfsstromwender. Wenn auch die Leistung dieses Hilfsstromwenders klein ist und im ungünstigsten Fall nur der Leistung des Wicklungszweiges zwischen zwei Stromwenderstegen entspricht, so findet doch eine fortwährende Leistungsschaltung statt, da ja hier die Stromwendung des Hauptstromwenders vollzogen wird, wenn auch entsprechend der Stegzahl des Hilfsstromwenders in einer Anzahl von Stufen. Die Schaltleistung einer solchen Stufe muß von der Bürste des Hilfsstromwenders aufgenommen werden. Entsprechend der Leistungsfähigkeit der Bürste ist diese Leistung begrenzt, und es tritt auch ein entsprechender Verschleiß der Bürste auf. Vorliegende Erfindung zeigt, wie man diese Nachteile beseitigt, indem man. die Kontaktsteuerung des Stromes der Hauptbürsten durch eine kontaktlos wirkende ersetzt. Die Erfindung besteht darin, daß die Leistungsschaltung durch Schaltdrosselspulen erfolgt, deren Widerstandswert ohne Zuhilfenahme der Sättigung zwischen einem Höchst- und einem Kleinstwert taktmäßig gesteuert wird.
  • Die Erfindung behält die Aufteilung der Stromwendung in Trenn- und Leistungsschaltung bei, desgleichen sind auch die beiden Hauptbürsten für eine Stromwenderzuleitung vorhanden, die über einen Stufenumspanner mit mehreren Anzapfungen miteinander verbunden sind. Die Steuerung der Anzapfungen an diesem Umspanner, durch die der Strom der Hauptbürsten gesteuert wird, erfolgt jedoch kontaktlos auf induktivem Wege. Jeder Anzapfung ist eine Drosselspule mit möglichst kleinem Erregerstrom vorgeschaltet, deren eines Ende an die betreffende Anzapfung des Umspanners angeschlossen ist, während das andere zu einer gemeinsamen Sammelleitung führt, über die der Gesamtstrom der beiden Hauptbürsten fließt. Die Anzapfungen des Umspanners sind demnach über diese Drosselspulen alle parallel geschaltet, ohne besondere Mittel ist jedoch jeder Strom, abgesehen von dem kleinen Erregerstrom, sowohl über die Hauptbürsten als auch über die Anzapfungen des Umspanners gesperrt, da die Drosselspulen einen sehr großenBlindwiderstand darstellen. Bringt- man jedoch eine kurzgeschlossene Spule in den magnetischen Kreis einer Drosselspule, so wird deren Widerstand Null, und es kann Strom von der Sammelleitung über diese Drosselspule und die zugehörige Anzapfung des Umspanners zu den Hauptbürsten fließen. Durch die kurzgeschlossene Spule im magnetischen Kreis verhält sich die Drosselspule wie ein im Zweitkreis kurzgeschlossener Stromwandler, die Spannung an der Erstwicklung verschwindet und die Anordnung wirkt so, als ob die Sammelleitung unmittelbar reit der betreffenden Anzapfung verbunden wäre. Man kann nun der Reihe nach dieKurzschlußspule in die magnetischen Kreise der übrigen Drosselspulen einführen lassen und erreicht dadurch, daß der Betriebsstrom seinen Weg über die jeweils kurzgeschlossene Spule nimmt. Dementsprechend wandert der Strom von der einen Hauptbürste auf die andere und wieder zurück, wenn der Kurzschluß der Spulen im richtigen Takte gesteuert wird. Es sind dann wie früher die Hauptbürsten abwechselnd stromlos und können in diesem Zustand funkenfrei von einem Stromwendersteg auf den anderen übergeschaltet werden. Der Übergang von einer Stufe auf die andere des Hilfsumspanners vollzieht sich in geschlossenen Stromkreisen, die niemals unterbrochen werden und ohne Bürsten arbeiten. Bürstenfeuer finit seinen nachteiligen Wirkungen kann daher in diesen Kreisen gar nicht auftreten.
