DE910266C - Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernuebertragung von Drehwinkeln - Google Patents

Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernuebertragung von Drehwinkeln

Info

Publication number
DE910266C
DE910266C DEA10628D DEA0010628D DE910266C DE 910266 C DE910266 C DE 910266C DE A10628 D DEA10628 D DE A10628D DE A0010628 D DEA0010628 D DE A0010628D DE 910266 C DE910266 C DE 910266C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winding
grooves
anchor
arrangement
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEA10628D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Dr Heinri Bodenschatz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AEG AG
Original Assignee
AEG AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AEG AG filed Critical AEG AG
Priority to DEA10628D priority Critical patent/DE910266C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE910266C publication Critical patent/DE910266C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K24/00Machines adapted for the instantaneous transmission or reception of the angular displacement of rotating parts, e.g. synchro, selsyn

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Description

  • Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernübertragung von Drehwinkeln Es ist vorgeschlagen worden, zur Fernübertragung der Winkelstellung einer gegebenen Achse über eine elektrische Leitung ein Phasenkriterium zu verwenden, d. h. als Maß für die Winkeldrehung der Achse relativ zu einem Festpunkt die Phasenverschiebung einer Frequenz gegen eine gleiche Frequenz mit gegebener Phasenlage (Bezugsphase) zu verwenden. Bei einer solchen Anordnung müssen sowohl im Geber als auch im Empfänger Systeme vorhanden sein, die es gestatten, eine beliebige mechanische Winkelstellung einer Achse in eine entsprechende Phasenverschiebung einer Wechselspannung umzuwandeln. Solche Systeme, die im folgenden kurz als Phasensysteme bezeichnet werden sollen, bestehen im besonderen aus einem mit mehreren Polen ausgerüsteten Ständer, in dem ein mit einer Einphasenwicklung versehener Anker rotieren kann. Die Pole sind mit phasenverschobenen Strömen erregt und räumlich so versetzt, daß ein magnetisches Drehfeld entsteht, das in der Ankerwicklung je nach deren Stellung eine Wechselspannung von entsprechender Phasenverschiebung induziert.
  • Wenn das Feld nicht genau ein Kreisfeld ist, sondern wegen der nicht genau homogenen einzelnen Wechselfelder Abweichungen aufweist, wird die Linearität zwischen Phasenlage der Wechselspannung und Winkelstellung der Achse gestört. Solche Abweichungen von der Linearität können durch Anbringen mehrerer hintereinandergeschalteter Wicklungen auf dem Anker ausgeglichen werden (Kompensationswicklungen ). Zur Aufstellung solcher Kompensationswicklungen wurde folgende Gleichung (I) angegeben: z1 ₧ ein,1 + z2 ₧ einJ2 + z3 ₧ einm3 + . . . = 0.
  • Darin bedeuten zi, z2. . . die Windungszahlen der einzelnen Wicklungen, ß1, ß2 die Winkel, um die die einzelnen Windungen gegen eine Nullstelle verschoben sind, n die Nummer der räumlichen Oberwelle des magnetischen Flusses, die kompensiert werden soll.
  • Für jede Oberwelle läßt sich eine gesonderte Gleichung aufstellen, und die Lösung der Gleichungen ergibt eine Wicklung, die mit m Einzelwicklungen (m - I) räumliche Oberwellen des Drehfeldes kompensiert.
  • Als Beispiel sei eine Wicklung angeführt, die zur Kompensation der dritten, fünften, siebenten und neunten Oberwelle dienen kann. Indem die Gleichung (I) mit insgesamt fünf Gliedern viermal angesetzt wird, wobei n der Reihe nach gleich 3, 5, 7 und 9 wird, entstehen nach einfacher Umformung vier komplexe Gleichungen mit den acht Unbekannten Die vier komplexen Gleichungen ergeben, in Real-und Imaginärteil zerlegt, acht algebraische Gleichungen, so daß das Gleichungssystem gelöst werden kann.
