DE913444C - Doppeldrehtransformator - Google Patents

Doppeldrehtransformator

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Publication number
DE913444C
DE913444C DES3618D DES0003618D DE913444C DE 913444 C DE913444 C DE 913444C DE S3618 D DES3618 D DE S3618D DE S0003618 D DES0003618 D DE S0003618D DE 913444 C DE913444 C DE 913444C
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DE
Germany
Prior art keywords
rotary transformer
control voltage
stator
single rotary
phase
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Expired
Application number
DES3618D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Dr-Ing Erwin Rodewald
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE913444C publication Critical patent/DE913444C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/08Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with core, coil, winding, or shield movable to offset variation of voltage or phase shift, e.g. induction regulators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

  • Doppeldrehtransformator Bekanntlich kann man mit Hilfe des einfachen Drehtransformators eine Regelspannung herstellen, die zwar in der .Phasenlage beliebig verstellbar ist, jedoch nicht in der Größe. Ebenso liefert ein aus zwei Einfachdrehtransformatoren zusammengesetzter Doppeldrehtransformator, dessen beide Einzeltransformatoren in entgegengesetzter Drehrichtung verstellt werden, eine sekundäre Regelspannung, die ihre Phasenlage nicht ändert, ihre Größe hingegen von einem positiven Höchstwert durch Null hindurch bis zu einem negativen Höchstwert (um i8o° in der Phasenlage verschobenen Höchstwert). Voraussetzung ist dabei, daß die beiden Einfachdrehtransformatoren, gleich große Sekundärspannungen besitzen. Sind die' Sekundärspannungen der beiden Einfachdrehtransformatoren in der Größe voneinander verschieden, dann liefert der Doppeldrehtransformator eine Regelspannung, bei der die einzelnen Spannungsvektoren der Gesamtspannung mit ihren Enden auf einer Ellipse liegen, wie dies in Fig. i der Zeichnung veranschaulicht ist. e1 ist die von dem einen Drehtransformator gelieferte Regelspannung, e, die von dem zweiten Einfachdrehtransformator gelieferte Regelspannung. Da diese Spannungen nur veränderliche Phasenlage besitzen, liegen ihre Endpunkte auf den Kreisen i und 2. Die Resultierende aus diesen Spannungen e1 und e2, die je nach dem Verdrehungswinkel a verschiedene Größe und verschiedene Phasenlage besitzt, liegt mit den Endpunkten der einzelnen Spannungsvektoren auf der Ellipse 3, von deren Mittelpunkt 5 diese resultierenden Spannungsvektoren ausgehen.
  • Es liegt nun die Aufgabe vor, daß die von dem Doppeldrehtransformator zu liefernde Regelspannung sich aus zwei Komponenten zusammensetzen soll, von denen die eine bei konstanter Phasenlage ihre Größe zwischen einem positiven und einem negativen Höchstwert ändert, also der von einem Doppeldrehtransformator mit gleich großen Einzelspannungen gelieferten Regelspannung entspricht, während die zweite, auf der ersten senkrecht stehende Komponente bei ebenfalls konstant bleibender Phasenlage auch annähernd konstante Größe während der Regelung der ersten Komponente beibehalten soll. Eine solche Regelspannung wird insbesondere für die Regelung der Drehzahl und der Phasenkompensierung von ständergespeisten Drehstromnebenschlußmotoren oder von asynchronen Maschinen mit ständer- oder läufererregter Kommutatorhintermaschine gewünscht. Die konstante Spannungskomponente soll dabei auf die Phasenkompensierung der Maschine einwirken, während die andere Spannungskomponente die Drehzahlregelung bewirkt. Für die Lösung dieser Aufgabe ist die Anordnung nach Fig. i noch nicht geeignet, da dabei die in Richtung der kleinen Achse der Ellipse liegende Spannungskomponente bei der Regelung noch zu großen Schwankungen unterworfen ist, so daß die Phasenkompensierung nicht mit genügender Genauigkeit durchgeführt werden kann.
  • Die Erfindung gibt nun eine Anordnung an, wie man ohne zusätzliche Geräte von dem die Drehzahlregelspannung liefernden Doppeldrehtransfoimator auch eine für die Phasenkompensierung passende Regelspannung bekommen kann. Bekanntlich hat man zu diesem Zweck außer dem Doppeldrehtransformator noch zusätzliche Transformatoren vorgesehen. Bei der Anordnung nach der Erfindung sind derartige zusätzliche Mittel nicht mehr erforderlich. Erfindungsgemäß werden an dem Doppeldrehtransformator die beiden aufeinander senkrecht stehenden Regelspannungskomponenten, von denen die eine zwischen einem positiven und einem negativen Höchstwert ohne Änderung der Phasenlage in der Größe regelbar ist, während die zweite bei dieser Regelung sowohl in der Phasenlage als auch in der Größe konstant bleibt, dadurch erzielt, daß die beiden den Doppeldrehtransformatorzusammensetzenden Einfachdrehtransformatoren verschieden große Regelspannungen aufweisen und derart miteinander gekuppelt sind, daß bei der Verdrehung aus der Ruhestellung der die kleinere Regelspannung besitzende Einfachdrehtransformator um einen größeren elektrischen Winkel verdreht wird als der die größere Regelspannung aufweisende Einfachdrehtransformator und daß das Verhältnis dieser beiden Verdrehungswinkel während der Verdrehung konstant bleibt.
