DE952729C - Anordnung fuer die Fernuebertragung von Winkelbewegungen mit Hilfe von selbstsynchronisierenden dynamoelektrischen Maschinen - Google Patents

Anordnung fuer die Fernuebertragung von Winkelbewegungen mit Hilfe von selbstsynchronisierenden dynamoelektrischen Maschinen

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Publication number
DE952729C
DE952729C DEB33096A DEB0033096A DE952729C DE 952729 C DE952729 C DE 952729C DE B33096 A DEB33096 A DE B33096A DE B0033096 A DEB0033096 A DE B0033096A DE 952729 C DE952729 C DE 952729C
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DE
Germany
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encoder
winding
machine
receiver
slip rings
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Expired
Application number
DEB33096A
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English (en)
Inventor
Shafi-Uddin Ahmed Choudhury
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.)
British Thomson Houston Co Ltd
Original Assignee
British Thomson Houston Co Ltd
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18Rotary transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Description

  • .Anordnung für die Fernübertragung von Winkelbewegungen mit Hilfe von selbstsynchronisierenden dynamoelektrischen Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen mit selbstsynchronisierenden, dynamoelektrischen Maschinen und betrifft Anordnungen mit Maschinen der Art, für die Fernübertragung von Winkelbewegung und Drehmoment verwendet werden. Anordnungen mit solchen Maschinen sind gekennzeichnet durch die Verwendung einer Maschine als Geber und einer anderen als Empfänger. Die Ausbildung der Maschinen und ihre Verbindung untereinander ist so, daß jede Winkelbewegung der einen, Geber genannten Maschine durch die Bewegung der anderen, Empfänger genannten bzw. mehrerer anderer reproduziert wird oder bei diesen das Bestreben hervorruft, sie zu reproduzieren. Wenn Fernübertragungsmaschinen normaler Bauart verwendet werden, muß das zur Bewegung des Empfängers erforderliche Drehmoment durch den Geber aufgebracht werden.
  • In der britischen Patentschrift 582 341 ist eine abgewandelte Form einer derartigen dynamoelektrischen '!Maschine beschrieben, bei der das für den Antrieb des Gebers notwendige Drehmoment auf einen Bruchteil des für den mitlaufenden Empfänger notwendigen Drehmomentes reduziert wird, dadurch, daß die Gebermaschine mit einem Kommutator versehen ist, mit dem kurzgeschlossene Bürsten verbunden sind, zusätzlich zu den Schleifringen, welche für Fernübertragungsmaschinen normaler Bauart notwendig sind. In der in obiger Patentschrift offenbarten Anordnung ist die mit dem Geber zusammenarbeitende Empfängermaschine eine normale, motorähnliche Bauart, d. h. eine Maschine mit einer dreiphasigen Statorwicklung und einer einphasigen Rotorwicklung, wobei der Rotor nicht mit einem Kommutator versehen ist.
  • Hauptzweck der Erfindung ist es, eine Anordnung der in Frage stehenden Art - durch noch weitergehende Verminderung der für den Geber erforderlichen Antriebsleistung zu verbessern.
  • Ein weiterer Zweck ist es, eine Anordnung zu schaffen, welche die Zu- und Abschaltung des Empfängers ermöglicht, während der Geber sich in Drehung befindet, wobei das Hochlaufen und die Synchronisierung des Empfängers mit dem Geber automatisch auf das Einschalten des Empfängers folgt.
  • In einer Anordnung mit selbstsynchronisierenden, dynamoelektrischen Maschinen, von denen eine als Geber und die andere (oder eine Mehrzahl anderer) als Empfänger arbeitet, ist gemäß der Erfindung jede der Maschinen mit Wicklti.ngen vor= gesehen, die dergestalt mit einer Wechselstromquelle verbunden sind, daß die Maschine dadurch befähigt wird, sowohl eine mechanische Leistung abzugeben als auch ihren Synchronismus mit der anderen Maschine (oder den anderen Maschinen) aufrechtzuerhalten.
  • Man kann somit bei der Ausführung der Erfindung eine Empfängermaschine verwenden, welche funktionsmäßig der für .den Geber verwendeten ähnlich ist. Vorzugsweise ist die Empfängermaschine von der Synchronbauart und mit einem Kommutator versehen und somit von einer ähnlichen Bauart wie die des Gebers gemäß der britischen Patentschrift 582 341. Die Leistungsabgabe des Systems wird somit erhöht, ohne daß das zum Antrieb des Gebers erforderliche Drehmoment erhöht wird.
