DE920432C - Elektrische Verstaerkermaschine - Google Patents

Elektrische Verstaerkermaschine

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Publication number
DE920432C
DE920432C DES22047A DES0022047A DE920432C DE 920432 C DE920432 C DE 920432C DE S22047 A DES22047 A DE S22047A DE S0022047 A DES0022047 A DE S0022047A DE 920432 C DE920432 C DE 920432C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winding
excitation
poles
pole
armature winding
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Expired
Application number
DES22047A
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Dr-Ing Leukert
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
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES22047A priority Critical patent/DE920432C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE920432C publication Critical patent/DE920432C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/26DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings
    • H02K23/36DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings having two or more windings; having two or more commutators; having two or more stators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Elektrische Verstärkermaschine Gegenstand des Patents 875 226 ist eine elektrische Verstärkermaschine zur Verstärkung einer Eingangsleistung in zwei oder mehreren Stufen in einer Einheit auf eine vielfache Ausgangsleistung. Es ist in dieser Hinsicht bereits eine Verstärkermaschine bekannt, bei der die Ausgangs-oder zweite Verstärkerstufe von einer vierpoligen Gleichstrommaschine mit einer als Schleifenwicklung ausgeführten Ankerwicklung geliefert wird, die an einen Kommutator für den Ausgangsstrom angeschlossen ist. Die Erregung für die vier Hauptpole der Ausgangsstufe wird über zwei Bürsten an einem zweiten kleinen Kommutator abgenommen, der an eine besondere zweipolige Ankerwicklung als erste Verstärkerstufe angeschlossen ist. Die vier Erregerpole erhalten neben der Haupterregerwicklung, die eine abwechselnde Polarität aufeinanderfolgender Pole erzeugt, eine zweite Erregerwicklung, die von der Eingangsleistung der Verstärkermaschine gespeist wird und die je zwei aufeinanderfolgende Pole mit der gleichen Polarität erregt, wodurch die erforderliche zweipolige Erregung der ersten Verstärkerstufe herbeigeführt wird. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daB zwar eine Beeinflussung der zweipoligen Ankerwicklung durch die vierpolige Erregung nicht stattfindet, daB aber das zweipolige Erregersystem die vierpolige Ankerwicklung in unzulässiger Weise induziert, so daB es zu Ausgleichströmen kommt, die die Maschine unzulässig hoch erwärmen. Gemäß der Erfindung des Hauptpatents wird nun diese ungleichmäßige Beeinflussung der magnetischen Flüsse der einzelnen Pole eines höherpoligen Systems durch die Erregung eines niederpoligen Systems in seinem Einfluß auf die Ströme in der höherpoligen Ankerwicklung dadurch unterdrückt, däß die höherpolige Ankerwicklung als Wellenwicklung ausgebildet ist, oder dadurch, daß die infolge der ungleichen Polflüsse ungleich induzierten Wicklungszweige der höherpoligen Ankerwicklung getrennte äußere Stromkreise speisen.
  • Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung dieser Anordnung des Hauptpatents, die insbesondere eine weitere Erhöhung der Verstärkerwirkung der Maschine ergibt. Erfindungsgemäß ist die Ankerwicklung der höchsten Polzahl und die Ankerwicklung der nächstniedrigeren Polzahl in Reihe mit der Erregerwicklung für die nächste Polzahl geschaltet. Durch die Einführung dieser Selbsterregung für die Ausgangsstufe erreicht man, daß der Verstärkungsfaktor sehr groß Wird. Auch die Eingangsstufe und/oder eine zwischen Eingangs- und Ausgangsstufe liegende weitere Stufe kann in Selbsterregungsschaltung geschaltet werden, wobei bei der Eingangsstufe in Reihe mit der Ankerwicklung zweckmäßig eine Fremdspannung eingeführt wird, um die Regelgeschwindigkeit zu erhöhen. Diese Fremdspannung kann beispielsweise aus einer Gleichstrombatterie bestehen, und in diesen Stromkreis kann ein regelbarer Widerstand eingestellt werden, oder man kann auch die Fremdspannung selbst regeln. Durch die Einführung der Selbsterregung auch für die Eingangsstufe wird der Verstärkungsgrad der Verstärkermaschine noch weiter erhöht.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, bei der eine vierpolige und eine zweipolige Gleichstrommaschine zu einer einzigen Maschine vereinigt sind.