  • Die Lösung im angenommenen Fall ergibt In der Fig. I ist ein Schema für eine derartige Wicklung angegeben. Die Wicklungsachsen schließen jeweils einen Winkel von 30° miteinander ein, während sich das Verhältnis der Windungszahlen aus obigen Angaben ergibt. Das Wicklungsschema ist mit Zeichen versehen worden, die die Wicklungsrichtung erkennen lassen, und zwar bedeutet ein Kreis mit einem darin befindlichen Punkt, daß die Wicklungsrichtung aus der Zeichenebene heraustritt. Ein Kreis mit einem darin befindlichen Kreuz bedeutet, daß die Wicklungsrichtung in die Zeichenebene hineintritt. Alle fünf Wicklungen sind hintereinandergeschaltet. Bei Anwendung der Kompensationswicklungen war als eine Voraussetzung angegeben, daß der magnetische Widerstand des Ankers beim Durchdrehen sich nicht ändert, so daß praktisch der Anker als reiner Rotationskörper ohne Nuten ausgebildet werden mußte. Dabei tritt die Notwendigkeit auf, die gesamte Ankerwicklung nicht in Nuten, sondern in dem Luftspalt über dem Anker unterzubringen. Der Luftspalt wird dadurch abnorm groß, und damit treten wesentliche Nachteile auf. Die zur Erreichung einer gewünschten Ausgangsspannung erforderliche Erregerleistung wächst außerordentlich stark an; außerdem bekommt das System die Eigenschaften eines Transformators mit großer Streuung. Letzteres äußert sich besonders unangenehm darin, daß die Kopplung zwischen Primär- (Erregerwicklung) und Sekundär-Wicklung (Ankerwicklung) bei niederen Frequenzen sehr rasch abnimmt, so daß die in der Speisespannung vorhandenen zeitlichen Oberwellen verhältnismäßig besser übertragen werden und die Kurvenform der Ausgangsspannung des Phasensystems stark verzerrt wird. Alle diese Nachteile könnten behoben werden, wenn die Nuten imAnker selbst untergebracht werden und dadurch der Luftspalt kleiner wird. Die Nuten müssen, um eine eindeutige kompensierbare Oberwelle im magnetischen Fluß zu erzeugen, regelmäßig über dem Umfang verteilt sein. Um die oben angegebene fünfteilige mit je 30° Abstand der Wicklungen unterzubringen, müssen demnach zweimal sechs Nuten über dem Umfang gleichmäßig mit je 30° Abstand verteilt sein. Der magnetische Fluß wird beim Durchdrehen des Ankers zwölfmal verstärkt und zwölfmal geschwächt, d. h. es entsteht in ihm eine zwölfte Oberwelle. Die obenerwähnte fünfteilige Ankerwicklung kompensiert aber gerade diese Oberwelle am wenigsten, denn die Windungen der einzelnen Nuten bekommen die Spannungen der zwölften Oberwelle alle mit gleicher Phase induziert, so daß die zwölfte Oberwelle sich sogar noch ausgeprägter ausbildet als die Grundwelle selbst, für die der Wicklungsfaktor kleiner als I ist. Es läßt sich zeigen, daß bei beliebiger Zahl von Ankernuten, die gleichmäßig über die Ankeroberfläche verteilt sind, keine Kompensation der durch die Nuten erzeugten Oberwellen stattfindet, gleichgültig wie die Windungszahlen über die Nuten verteilt sind, da dann die in den einzelnen Wicklungen induzierten Spannungen sich algebraisch addieren und nie aufheben können. Es ist in der Technik des Motorenbaues bekannt, den Einfluß der Nutenharmonischen durch Schrägstellen der Ankernuten bzw. durch Schrägstellen der Pole zu dämpfen. Es ist erkannt worden, daß durch sinngemäße Anwendung dieser Methode auch für den Fall des Phasenübertragungssystems eine Verbesserung geschaffen werden kann, bei dem ja die Anforderungen an Genauigkeit der Phase der Ausgangsspannung sehr hoch gestellt sein müssen und bei dem schon geringe Reste an Nutenharmonischen sehr störend wirken.
  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernübertragung von Drehwinkeln nach dem Phasenprinzip mit besonders geringem Störeinfiuß durch räumliche und zeitliche Oberwellen. Erfindungsgemäß ist eine nach dem Gleichungsschema z1 ₧ einb1 + z2 ₧ einb2 + ... + zm ₧ einbn gefundene Wicklung mit gleichmäßiger Winkelverteilung ' ß1 3 ' ß2 - . . . = ,ryt, - ß.ny-1) in gleichmäßig über den Ankerumfang verteilten Nuten des Ankereisens untergebracht, wobei die Nuten derart schräg gestellt sind, daB ihre Steigungen (als Schraubenlinie gedacht) das -fache der Ankerlänge betragen.