  • " Die Hauptbürsten sind in dieser Beziehung auch nicht gefährdet, denn einmal ist der Strom bereits auf die andere Bürste abgedrängt worden, wenn die eine Bürste den Stromwendersteg verläßt. Sie führt dann lediglich noch den Erregerstrom des Hilfsumspanners und der Drosselspulen. Aber dieser ist an sich schon klein, weil keine oder nur sehr kleine Luftspalte zu erregen sind. Außerdem kann er noch durch Kondensatoren, z. B. parallel zu den Hauptbürsten, ausgeglichen werden. :Das zwangsläufige Steuern der Drosselspulen erfolgt am besten in einer besonderen Stromwendungsmaschine, bei der die einzelnen Drosselspulen am Ständerumfang verteilt sind. Der Läufer bildet den magnetischen Rückschluß für die einzelnen Spulen und trägt außerdem die Steuerkurzschlußspule bzw. deren mehrere. Die Stromwendungsmaschine bekommt im Aufbau Ähnlichkeit mit einer Hochfrequenzmaschine.
  • Die Änderung des Widerstandswertes der Schaltdrosselspulen kann auch auf andere Weise als durch Einbringen einer Kurzschlußspule herbeigeführt werden. Man kann beispielsweise den magnetischen Leitwert für den Fluß der Schaltdrosselspule stark ändern, indem man die Schaltdrosselspule mit einem Eisenkern ausrüstet, der aus einem festen und einem beweglichen Teil besteht. Wenn der bewegliche Teil sich gegenüber dem festen befindet, so kann sich der magnetische Fluß im wesentlichen im Eisen schließen, und die Drosselspule läßt einen nur sehr geringen Strom durch. Bei Entfernung des beweglichen Teiles steigt der Widerstand für den magnetischen Fluß sehr stark an, und die Schaltdrosselspule läßt einen großen Strom durch. Die bauliche Anordnung kann ähnlich der beschriebenen Anordnung für Kurzsplußspulen sein, nur werden statt Kurzschlußspulen Ankerstücke an dem Eisen der Schaltdrosselspulen vorbeibewegt.
  • Einige Ausführungsbeispiele sollen den Erfindungsgedanken besser erkennen lassen. In Fig. i bedeutet i die Ständerwicklung einer ständergespeisten Drehstromnebenschlußmaschine, deren Läuferwicklung 2 als geschlossene Trommelwicklung ausgeführt und mit sechs gleichmäßig verteilten Anzapfunge,n versehen sei. Diese führen zu sechs Stromwenderstegen I, II, III, IV, V und VI. Der sechsphasige Bürstenträger hat für jede Phase zwei Teilbürsten u1, u2, xi, x2 usw. Die beiden Teilbürsten sind durch je einen Sparumspanner mit Anzapfungen verbunden. Für die, Teilbürsten u1, u2 und x1, x2 sind diese Umspanner mit 3 und 4 bezeichnet. An die Anzapfungen dieser Umspanner ist je eine Drosselspulengruppe 5, 6, 7 und 8, 9, io mit einem Ende angeschlossen, die anderen Enden der Spulen einer Gruppe sind parallel geschaltet und führen über je eine abgehende Leitung ii und 12 zu einem regelbaren Umspanner 13, der durch die Größe seiner Spannung die Drehzahl der Maschine bestimmt. Die Drosselspulen liegen- parallel zu den Sparumspannern 3 und 4 und nehmen bei Leerlauf nur den geringen Erregerstrom auf, der durch Wahl eines kleinen Luftspalts besonders niedrig gehalten werden kann. Ohne besondere Mittel würden sie aber für den Betriebsstrom einen viel zu großen Widerstand darstellen. Nun kann aber eine bewegliche kurzgeschlossene Spule 14 bzw. 15 in den magnetischen Kreis der Spulen einer Gruppe eingebracht werden. In Fig. i sind diese Spulen im magnetischen Kreis der Spulen 5 und 8 