  • Bei der Anordnung nach Fig. I ist die nur schematisch dargestellte Ankerwicklung 3 der vierpoligen Maschine als Wellenwicklung ausgeführt. Sie ist an einen Kommutator angeschlossen, von dem die Spannung über die Bürsten 4 abgenommen wird. Außerdem ist noch eine zweipolige Ankerwicklung I, die als Schleifen- oder Wellenwicklung ausgeführt werden kann, vorhanden. Sie ist an einen besonderen Kommutator angeschlossen, dessen Bürsten mit 2 bezeichnet sind. Der Ständer besitzt vier Einzelpole. Die Erregerwicklung 6 für die vierpolige Ankerwicklung ist in üblicher Weise so geschaltet, daß die vier aufeinanderfolgenden Pole wechselnde Polarität aufweisen. Die andere Erregerwicklung 5 für die zweipolige Ankerwicklung ist so geschaltet, daß jeweils zwei benachbarte Pole einen Erregerpol für die zweipolige Ankerwicklung bilden. Gemäß der Erfindung ist die Ankerwicklung I in Reihe mit der Erregerwicklung 6 und der Ankerwicklung 4 geschaltet. Dadurch wird erreicht, daß bereits eine kleine Ankerspannung der Eingangsstufe eine große Spannung der Ausgangsstufe zur Folge hat, also ein großer Verstärkungsgrad erreicht wird. Außerdem besitzen die Pole noch eine weitere Wicklung 25, die so geschaltet ist, daß ebenfalls zwei benachbarte Pole einen Erregerpol für die zweipolige Ankerwicklung darstellen. Diese Wicklung wirkt der Wicklung 5 entgegen und wird von der Spannung, die der Strom der Ausgangsstufe an einem Widerstand 24 erzeugt, gespeist. Die Erregerwicklung 6 wird an eine Gleichspannungsquelle 22 und einen dazu in Reihe liegenden Regelwiderstand 23 angeschlossen.
  • Die grundsätzliche Schaltungsanordnung geht aus Fig. 2 hervor. Der resultierende Widerstand in dem Erregerkreis der Wicklung 6 kann so gewählt werden, daß ohne Fremderregung keine Selbsterregung auftreten kann. Man kann ihn aber auch so wählen, daß eine Selbsterregung auftritt. Die zweipolige Ankerwicklung braucht im stationären Zustand jeweils nur die AW aufzubringen, die zwischen der Widerstandsgeraden des Kreises der Erregerwicklung 6 und der Eisenkennlinie der Ausgangsstufe liegen.
  • Dies geht aus Fig. 3 hervor. In dieser ist über den Amperewindungen AW die Spannung E der Ausgangsstufe, die an den Bürsten 4 abgenommen wird, dargestellt. Mit a ist die Charakteristik der Ausgangsstufe, die in einem möglichst großen Bereich linear verläuft, dargestellt. Die Widerstandsgerade b für den Erregerkreis ist im Ausführungsbeispiel so gelegt, daß ohne Fremderregung keine Selbsterregung eintritt. Erst durch die zusätzliche Fremderregung, hervorgerufen durch die Spannung an der Ankerwicklung I, erregt sich die Ausgangsstufe mit der Spannung E". Wie man aus Fig. 3 ersieht, hat die Eingangsstufe nur die verhältnismäßig kleinen Amperewindungen AWF aufzubringen, während die AWS der Selbsterregung von der Ausgangsstufe selbst hervorgerufen werden. Im geradlinigen Teil der Charakteristik wird damit die Verstärkung im Verhältnis vergrößert. Wie bereits erwähnt, kann man auch die Eingangsstufe mit Selbsterregung ausführen. Dies ist in Fig. dargestellt, während Fig. 5 das Prinzipschaltbild angibt. Soweit die Teile mit denen der Fig. I bzw. 2 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen gewählt. Zum Unterschied von der Anordnung nach Fig. I liegen in Reihe die Erregerwicklung 5 der Eingangsstufe, die Gleichspannungsquelle 22, der einstellbare Regelwiderstand 23 und die Ankerwicklung I. Man könnte auch die Gleichspannungsquelle und den einstellbaren Widerstand in Reihe mit der anderen Erregerwicklung 25 legen, die von der Spannung am Widerstand 24 erregt wird, oder an eine besondere Erregerwicklung anschließen, wobei die Erregerwicklung 5 dann allein an die Ankerwicklung i an-Beschlössen ist (Selbsterregungsschaltung).