  • Fig. zeigt einen Anker mit schräg gestellten Nuten. Die beiden finit dze@ und dw' bezeichneten Wickelelemente sind räumlich um z5° gegeneinander verdreht, wenn der Anker insgesamt zwölf Nuten mit je 30° Abstand besitzt und die i Tuten durch die Schrägstellung eine Schraubenlinie mit der Steigung der zwölffachen Ankerlänge bilden. Wenn die Polform der Erregerpole längs der ganzen Achse des Ankers gleichbleibend ist, werden in den beiden Wickelteilcben demnach Spannungswerte induziert, die in ihren Effektivwerten um I5° gegeneinander verschoben sind, d. h. bei denen die zwölfte Oberwelle kompensiert wird. Da sich zu jedem Wickelteilchen dw der einen Ankerhälfte ein um I5° versetztes Wickelteilchen dw' der zweiten Ankerhälfte zuordnen läßt, findet insgesamt eine Kompensation der dreizehnten Oberwelle statt; die Schrägstellung der Nuten um insgesamt 3o° (radial an beiden Ankerenden gemessen) wirkt genau wie eine um 1,5' räumlich versetzte Wiederholung der gesamten Wicklung.
  • Bei der beschriebenen Ausführung würde auf jeder Ankerhälfte eine Nut leer bleiben, da für die Wicklung nur fünf Nuten benötigt werden. Man kann, um diese Nut noch mit für die Wicklung auszunutzen, die fünfteilige Wicklung auf dem Anker nochmal, aber um 3o° versetzt anbringen. Die Windungszahlen in den einzelnen Nuten werden dann wie folgt:
    Durch die Wiederholung der Wicklung mit 3o° Versetzung wird eine etwaige sechste Oberwelle des Flusses kompensiert.
  • Fig. 3 zeigt eine Zusammenstellung der theoretisch errechneten Dämpfungen, die die räumlichen Oberwellen bei der fünfteiligen Ankerwicklung erfahren, und dazu die Dämpfungswerte, die bei Kombination von schrägen Nuten und sechsteiliger Ankerwicklung entstehen.
  • In der Fig. 3 ist eine Darstellung für die Reduzierung der räumlichen Oberwellen gegeben. Die gestrichelte Linie gilt für eine fünfteilige Wicklung, die stark ausgezogene Linie für eine sechsteilige Wicklung mit schrägen Nuten.
  • Praktische Versuche haben die Brauchbarkeit der beschriebenen Anordnung voll bestätigt. Man erhält ein Phasensystem, bei dem räumliche Oberwellen nicht mehr störend auftreten und das auch die zeitlichen Oberwellen in der Ankerspannung kaum stärker hervortreten läßt, als sie in der Speisespannung schon sind.
  • Natürlich läßt sich auch jede andere Wicklung, die aus dem Gleichungssystem I gewonnen wird, zusammen mit Schrägstellung der Nuten anwenden, wenn nur die Winkelabstände gleichmäßig sind. Die oben erläuterte Anordnung soll nur als Musterbeispiel für viele mögliche Lösungen gelten.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernübertragung von Drehwinkeln nach dem Phasenprinzip mit besonders geringem Störeinfluß durch räumliche und zeitliche Oberwellen mittels eines Systems, das aus einem mit mehreren Polen ausgerüsteten Ständer und einem mit einer Einphasenwicklung versehenen Anker besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine nach dem Gleichungsschema z'1 ₧ einB1 + z'2 ₧ einB2 + ... + z'm ₧ einBm = 0 gefundene Wicklung mit gleichmäßiger Winkelverteilung (B2 - B1 = B3 - B2 = ... = Bm - Bm - I) in 3690 gleichmäßig über den Ankerumfang verteilten Nuten des Ankereisens untergebracht ist; wobei die Nuten derart schräg gestellt sind, daß ihre Steigung (als Schraubenlinie gedacht) das -fache der Ankerlänge beträgt.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ausnutzung aller Nuten die gefundene Wicklung mehrmals, aber jedesmal räumlich um eine Nut versetzt auf den Anker aufgebracht wird, so daß alle Nuten ausgenutzt sind und eine Kompensation von weiteren Oberwellen erreicht wird.
DEA10628D 1940-10-26 1940-10-26 Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernuebertragung von Drehwinkeln Expired DE910266C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA10628D DE910266C (de) 1940-10-26 1940-10-26 Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernuebertragung von Drehwinkeln