  • Die Drehreglerwellen der beiden Einfachdrehtransformatoren werden also von der gemeinsamen Verstellwelle aus mit verschiedener Übersetzung angetrieben. Die resultierende Regelspannung des Doppeldrehtransformators wird dabei in einem bestimmten Bereich praktisch geradlinig, wenn man das Verhältnis der elektrischen Verstellwinkel a1 und a2 der beiden Einfachdrehtransformatoren von den Regelspannungen e1 und e2, der einzelnen Einfachdrehtransformatoren nach folgender Gleichung abhängig macht Beträgt beispielsweise die Regelspannung e1 des einen Einfachdrehtransformators 6,5 Spannungseinheiten und die Regelspannung e2 des zweiten EinfachdrehtransformatOrs 4,5 Spannungseinheiten, dann ist das Verhältnis der Verdrehungswinkel a1 : a2 der beiden Drehtransformatoren gleich. In Fig. z der Zeichnung ist dieser Fall graphisch dargestellt. Es sind die Spannungsvektoren e1 und e2 der beiden einzelnen Drehtransformatoren um bestimmte Winkel a1 und a2 aus der Nullstellung unter Einhaltung des obigen konstanten Verhältnisses zwischen diesen Winkeln herausgedreht, und es ist die resultierende Spannung aus den beiden Einzelspannungen graphisch bestimmt. Man sieht, die resultierende Spannung liegt auf einer Spannungskurve q. (d. h. also, die von dem Koordinatenmittelpunkt 5 ausgehenden einzelnen resultierenden Spannungsvektoren liegen mit ihren Endpunkten auf der Kurve q.), die über weite Bereiche vollständig geradlinig verläuft, wobei diese gerade Linie nicht durch den Koordinatenmittelpunkt 5 geht.
  • Es ist also innerhalb der geradlinigen Teile der Kurve q. die Bedingung erfüllt, daß die resultierende Spannung des Doppeldrehtransformators sich aus zwei aufeinander senkrecht stehenden Komponenten zusammensetzt, von denen die eine bei konstanter Phasenlage in der Größe zwischen einem negativen und einem positiven Höchstwert regelbar ist, während die zweite Komponente auch in der Größe bei dieser Regelung konstant bleibt.
  • Wenn der nur für die Drehzahlregelung benötigte Spannungsvektor parallel zu einem geradlinigen Stück der Kurve 4. -verläuft, dann bleibt die auf die Phasenkompensierung einwirkende Spannungskomponente im gesamten Regelbereich in der Größe konstant. Mitunter ist es aber erwünscht, daß auch die Phasenregelspannung eine bestimmte Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine aufweist, und zwar derart, daß die Phasenregelspannung im untersynchronen Drehzahlregelbereich proportional mit dem Abweichen vom Synchronismus in der Größe etwas ansteigt, während sie im übersynchronen Regelbereich wieder proportional mit dem Abweichen vom Synchronismus in der Größe etwas absinkt. Bei der Anordnung nach der Erfindung kann man diese auf die Phasenkompensierung einwirkende Regelspannungskomponente des Doppeldrehtransformators einfach herstellen. Es genügt dazu, entweder die Bürstenbrücke des in der Drehzahl zu regelnden Motors um den entsprechenden Winkel zu verstellen oder die beiden Einfachdrehtransformatoren um einen bestimmten Winkel durch Verstellung der Kupplung gegeneinander zu verdrehen. Für Motoren, die mit wechselnder Drehrichtung arbeiten, ist neben der Umkehr des Drehfeldes auch eine Umkehr der Phasenregelspannung erforderlich. Mit Hilfe der Anordnung nach der Erfindung läßt sich auch diese Umkehr leicht herbeiführen ohne daß Umschalter dazu erforderlich sind. Wie aus Fig.2 der Zeichnung zu ersehen ist, besitzt die Spannungsregelkurve q. mehrere in einem großen Bereich geradlinig verlaufende Teile, zu denen man nacheinander gelangt, wenn man den Doppeldrehtransformator aus seiner Nullstellung heraus immer weiter verdreht. Man sieht nun, daß in Fig. 2 die auf die Phasenkompensierung einwirkende Spannungskomponente an dem Teil der Regelkurve, der vertikal verläuft, eine Phasenlage besitzt, die um annähernd i8o° gegenüber der Phasenlage der auf die Phasenkompensierung einwirkenden Spannungskomponente versetzt ist, die dem Teil der Regelkurve q. zugeordnet ist, der schräg von unten nach oben verläuft. Wird also die Drehrichtung des Motors umgekehrt, dann braucht man den Doppeldrehtransformator nur über die Umkehrspitze der Regelkurve q. hinaus weiter zu regeln, um beispielsweise auf den schräg liegenden geradlinigen Teil der Kurve q. zu gelangen. Da dieser schräg liegende Teil noch nicht die richtige Lage für die gewünschte neue Drehzahlregelung aufweist, muß noch eine entsprechende Verstellung entweder der Kupplung zwischen den beiden Teilen des Doppeldrehtransformators vorgenommen werden oder eine entsprechende Verstellung der Bürsten des zu regelnden Motors.