angedeutet. Dadurch sinkt der Blindwiderstand dieser Spulen nahezu auf Null, und der Betriebsstrom kann über diese Spulen seinen Weg zu den Teilbürsten u1 bzw. x1 nehmen. In Fig. 2 ist dieser Vorgang für die Drosselspulengruppe der Teilbürsten u1, u2 nochmals dargestellt. Die- Teilbürste u2 ist dabei stromlos. Die Drosselspule 7 liegt an der vollen Spannung des Umspanners 3, die Spule 6 an der halben Spannung. In Fig.3 ist die Steuerkurzschlußspule 14 in den magnetischen Kreis der Spule 6 vorgerückt, die nunmehr induktiv kurzgeschlossen ist und den Betriebsstrom übernimmt, der sich auf beide Teilbürsten gleichmäßig verteilt, die Spulen 5 und 7 sind stromlos. In Fig. 4 schließt die Spule 14 die Spule 7 kurz, und der Betriebsstrom ist damit auf die Teilbürste u2 abgedrängt worden. Die Teilbürste u1 ist stromlos geworden und kann in diesem Zustand vom Stromwendersteg I auf den Steg II gebracht werden. Beide Teilbürsten befinden sich nunmehr auf dem gleichen Stromwendersteg. Indem nun die Kurzschlußspule 14 die magnetischen Kreise der Spulen 7, 6, 5 in Richtung ;., 6, 5 durchläuft, wandert der Betriebsstrom wieder auf die Teilbürste u1, so daß Bürste u2 stromlos wird und auf den nächsten Stromwendersteg weitergeschaltet werden kann. Dabei kann die Spule 14 unmittelbar aus dem magnetischen Kreis der Spule 7 in .den der Spule 5 gebracht werden, da ja die Teilbürsten auf dem gleichen Stromwendersteg sich befinden und am Spannungsteiler 3 keine Spannung liegt. Damit der Betriebsstrom stets zur rechten Zeit von einer Teilbürste auf die andere überwechselt, muß die Kurzschlußspule entsprechend gesteuert werden.«Dies geschieht am besten. in der Weise, daß man die Drosselspulen aller Phasen als Ständerwicklungen einer Stromwendungsmaschine anordnet, die Kurzschlußspulen dagegen auf dem Läufer, den man mit der Hauptmaschine kuppelt. Auf diese Weise wird dann stets der richtige magnetischeKreis gestört und die zugehörige Drosselspule kurzgeschlossen. In Fig. 5 ist diese Stromwendungsmaschine angedeutet. Es sind die Drosselgruppen für alle sechs Phasen eines Ankers mit sechs Bürstenschaltungen dargestellt, mit Bezugszeichen sind jedoch nur die Spannungsteiler und Drosselgruppen der Teilbürsten u1, u2 und x1, x2 versehen, für die die oben gewählten Bezeichnungen beibehalten sind. Die Stellung der Spule 14 gegenüber der Spule 5 entspricht für den dargestellten Fall der Fig. 2 - Der Betriebsstrom geht dabei über die Teilbürsten u1 bzw. x1, vor denen sich gerade die Mitte der Stromwenderstege I bzw. IV befindet. Zum besseren Verständnis der Vorgänge sind der Läufer der Hauptmaschine mit der Läuferwicklung 2 und ihren Anschlußpunkten sowie die Stromwenderstege I bis VI mit in die Figur aufgenommen, wenn es sich auch um zwei räumlich getrennte Maschinen handelt. Drehbar zu denken ist nur der innerste Teil mit den Kurzschlußspulen 14, 15 usw. und der äußere Teil mit der Läuferwicklung 2 und den Stromwenderstegen I bis VI, -während alles andere nicht umläuft. Die Bürste u2 ist stromlos und befindet sich zwischen den Stegen I und VI, desgleichen die Bürste x2 zwischen III und IV. Beim Drehen des Läufers im Sinn des Pfeiles kommt die Kurzschlußspulei4 über Spule6 nach Spule7, und die Spule 7 läßt nunmehr den vollen Betriebsstrom nach der Bürste u2, der