DE915114C - Reaktanzgenerator mit Kondensatorerregung - Google Patents

Description

• Reaktanzgenerator mit Kondensatorerregung Bei Reaktanzganeratoren für die Erzeugung von Wechselstrom besitzt der Läufer keine Erreger-Wicklung; er ist jedoch zweckmäßig mit ausgeprägten Polen ausgerüstet. Die Erregung des Generators kommt dadurch zustande, daß an die Ständerwicklung ein Kondensator angeschlossen ist. Zur Einleitung der Erregung genügt der remanente Magnetismus des Läufereisens. Die weitere Auferregung vollzieht sich mit Hilfe des Kondensators, wobei das Erregerfeld vom Ständer aus durch Wechselstrom erzeugt wird. Derartige Generatoren werden insbesondere dann verwendet, wenn es sich nur um geringe Leistungen handelt und wenn der Läufer eine besonders einfache Konstruktion infolge des Wegfalls der Erregerwicklung und der Schleifringe aufweisen soll. Die Selbsterregungsbedingung eines solchen kapazitiv erregten Reaktanzgenerators enthält nun eine Anforderung, daß der Schließungskreis einschließlich des Eigenwiderstands der Maschine einen bestimmten kritischen kapazitiven Belastungskosinus 9 nicht überschreiten darf. Wird nun mit steigender Frequenz und Drehzahl der diesem Belastungskosinus 9 entsprechende kritische Winkel unterschritten, so wird sich die Maschine plötzlich wieder auf Null aberregen.
• Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an einem derartigen Reaktanzgenerator, durch die der geschilderte Nachteil der Wiederaberregung vermieden wird. Man erreicht hierdurch, daß man den Reaktanzgenerator in einem sehr großen Drehzahlbereich betreiben kann. Erfindungsgemäß ist zu dem Kondensator des Reaktanzgenerators eine hochgesättigte Drosselspule parallel geschaltet. Das hat zur Folge, daß in einem großen Drehzahlbereich wegen der Eisensättigung der Drosselspule die Spannung etwa linear mit der Frequenz ansteigt, so daß also auch der Strom eines von dem Generator gespeisten Motors bei verschiedener Drehzahl nahezu konstant bleibt. Die Wirkungsweise dieser hochgesättigten Drosselspule auf die Stabilisierung der Maschine ist dabei eine ähnliche wie die Wirkungsweise der in dem Patent 592 5Io angeführten hochgesättigten Drosselspule bei der Stabilisierung von Wechselstromfernleitungen.
• Die Zeichnung zeigt in Fig. I und 2 zwei Anwendungsbeispiele für den Reaktanzgenerator der Erfindung. Fig. I zeigt eine Synchronkupplung zwischen zwei elektrisch miteinander zu verbindenden Wellen 5 und 6. Beispielsweise kann die eine Welle dem Ölpumpenaggregat von Wasserkraftgeneratoren angehören, die mit der Welle des Drehzahlreglers synchron gekuppelt werden muß, wobei aber die Verwendung von Riemenantrieben wegen des Riemenschlupfes, die Verwendung von Zahnradvorgelegen, Kardankupplungen aus räumlichen Gründen wegen Abnutzung und Störanfälligkeit ungern vorgenommen wird. Die beiden Wellen 5 und 6 sind daher mit zwei Reaktanzmaschinen I und 2 gekuppelt, von denen die eine als Generator und die zweite als Motor arbeitet. Für die Selbsterregung sind an die Verbindungsleitungen der beiden Maschinen die Kondensatoren 3 angeschlossen, und für die Stabilisierung der Erregung im weiten Drehzahlbereich sind noch die mit Eisenkernen ausgerüsteten Drosselspulen 4 den Kondensatoren parallel geschaltet. Die Drosselspulen besitzen eine hohe Eisensättigung mit möglichst flacher Kennlinie. Es erweist sich als zweckmäßig, die Drosselspulen in an sich bekannter Weise derart auszubilden und zu schalten, daß sie trotz der hohen Eisensättigung keine Oberwellen entwickeln. Dies kann durch kombiniertes Schalten mehrerer Drosseln oder auch durch besondere Ausbildung des dreiphasigen Eisenkerns der Drosseln erreicht werden. Um die Spannung, mit der die beiden Maschinen I und 2 arbeiten, zu regeln, könnte man die hochgesättigten Drosseln mit einem Stufenspannungsabgriff ausrüsten. Die als, Motor arbeitende Maschine muß für den Anlauf noch mit einer Kurzschlußwicklung im Läufer versehen sein. Bei einer bestimmten Drehzahl erregt sich die als Generator arbeitende Maschine durch ihre kapazitive Vorbelastung von selbst und nimmt den Motor zunächst asynchron mit. Dieser synchronisiert sich jedoch wegen seiner ausgeprägten Pole gleichfalls. Zur Erleichterung der Auferregung bei noch stillstehendem Motor kann es zweckmäßig sein, den Motor über eine Vordrossel oder mit vergrößerter Streuung zu betreiben, damit nicht die Kürzschlußreaktanz des stillstehenden Motors die Selbsterregungsbedingung des Reaktanzgenerators stört.
• Fig. 2 zeigt eine andere Anwendungsmöglichkeit des Reaktanzgenerators der Erfindung. Der Reaktanzgenerator I mit angeschlossenem Stabilisierungskreis 3, 4 soll hier die Erregerspannung für ein Umschaltventil 7 in Eisenbahnfahrzeugen liefern. Die Aufgabe ist hier, oberhalb einer bestimmten kritischen Geschwindigkeit mit Hilfe eines Druckluftumschaltventils 7 eine andere Bremskraft einzuschalten als bei geringen Fahrgeschwindigkeiten. Hierzu soll oberhalb einer bestimmten kritischen Frequenz der Strom J in dem Steuerventil 7 einen bestimmten Wert haben, unterhalb dieser kritischen Frequenz dagegen Null sein.
• Fig.3 zeigt die aus dem Vorhergehenden bereits ersichtliche Kennlinie der Spannung des Reaktanzgenerators U bei veränderlicher Frequenz f. An diese Spannung wird über Drosselspulen 9 und z. B. über eine Drehstromgleichrichteranordnung 8 das zu steuernde Ventil 7 angeschlossen. Der Strom J in diesem Ventil ist dann wegen der frequenzabhängigen Drosselwirkung der vorgeschalteten Induktivitäten im interessierenden Frequenzbereich nur noch wenig veränderlich.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Reaktanzgenerätor mit Kondensatorerregung, gekennzeichnet durch die Parallelschaltung einer hochgesättigten, vorzugsweise oberwellenfreien Drosselspule zum Kondensator zwecks Stabilisierung der Generatorspannung in einem großen Drehzahlbereich.
2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule für die Regelung der Generatorspannung über Anzapfungen regelbar ist.
3. 3. Die Verwendung des Reaktanzgenerators des Anspruchs I oder 2 für den Antrieb eines zweckmäßig ebenfalls als Reaktanzmaschine ausgebildeten Synchronmotors; insbesondere zur synchronen Kupplung der Drehzahlen zweier Wellen.
4. 4.. Die Verwendung des Reaktanzgenerators des Anspruchs i oder 2 für die Speisung von Relais, die bei einer bestimmten Drehzahl eine Umschaltung durchführen sollen.
5. 5. Anordnung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, däß die Relais über strombegrenzende, frequenzabhängige Glieder, z. B. Drosselspulen, von dem Reaktanzgenerator gespeist werden.