DE84855C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. November 1894 ab.

In dem Patent Nr. 76814 ist eine Anordnung" angegeben, die erlaubt, den synchronen Gang eines Wechselstrommotors herbeizuführen und aufrecht zu erhalten. Diese Anordnung besteht darin, zu den inducirenden Stromkreisen des Wechselstrommotors einen in sich geschlossenen Dämpfungsstromkreis hinzuzufügen, der in beliebiger Weise, jedoch so angeordnet ist, daß er von den durch den Anker erzeugten Kraftlinien durchschnitten wird. Diese Anordnung läuft nach dem, was in dem genannten Patente dargelegt ist, darauf hinaus, über der Wechselstrommaschine, die von der Wechselstrom erzeugenden oder damit gespeisten Ringwickelung (Anker) und von dem mit Gleichstrom gespeisten Feldmagneten gebildet ist, einen asynchronen Motor zu lagern, der von derselben Ringwickelung und von dem gesammten in sich geschlossenen Stromkreis gebildet ist. Die Wirkung des asynchronen Motors wird nur dann bemerkbar, wenn der synchrone Gang aufgehoben ist.

Die Ringwickelung der Maschine ist also genö-thigt, zwei verschiedene Verrichtungen (functions) auszuführen; nun kann es aber in gewissen Fällen vortheilhaft sein, diese Verrichtungen zu trennen und sie von zwei besonderen Organen vollziehen zu lassen.

Diese Anordnung ist es, welche den Gegenstand dieser Erfindung" bildet.

Sie hat den Vortheil, daß jedem der beiden Organe die Abmessungen gegeben werden können, die für die von ihnen zu vollziehenden Verrichtungen die passendsten sind.

Angenommen, es handle sich z. B. um einen synchronen Motor, der plötzliche und augenblickliche Ueberlastungen erleide; es mußdann, damit das treibende Kräftepaar stets dem widerstehenden Kräftepaar gleich bleiben könne, der Coefficient der Selbstinduction des Ankers im Verhältniß zu dessen Widerstand sehr klein sein oder mit anderen Worten sein Stromkreis so wenig" Kupfer als möglich enthalten.

Wenn die Belastungen und Entlastungen des Motors rasch auf einander folgen, so wird er der Sitz von schwingenden Bewegungen, die sich auf Kosten seiner Drehbewegung geltend machen und die, indem sie an Weite allmälig zunehmen, das Bestreben haben, seine Desynchronisation herbeizuführen. Es wäre alsdann nöthig, daß der Anker viel Draht hätte, um auf die ihn umgebenden Dämpfungsstromkreise energisch zurückzuwirken.

Allen diesen zu verwirklichenden Bedingungen wird Genüge gethan, wenn man auf derselben Welle zwei Motoren anordnet, einen synchronen und einen asynchronen, von denen jeder eine besondere Ring\vickelung hat.

Die Ringwickelung (der Anker) des synchronen Motors ist sehr leicht zu halten, aber der Wirkung kräftiger Feldmagnete auszusetzen. Die Ringwickelung (der Feldmagnet) des asynchronen Motors ist dagegen sehr

(2. Auflage, ausgegeben am 12. Mai igo$.)

stark zu machen, und er hat auf inducirte Stromkreise zurückzuwirken, die in sich geschlossen und sehr leitend sind.

Trotz der Anwendung eines besonderen asynchronen Motors ist es immer von Vortheil, den synchronen Motor mit Dämpfungsstromkreisen auszustatten; denn hierdurch wird sein Gang nur verbessert.

Die so gekuppelten Ringwickelungen der synchronen und der asynchronen Maschine werden im Nebenschluß zwischen die Klemmen der Elektricitätsquelle geschaltet, die das System speist, wenn es als Empfangsmaschine arbeiten soll, oder die von dem System gespeist wird, wenn es als Erzeugermaschine arbeiten soll.