jetzt der Mitte des Stromwendersteges I gegenübersteht. Die Bürste u1 ist dagegen nunmehr stromlos und befindet sich zwischen den Stegen I und II. Ihre beiden Ströme sind gleich, und der Spannungsteiler3 verhindert mit denDrosselspulen 5, 6, 7 einen Kurzschluß zwischen beiden Stegen. Der gleiche Vorgang spielt sich auch für die übrigen Phasen ab. Verläßt eineKurzschlußspule den Bereich einerPhase, so tritt zugleich die nachfolgende neu in diesenBereich ein, so daß die richtigeReihenfolge der Schaltvorgänge gesichert ist. Der Luftspalt zwischen Ständer und Läufer der Stromwendungsmaschine richtet sich danach, welche magnetische Energie man für die Drosselspulen zulassen will. Im allgemeinen wird man bestrebt sein, diese so klein wie möglich zu halten und daher den Luftspalt klein ausführen. Man kann ihn auch so ausführen, daß er zu beiden Seiten der Kurzschlußspule plötzlich mit einem großen Wert beginnt, der dann allmählich in einen Kleinstwert übergeht. Man gewinnt auf diese Weise Übergangswerte für den Widerstand der Drossel zwischen ihrem Kurzschlußwert und ihrem Leerlaufwert. Für den gleichen Zweck ist es auch vorteilhaft, wenn die Kurzschlußspule als verteilte Wicklung mit in Reihe geschalteten Windungen ausgeführt wird. Uni zu verhindern, daß der Erregerstrom des Spannungsteilers und der Schaltdrosseln von den Teilbürsten unterbrochen werden muß, empfiehlt es sich, zwischen die Teilbürsten Kondensatoren 16 zu schalten, wie bei der Drosselspulengruppe vor dem Stromwendersteg II in Fig. 5 angedeutet ist. Um sowohl den Anstieg als auch das Verschwinden des Stromes in den durch die Kurzschlußwicklungen gesteuerten Drosselspulen zu beschleunigen, kann vor jede Drosselspule noch ein Kondensator 17, 18, i9 geschaltet werden, wie in Fig. 5 ebenfalls angedeutet ist. Unter Umständen können diese Kondensatoren als Elektrolytkondensatoren ausgeführt werden.
  • Die Schaltdrosselspulen 5, 6, 6a und 7 können durch entsprechende Wahl ihrer Windungszahlen so ausgeführt werden, daß sie alle den gleichen Fluß führen, der beim Vorbeiwandern der Kurzschlußspule 14 aus einer der Spulen verschwindet und auf eine andere übergeht. Im Mittel bleibt dabei- die Summe aller Spulenflüsse konstant. 1Ian kann dies dazu benützen, um den Wechsel des Flusses aus einer Spule in die andere zu erleichtern, indem man alle Spulen durch eine gemeinsame Wicklung umschließt, die an die Teilbürsten angeschlossen ist. Sie wird dann stets bestrebt sein, den Fluß aufrechtzuerhalten, der der Spannung zwischen den Teilbürsten entspricht, und dadurch jede unerwünschte Flußänderung verhindern. Sie wirkt als gute Dämpfung beim Hinüberwechseln der einzelnen Teilflüsse. In Fig. 5 ist diese Wicklung, die die ganze Drosselspulengruppe _;, 6, 6a und 7 umfaßt und an die beiden Teilbürsten acl und u2 angeschlossen ist, durch zwei Kreise 2o und a1 angedeutet. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, diese Wicklung auch als Spannungsteiler zu benutzen, an die die Drosselspulen 5 bis 7 anzuschließen wären. Der Spannungsteiler 3 könnte dann wegfallen. Diese Wicklung kann auch als Erregerwicklung für alle Drosselspulen der zugehörigen Gruppe aufgefaßt «-erden. Zusammen mit den Erregerwicklungen der anderen Gruppen kommt in der Maschine ein richtiges Drehfeld zustande.