  • Die Erregungsverhältnisse für die Erregerwicklung 5 der Eingangsstufe für das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 gehen aus Fig. 6 hervor, in welcher die Spannung an der i in Abhängigkeit von den Amperewindungen AW aufgetreten ist. Wenn nur die von der Batterie 22 herrührende Fremderregung vorhanden wäre, würden die durch die jeweilige Stellung des Reglers 23 festgelegten Fremderregungsamperewindungen AWF wirksam sein. Bei der kleinsten Widerstandsstufe würde am Kommutator 2 die Spannung E auftreten. Die zusätzliche Selbsterregung durch die Spannung am Kommutator 2 bringt die Selbsterregungsamperewindungen AWS hervor, durch die die Spannung am Kommutator 2 vom Wert E auf E' vergrößert wird. Damit vergrößert sich auch der Verstärkungsfaktor der ersten Stufe um das Verhältnis . Bei großen Werten des Regelwiderstandes 23 werden die AWF der Fremderregung kleiner und die Selbsterregungsgerade steiler, wie es in Fig. 6 dargestellt ist.
  • Der Verstärkungsgrad beider Stufen wird dadurch gleich: Man kann auch, wie erwähnt, die Erregerwicklung 5 unmittelbar an die Ankerwicklung 5 anschließen und eine weitere Erregerwicklung vorsehen, die lediglich an die Batterie 22 und den Widerstand 23 angeschlossen ist. Man erhält für die Eingangsstufe dann ähnliche Verhältnisse, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, und die gesamte Verstärkung der beiden Stufen wird dann bei ungesättigter Charakteristik im Verhältnis vergrößert. Wie bereits im Hauptpatent erwähnt, kann man z. B. noch eine dritte Verstärkerstufe, z. B. durch eine Querfelderregung, einführen. Sie wird zweckmäßig zwischen die Eingangs- und die Ausgangsstufe geschaltet. Die Verstärkermaschine gemäß der Erfindung kann beispielsweise als Erregermaschine für den Generator eines Leonardumformers verwendet werden, der einen Motor für einen Förderantrieb, eine Walzenstraße od. dgl. speist. Man kann dabei durch Einstellung des Reglers 23 die Ausgangsspannung des Generators regeln.
  • Zu erwähnen ist noch, daß die in den Figuren dargestellte Differenzerregung der Eingangsstufe die Möglichkeit gibt, eine sehr schnelle Regelung zu erzielen, da bereits eine geringe Änderung des Widerstandes eine große Änderung der Differenzerregung hervorruft.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Elektrische Verstärkermaschine mit mindestens zwei Erregerwicklungen, deren Polzahlen sich wie I:2n verhalten, und einer der höchsten Polzahl entsprechenden Anzahl von Einzelpolen mit mindestens zwei Erregerwicklungen, wobei die Erregerwicklung der höheren von der Ankerwicklung der nächstniedrigeren Polzahl gespeist wird, bei der gemäß Patent 875 226 die höherpolige Ankerwicklung als Wellenwicklung ausgebildet ist oder die infolge der ungleichen Polflüsse ungleich induzierten Wicklungszweige der höherpoligen Ankerwicklung getrennte äußere Stromkreise speisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwicklung der höchsten Polzahl mit der Ankerwicklung der nächstniedrigeren Polzahl in Reihe mit der Erregerwicklung der höchsten Polzahl geschaltet ist.
  2. 2. Elektrische Verstärkermaschine nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB die Erregerwicklung der niedrigsten in Selbsterregerschaltung geschaltet ist, wobei in Reihe mit der Ankerwicklung oder in Reihe mit einer besonderen Erregerwicklung eine Fremdspannungsquelle angeschlossen ist.
DES22047A 1951-02-25 1951-02-25 Elektrische Verstaerkermaschine Expired DE920432C (de)

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