  • Zur Verdeutlichung sind in Fig.3 verschiedene Lagen der Regelkurve q. der Fig. 2 dargestellt, die mit Hilfe Kupplungs- oder Bürstenverstellung erzielt wurden. Mit A ist die Einstellung für praktisch gleichbleibende Phasenregelspannung gekennzeichnet. Der geradlinige Kurventeil verläuft parallel zur Achse S der Drehzahlregelspannung; durch Verschiebung nach B erhält man die gewünschte Drehzahlabhängigkeit der Phasenregelspannung. Durch Verschiebung nach C erhält man die für umgekehrte Drehrichtung erforderliche Lage. Bei dem Drehregler mit der kleineren Spannung ist durch Pfeile angedeutet, in welcher Weise von der Stellung für unterste Drehzahl aus auf höhere Drehzahl zu regeln ist.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Doppeldrehtransformator, dessen Regelspannung sich aus zwei aufeinander senkrecht stehendenKomponenten zusammensetzt, von denen die eine bei konstanter Phasenlage in der Größe zwischen einem positiven und einem negativen Höchstwert regelbar ist, während die zweite Komponente dabei annähernd konstante Größe aufweist, insbesondere zur Regelung der Drehzahl und des Leistungsfaktors von ständergespeisten Drehstromnebenschlußmotoren oder von asynchronen Maschinen mit ständer- oder läufererregter Kommutatorhintermaschine, dadurch gekennzeichnet, da.ß die beiden den Doppeldrehtransformator bildenden Einfachdrehtransformatoren verschieden große Regelspannungen aufweisen und derart miteinander gekuppelt sind, daß bei der Verdrehung aus der Ruhestellung der die kleinere Regelspannung besitzende Einfachdrehtransformator um einen größeren elektrischen Winkel verdreht wird als der die größere Regelspannung aufweisende Einfachdrehtransformator und das Verhältnis dieser beiden Verdrehungswinkel während der Verdrehung konstant bleibt.
  2. 2. Doppeldrehtransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verdrehungswinkel a1 und a2 der beiden Einfachdrehtransformatoren folgende Beziehung gilt: wobei e1 die Regelspannung des dem Winkel a, zugeordneten Einfachdrehtransformators darstellt und e2 die Regelspannung des dem Winkel a2 zugeordneten Einfachdrehtransformators.
  3. 3. Anordnung zur Regelung der Drehzahl von. ständergespeisten Drehstromnebenschlußmotoren oder von asynchronen Maschinen mit ständer-oder läufererregter Kommutatorhintermaschine mittels eines Doppeldrehtransformators nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer Drehzahlabhängigkeit der annähernd konstante Größe aufweisenden zweiten, auf die Phasenkompensierung einwirkenden Regelspannungskomponente des Doppeldrehtransformators entweder die Bürsten des zu regelnden Motors bzw. der Kommutatorhintermaschine um einen entsprechenden Winkel verstellt sind oder aber die Kupplung zwischen den beiden Einfachdrehtransformatoren verstellt ist. q.. Verfahren zur Regelung der Drehzahl von ständergespeisten Drehstromnebenschlußmotoren oder von asynchronen Maschinen mit ständer-oder läufererregter Kommutatorhintermaschine mittels eines Doppeldrehtransformators nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umkehren der Drehrichtung der zu regelnden Maschine die auf die Phasenkompensierung einwirkende, annähernd konstante Größe aufweisende zweite Regelspannungskomponente dadurch um i8o° gedreht wird, daß der Doppeldrehtransformator über die Umkehrspitze seiner Regelspannungskurve hinaus auf einen wieder geradlinigen Teil der Regelspannung verstellt wird und daß zur Herstellung der richtigen Lage der neuen Regelspannungskurve entweder die Bürsten des zu regelnden Motors bzw. der Kommutatorhintermaschine verstellt werden oder aber die Kupplung zwischen den beiden Einfachdrehtransformatoren verstellt wird.
DES3618D 1942-02-03 1942-02-03 Doppeldrehtransformator Expired DE913444C (de)

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