  • Die Einzeldrosselspulen 5 bis 7 können in der Weise zustande kommen, daß die Wicklungen um je einen Ständerzahn geführt werden, die Erregerwicklung umfaßt dann eine ganze Gruppe solcher Zähne. Die Maschine ähnelt damit im Aufbau einer Hochfrequenzniaschine. Es ist auch möglich, die Kurzschlußspulen im Läufer so zu gestalten, daß jeweils zwei Drosselspulen im Ständer kurzgeschlossen werden. Dies wirkt sich dann so aus, daß beim Vorbeiführen an den Kurzschlußspulen immer mindestens eine Drosselspule einer Gruppe im Ständer voll kurzgeschlossen bleibt, durch die der Betriebsstrom den bequemsten Weg findet. Sind durch die Kurzschlußspulen zwei Drosselspulen kurzgeschlossen, so kann sich der Betriebsstrom auf beide verteilen, aber trotzdem kann sich kein Ausgleichstrom zwischen den zugehörigen Anzapfungen der beiden Drosselspulen ausbilden, wie aus Fig.6 hervorgeht. Die Kurzschlußspule 14 ist hierbei so breit gehalten, daß sie zwei Drosselspulen im Ständer 5 und 6_ kurzschließt. Ein Ausgleichstrom, der von der Anzapfung 3, nach 3b, fließen will, kann in beidenDrosselspulen den vollen Fluß erzeugen, der der Spannung zwischen den Anzapfungen 3u und 3b das Gleichgewicht hält. Dieser Fluß durchsetzt z. B. die Spule 5 von links nach rechts und die Spule 6 von rechts nach links, wie durch einen Pfeil angedeutet ist. Dieser Fluß wird durch die Kurzschlußspule 14 nicht abgedämpft, da er sie gleichzeitig nach beiden Richtungen durchsetzt und daher keine Flußänderungen in ihr verursacht. Die Breite der Kurzschlußspule 14 bestimmt die Überdeckung ähnlich wie die Breite der Kohlebürste am üblichen Stromwender. Die Kurzschlußspule kann auch für eine mehr als zweifache Überdeckung bemessen sein. Auch wenn die Kurzschlußspule nur für einfache Überdecikung bemessen ist, kann sich in der Zwischenstellung der Spule 14 zwischen zwei Ständerspulen ein Fluß ausbilden, der einen Kurzschluß der Spannung zwischen den beiden Anzapfungen 3d und 3b in Fig.6 verhindert. Es verursacht dann lediglich der Betriebsstrom in den beiden nicht völlig kurzgeschlossenen Spulen einen etwas größeren Spannungsabfall als im völlig kurzgeschlossenen Zustand. Die Schaltdrosselspule mit induktiv gesteuertem Kurzschluß verhält sich demnach wie eine Bürste mit kleinem Längswiderstand und großem Querwiderstand. Der Zeitpunkt, zu dem die umlaufenden Kurzschlußspulen den Kurzschluß der einzelnen Schaltdrosseln und dessen Aufheben bewirken, bestimmt den richtigen Wechsel des Betriebsstromes von einer auf die andere Bürste. Man kann nun diesen Zeitpunkt, zu dem die einzelnen Drosselspulen angeschlagen werden, willkürlich verstellen, z. B. durch Verdrehen des Ständers. Man kann auf diese Weise bewirken, daß mit zunehmender Belastung der Kurzschluß für die ablaufende Bürste früher aufgehoben wird, so daß dem größeren Strom mehr Zeit zur Verfügung steht, aus der Spule zu verschwinden, als dem Strom, der einer kleineren Belastung entspricht. Für die auflaufende Bürste bedeutet dies dann eine Vorverlegung der Stromübernahme, die aber weiter nicht stört. Man kann diese Verdrehung, die auch an der Bürstenbrücke für die Hauptbürsten erfolgen kann, selbsttätig vom Belastungsstrom bewirken lassen, der z. B. entgegen einer Federkraft den Ständer der Stromwendungsmaschine . oder die Bürstenbrücke der Hauptmaschine verstellt.