Die soeben beschriebene Anordnung soll besonders dort ange\vendet werden, wo man einen Wechselstrom mittelst eines durch einen synchronen Motor bewegten Stromwenders gleichrichten will. Die Theorie zeigt und die Erfahrung hat bestätigt, daß man nämlich die Stellung der Bürsten des Stromwenders eines derartigen Apparates von diesen Arbeitsbedingungen durchaus unabhängig machen kann, wenn man diesen Stromwender mittelst eines synchronen Motors bewegt, der mit sehr leitenden Dämpfungsstromkreisen ausgerüstet ist, und der einen sehr leichten Anker hat, welcher der Einwirkung eines sehr kräftigen Feldmagneten ausgesetzt ist.

Aus diesem Grunde ist auf der beiliegenden Zeichnung als Beispiel einer Ausführungsform ein synchroner Motor dargestellt, der mit einem Gleichrichter gekuppelt ist.

Als Beispiel ist angenommen, daß es sich um einen vierpoligen Motor handele, der dazu bestimmt ist, einen Gleichrichter von Einphasenströmen in Bewegung zu setzen.

Der Stromwender (s. Fig. i) hat vier Stege α α¹ b b^l, von denen nur die Stege abb¹ in der Figur sichtbar sind. Der dem Stege a diametral gegenüber gelegene Steg a¹ ist durch die. anderen Stege verdeckt.

Auf der Achse O O des Apparates sind zwei Ringe C und D montirt, von denen C mit den Stegen aa¹ und mit einer Klemme m, der Ring D dagegen mit den Stegen b und b¹ und einer Klemme η in Verbindung steht.

Es sind zwei Reihen Bürsten F₁ F₁ ... F₁, F₂ F._z . .. F₂ vorhanden, deren Berührungspunkte mit dem Stromwender in zwei Linien derart liegen, daß die Ebenen, die durch diese Linien und die Achse des Apparates gehen, im rechten Winkel zu einander stehen. Von diesen beiden Bürstenreihen steht die eine mit einer Klemme P₁, die andere mit einer Klemme P₂ in Verbindung. In Fig. ι sieht man nur die Bürsten F₁ F₁ ... F₁ und die Klemme P₁, der Apparat besitzt in der zur Bildebene, senkrechten Ebene dieselbe Bürstenanordnung.

Auf den Ringen C und D schleifen Reiber, wie f_{ und/₂. Die auf dem. Ringe C schleifenden Reiber stehen mit einer Klemme Q₁ in Verbindung und die auf dem Ringe D schleifenden mit einer Klemme Q₂.

Links vom Stromwender ist ein synchroner Motor angeordnet, der in Fig. ι bei S dargestellt ist und von dem Fig. 2 eine Endansicht giebt.

Als Beispiel ist angenommen, daß der Anker dieses Motors von einem auf der Achse O O montirten Pacinotti-Ring A A (Fig. 2) gebildet sei. Alle Spulen dieses Ringes sind in Reihe geschaltet.

Theilt man diesen Ring in vier Quadranten, so sind die in den Quadranten 1 und 3 enthaltenen Spulen in demselben Sinne, die in die in den Quadranten 2 und 4 enthaltenen umgekehrt wie die vorigen gewickelt. Der durch Reihenschaltung dieser Spulen gebildete Stromkreis ist von den Klemmen m und η (Fig. 1) abgezweigt.

Dieser mit der Achse O O bewegliche Anker dreht sich mitten in einem Feldmagneten mit vier Polen I₁ I₂1₃ J₄. Die zum Erregen dieser Pole dienenden Spulen sind in ein und demselben Stromkreis vereinigt, der von den Klemmen P₁ und P₂ des Apparates abgezweigt ist.

Durch die Polverbreiterungen der inducirenden Pole J₁ I₂ J₃ J₄ geht eine Anzahl von Bolzen hindurch, die mit ihren beiden Enden in zwei kupfernen Ringen festgenietet sind, von denen einer bei α b in Fig. 2 dargestellt ist.

Rechts vom Stromwender ist in Fig. 1 bei T ein asynchroner Motor dargestellt, dessen Feldmagnet fest steht und dessen in sich geschlossenen inducirten Stromkreise mit der Achse O O beweglich sind.

Eine Endansicht dieses Motors ist in Fig. 3 gezeigt.