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA10628D DE910266C (de) 1940-10-26 1940-10-26 Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernuebertragung von Drehwinkeln

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE910266C true DE910266C (de) 1954-06-14

Family

ID=6922073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA10628D Expired DE910266C (de) 1940-10-26 1940-10-26 Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernuebertragung von Drehwinkeln

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE910266C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2608541A1 (de) Elektromagnetisch geschirmtes elektrisches versorgungsgeraet
DE19628286B4 (de) Winkelpositionsgeber mit Stator und speziell geformtem Rotor unter Verwendung von Spannungsimpulsen und Strommessungen zur Positionsbestimmung
DE2136237B2 (de) Kernresonanzmagnetometer
DE910266C (de) Anordnung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen von Wechselspannungen zwecks Fernuebertragung von Drehwinkeln
DE1291413B (de) Transformator
DE2712795C2 (de) Synchronübertragungsgerät der Vernier- Resolver-Bauart
DE910673C (de) Anordnung zur Zufuehrung von Betriebsspannungen an Schaltungsteile, die gegenueber ihrer Umgebung hohe Wechselspannungen fuehren
DE2103340A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Feinstabilisierung des Magnetfeldes eines magnetischen Kernresonanzgerätes mittels eines Kernresonanzstabilisators
DE690200C (de) UEberlagerungsempfaenger fuer ultrakurze Wellen unter Verwendung einer Magnetronroehre mit vier achsparallelen Anodensegmenten
DE924482C (de) In einem Feld angeordnete drehbare Einrichtung mit empfindlichen Organen, die eine Kraft liefern, welche eine periodische Funktion des Ortes oder der Zeit ist
DE702595C (de) e der Richtung konstanter magnetischer Felder
DE609424C (de) Verfahren zur Erzeugung von oberwellenfreiem Gleichstrom mittels Gleichstrommaschinen mit Nutenanker
DE942253C (de) Elektromagnetische Induktionsvorrichtung
DE690371C (de) Vorrichtung zur Richtungsbestimmung elektrischer Wellen
DE756504C (de) Schaltungsanordnung zur Beseitigung der magnetischen Streuung von Netzanschlusstransformatoren
DE893058C (de) Elektromagnetisches Ablenksystem zur gleichzeitigen Ablenkung von Elektronenstrahlen in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen
DE583644C (de) Empfangsantennenanordnung
DE1623555B2 (de) Navigationsgeraet zur bestimmung der nord/sued- und ost/west-komponenten des rechtweisenden kurses eines fahrzeuges
DE1541829C (de) Anordnung zur Kompensation von Dreh feldfehlern bei Drehstrom Induktions Elektrizitatszahlern
DE921459C (de) Funkpeiler mit einer Richtantenne und einer ungerichteten Antenne
DE767518C (de) Einrichtung zum Anzeigen von Winkelstellungen mittels einer Braunschen Roehre
DE938867C (de) Zweistrahl-Betatron
DE7308392U (de) Ankopplungstransformator
DE938866C (de) Schaltungsanordnung zur wahlweisen Expansion oder Kontraktion der kreisfoermigen Elektronenbahn in einem Induktionsbeschleuniger
DE672203C (de) Anordnung zum Wahrnehmbarmachen von Lageaenderungen solcher Teile (wie z.B. auf Drehung beanspruchter Wellen), die neben einer sich nur langsam aendernden Verschiebung schnell verlaufenden Lageaenderungen ausgesetzt sind