  • Grundsätzlich kann man die kurzschlußgesteuerten Schaltdrosseln auch verwenden, wenn die Hauptmaschine mit Gleichstrom betrieben wird. Da es sich um ein fortwährendes Hinüberwechseln des Betriebsstromes von einer Teilbürste auf die andere und umgekehrt handelt, wobei der Strom beim Hinüberwechseln taktmäßig gesteuerte, veränderliche Blindwiderstände vorfindet, ist ein richtiges Arbeiten der Drosselgruppen auch hierbei erzielbar. Man wird jedoch die Anordnung hierbei zweckmäßig so treffen, daß der eine Teil der Bürsten, z. B. u1, x1, nur die ungeraden Stromwenderstege berührt, der andere Teil, u2, x2, dagegen die geradzahligen. Beide Gruppen von Stromwenderstegen sind gegeneinander versetzt und überlappen sich, wie es Fig. 7 zeigt. Der Stromwendersteg VI hat gegenüber I ein höheres Potential, dieser wieder gegenüber II ein höheres. Solange die Bürste u2 auf VI steht, geht ein Erregerstrom von der Bürste u2 zur Bürste u1, der den Spannungsteiler 3 und die Drosselspulen 5 bis 7 entsprechend erregt. Befindet sich dagegen die Bürste u2 auf dem Stromwendersteg II und ui noch auf I, so ist der Stromlauf umgekehrt, und die Schaltdrosseln werden im entgegengesetzten Sinn erregt. Die Drosseln arbeiten demnach mit Wechselflüssen, wodurch das Steuern des Betriebsstromes mit Hilfe der Kurzschlußspulen 1q. und 15 sehr erleichtert wird. Entsprechend der Speisung mit Gleichstrom wird gegenüber Fig. 5 nur der Bürstensatz einer Phase benötigt.
  • Es sind Stromwendermaschinen für Gleichstrom und Gleichrichteranordnungen mit umlaufendem Schaltstromwender bekannt, bei denen das Überschalten von einem Stromwendersteg auf den anderen tnit Hilfe. von Trockengleichrichtern oder mit hochgesättigten Drosselspulen erfolgt. Gegenüber diesen bekannten Anordnungen mit Gleichstrom bietet die vorliegende Lösung den Vorteil, Saß nach beiden Seiten sowohl motorisch als auch generatorisch gearbeitet- werden kann. Gegenüber den mit Sättigung arbeitenden Drosseln besteht der Vorteil, daß nicht mit Sättigung gearbeitet wird. Wenn die gesättigten Drosseln den vollen Betriebsstrom führen, haben sie die größte Sättigung und die größte Energie, die alsdann wieder abgebaut werden muß. Die Drosseln im vorliegenden Fall haben dagegen beim vollen Strom überhaupt kein Feld und keine Energie aufgespeichert. Sie sind dadurch beim Aufheben des ' induktiven Kurzschlusses in der Lage, vom noch durchfließenden Strom Energie zu speichern und durch die entstehende Spannung der Selbstinduktion den Strom schnellstens in den nunmehr kurzgeschlossenen Parallelweg abzudrängen. Da die Größe der entstehenden Selbstinduktionsspannung dem Strom bei gleichen Stromänderungszeiten verhältnisgleich ist, bestehen für alle Belastungszustände gleich günstige Stromwendungsverhältnisse. Die Grenze, durch Nebeneinflüsse bedingt, wird wesentlich später erreicht als bei mit Sättigung arbeitenden Drosselspulen.
  • Statt die Bürsten unmittelbar durch einen Sparumspanner zu überbrücken, kann dies auch mittelbar über zwei weitere Umspanner geschehen. Die Erstwicklungen sind an den Sparumspanner anzuschließen. Man wird auf diese Weise von den Strom- und Spannungsverhältnissen im Hauptstromkreis unabhängig. Mit den angegebenen Lösungen erhält man Stromwendermaschinen für Gleich-oder Wechselstrom, die sich in ihrem Verhalten von den Maschinen bekannter Bauart nicht unterscheiden, die aber in bezug auf die ausführbare Leistung nicht den Beschränkungen unterworfen sind wie diese. Weder die Flußwechselspannung noch die Stromwenderspannung können unerwünschte Funkenbildung verursachen, da sie niemals durch die Bürsten kurzgeschlossene Stromwenderstege vorfinden. Damit rückt die Leistungsgrenze bis zu der für Asynchronmaschinen geltenden hinauf. Der Gedanke, wiederkehrende Schaltvorgänge durch Drosselspulen mit umlaufenden Kurzschlußspulen zu steuern, bleibt nicht auf das vorgenannte Anwendungsgebiet beschränkt, sondern läßt noch zahlreiche andere Möglichkeiten zu.