Der Kern des festen Feldmagneten ist ein Kranz von Blechen, die so ausgeschnitten sind, wie aus der einen Hälfte dieser Figur zu ersehen ist. In den im Kranze vorgesehenen Kerben werden Spulen angeordnet, die z. B. so beschaffen sind, wie die in der anderen Hälfte der Fig. 3 dargestellten. (Diese als Beispiel gegebene Wickelung besteht aus einer Anzahl von Galvanometerrahmen, deren Seiten in Kerben eingreifen, die symmetrisch in Bezug auf zwei durch die Achse des Systems gehende, rechtwinklig zu einander stehende Ebenen aß und η 6 angeordnet sind.)

Die Spulen, die von den Galvanometerrahmen gebildet sind, welche symmetrisch zur Ebene α β liegen, sind in demselben Sinne, die anderen Spulen im umgekehrten Sinne wie die vorigen gewickelt.

Alle' diese Spulen sind in Reihe geschaltet und von den Klemmen Q\ und Q^₂ abge-

zweigt (in Fig. ι ist nur die Klemme Q^₁ zu sehen).

Die in sich geschlossenen inducirten Stromkreise dieses Motors sind gemäß der gewöhnlichen Methode von Bolzen gebildet, die in eine magnetische Masse eingebettet und an ihren beiden Enden in zwei kupfernen Ringen, von denen einer bei k¹ in Fig. 3 gezeigt ist, festgenietet sind.

Die Klemmen Q₁ und Q\, Q₂ und Q^ werden gewöhnlich paarweise vereinigt und mit der Quelle des gleichzurichtenden Wechselstromes in Verbindung gesetzt; im Augenblicke des Anlassens des Apparates jedoch ist es nöthig, den asynchronen Motor auszuschalten, weil er ohne allen Nutzen Strom verzehren würde; deshalb ist angenommen, daß seine Ankerwickelung in zwei besonderen Klemmen ende.

Der in Fig. 1 dargestellte Stromwender hat Abmessungen, die denen der Motoren vergleichbar sind, Weil der veranschaulichte Apparat, wie erwähnt, ein bloßer Gleichrichter ist.

Wenn man diesen Apparat als synchronen Motor oder Erzeuger gebrauchen wollte, so müßte man dennoch diesen Stromwender beibehalten, um die Erregung der Feldmagnete des synchronen Motors zu sichern. Seine Abmessungen müßten dann aber viel geringer sein.

Das, was soeben für den Fall der Einphasenströme gesagt wurde, läßt sich unmittelbar auf den Fall der Mehrphasenströme anwenden. Zu dem Zweck genügt es, die Ringwickelung des synchronen und des asynchronen Motors durch besondere Ringwickelungen zu ersetzen, die ebenso viele in Bezug auf einander regelmäßig verschobene Stromkreise haben, als man Ströme von verschiedenen Phasen erzeugen will. Es ist rathsam, diese Anzahl immer gerade zu machen. Die verschiedenen Stromkreise der beiden Ringwickelungen werden von den auf einander folgenden Stegen eines Stromwenders, sei es unmittelbar, sei es durch Vermittelung von Reibern und Ringen, ebenso abgezweigt, wie die verschiedenen Stromkreise des Ankers einer Gleichstrommaschine von den Stegen ihres Stromwenders.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Das Verfahren, den synchronen Lauf von Wechselstrommotoren, deren Magnetfeld durch einen Strom von stets derselben Richtung erregt und deren Anker durch einen oder mehrere der Phase nach verschobene Wechselströme gespeist wird, dadurch aufrecht zu erhalten, daß dem synchronen Motor ein asynchroner Motor beigesellt wird, der auf derselben Achse sitzt und dieselbe Anzahl Pole hat und dessen Ringwickelung (Feldmagnet) ebenso viele Wechselströme von verschiedenen Phasen empfängt, als die Ringwickelung (Anker) des synchronen Motors selbst ererzeugen oder nutzbar machen soll, wobei die entsprechenden Stromkreise dieser beiden Ringwickelungen im Nebenschluß geschaltet und von den Klemmen derselben Elektricitätsquellen abgezweigt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.