Claims (13)

  1. PATENTANSPRÜCHE: r. Stromwenderrnaschine mit Aufteilung der Stromwendung in Trenn- und Leistungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsschaltung durch Schaltdrosselspulen erfolgt, deren. Widerstandswert ohne Zuhilfenahme der Sättigung zwischen einem Höchst- und einem Kleinstwert taktmäßig gesteuert wird.
  2. 2. Stromwendermaschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Drosselspulen durch Kurzschlußspulen erfolgt, die wechselweise in den magnetischen Kreis der Drosselspulen eingebracht und wieder daraus entfernt werden.
  3. 3. Strornwendermaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung für jede Phase des Stromwenders durch zwei Teilbürsten erfolgt, die unmittelbar oder mittelbar über je eine Drosselspule von einer gemeinsamen Zuleitung gespeist, durch die Steuerung der Drosselspulen abwechselnd stromführend bzw. stromlos werden und im stromlosen Zustand von einem Stromwendersteg auf den nächsten auflaufen. d..
  4. Stromwendermaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilbürsten durch einen Spannungsteiler oder Sparumspanner unmittelbar oder mittelbar überbrückt sind, von dessen Anzapfungen zu der gemeinsamen Strornzuführung Schaltdrosselspulen führen, die z. B. durch die Kurzschlußspulen taktmäßig gesteuert werden und einen allmählichen Übergang des Stromes von einer Teilbürste auf die andere gewährleisten.
  5. 5. Stromwendermaschine nach Anspruch i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdrosselspulen als Wicklungen im Ständer einer Maschine (Stromwendungsmaschine) untergebracht sind und durch im Läufer angebrachte umlaufende Kurzschlußspulen gesteuert werden.
  6. 6. Stromwendermaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die richtige Steuerung der Schaltdrosselspulen durch zwangsläufige Kupplung der Stromwendungsmaschine mit der Stromwendermaschine (Hauptmaschine) erfolgt.
  7. 7. Stromwendermaschine nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer Phase gehörenden Schaltdrosselspulen von einer gemeinsamen Wicklung (Erregerwicklung) umfaßt werden, die an die beiden Teilbürsten einer Phase angeschlossen ist. B.
  8. Stromwendermaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung mit Anzapfungen versehen ist und als Spannungsteiler wirkt. g.
  9. Stromwendermaschine nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwenderstege in Umfangsrichtung aufeinanderfolgen und die Teilbürsten ebenfalls in Umfangsrichtung um eine halbe Stegteilung versetzt angeordnet sind. 1o.
  10. Stromwendermaschine nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß von den Stromwenderstegen die geradzahligen und die ungeradzahligen für sich in Umfangsrichtung aufeinanderfolgen und von je einer der Teilbürsten, die axial versetzt sind, bestrichen werden, wobei entweder die Teilbürsten oder die Stromwenderstege der beiden Abteilungen um eine halbe Stegteilung gegeneinander versetzt sind. i i.
  11. Stromwendermaschine nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Teilbürsten bzw. parallel zu den Schaldrosselspulen Kondensatoren geschaltet sind.
  12. 12. Stromw endermaschine nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit jeder Schaltdrosselspule Kondensatoren geschaltet sind.
  13. 13. Stromwendermaschine nach Anspruch ii und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren als Elektrolytkondensatoren ausgeführt sind. 1d.. Stromwendermaschine nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Kurzschlußspulen so bemessen wird, daß sie je nach Bedarf eine bis mehrere Ständerspulen einer Gruppe kurzschließen.
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