  • Senkrecht zu den Hauptwicklungen stehende Antriebswicklungen in Geber- und Empfängermaschine sind untereinander parallel und über einen- Kondensator mit der Wechselstromquelle für die gesamte Anordnung verbunden, um die gewünschte Erregung aufzubringen.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine Anordnung gemäß der Erfindung; Fig.2 zeigt eine Abwandlung der Fig. 1, und Fig. 3 und 4 zeigen Schaltverbindungen, welche angewendet werden können.
  • Beim Empfänger werden dieselben Bezugsnummern, jedoch mit Index, zur Bezeichnung von dem Geber entsprechenden Teilen verwendet.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Gebermaschine einen Anker bzw. Rotor, der zwei Wicklungen trägt, eine Primärwicklung 5 und eine Sekundärwicklung 6, von denen die Wicklung 5 mit einem Kommutator 8 und die Wicklung 6 mit den Schleifringen 7 verbunden ist. Wahlweise können an Stelle einer getrennten Sekundärwicklung 6 um 12o elektrische Grade versetzte Anzapfungen an der primären Kommutatorwicklung 5 mit den Schleifringen verbunden sein. Eine besondere Sekundärwicklung 6 ist wesentlich, wenn die Entfernung zwischen Geber und Empfänger so ist, daß der Widerstand der Verbindungsleitungen dem der Kommutatorwicklung vergleichbar wird. Der Anker besteht vorzugsweise aus einer genuteten, lamellierten Trommel aus magnetischem Material, wobei die Wicklungen in' den Nuten in der üblichen Weise eingebettet sind.
  • Der das Feld erzeugende Teil der :Maschine weist eine Feldwicklung 12 und zusätzlich eine Antriebswicklung 13 auf, deren Achse um 9o elektrische Grade gegen die Wicklung 12 versetzt ist. Kurzgeschlossene Bürsten 9 sind so angebracht, daß sie auf dem Kommutator dergestalt aufliegen, daß sie einen geschlossenen Stromkreis nur in der senkrechten Achse bilden, d. h. elektrisch rechtwinklig zur Feldwicklung 12, so daß durch einen Strom in der Feldwicklung in dem geschlossenen Stromkreis keine Ströme direkt induziert werden.
  • Die Empfängermaschine ist ähnlich wie die Gebermaschine gebaut. Die Sekundärwicklungen 6 und 6' sind durch die Leiter 4 verbunden, und die Feldwicklungen 12 und 12' werden aus einer gemeinsamen Einphasenwechselstromquelle erregt. Die Antriebswicklungen 13 und 13' sind miteinander parallel und dann in Serie mit einem entsprechenden Kondensator 14 an die Stromquelle geschaltet.
  • Der Geber wird durch einen Motor angetrieben, der Nebenschlußcharakteristik aufweisen und von variabler Geschwindigkeit sein kann und zusätzlich irgendeine Belastung, z. B. einen Förderer, antreibt. Der Empfänger ist mit einer anderen Belastung gekuppelt, z. B. einem anderen Förderer, welcher in wechselseitigem Synchronismus mit der mit dem Antriebsmotor verbundenen Belastung angetrieben werden soll.
  • Der Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung besteht im Vergleich zu einer solchen, welche übliche Fernübertragungsmaschinen verwendet, darin, daß die zum Antrieb des Gebers erforderliche Leistung nur ein Bruchteil der vom Empfänger abgegebenen Leistung zu sein braucht. Tatsächlich kann diese Leistung negativ gemacht werden, d. h., der Geber kann motorische Leistung an seinen Antriebsmotor abgeben, welcher die Geschwindigkeit des Aggregats steuert. Dies geschieht durch geeignete Wahl des Kondensators.
  • Der Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung im Vergleich zu der gemäß der britischen Patentschrift 582 341 besteht darin, daß im Betrieb eine größere Leistung von einer gegebenen Maschinengröße aus folgenden Gründen erhalten werden kann. Bei Anschluß der Wicklungen 13 und 13i-an die Stromquelle in Serie mit dem Kondensator 14 leiten erstere durch Transformatorwirkung Ströme in die Kommutatorwicklungen 5 und 5' in solcher Phasenlage mit dem durch die Feldströme in 12 und 12' erzeugten Fluß, daß sowohl Geber- als auch Empfängermaschine ein motorisches Drehmoment entwickeln, welches die Maschinen unabhängig von irgendeiner äußeren Antriebskraft laufen läßt. Infolge der relativ hohen Impedanz des verwendeten Kondensators im Vergleich zur Maschinenimpedanz ist die Änderung des Stromes in den Wicklungen 5 und 5' bei großen Geschwindigkeitsänderungen klein. Dies verleiht den Maschinen eine mehr oder weniger konstante Drehmomentcharakteri.stilc für alle Geschwindigkeiten, so daß der andere Motor die Geschwindigkeit zwangläufig auf jedem verlangten Wert hält.
  • Bei der in der britischen Patentschrift 58a-341 gezeigten Anordnung wird di.e ganze Leistung des Empfängers von dem Strom gewonnen, welcher vom Geber her durch seine Sekundärwicklung fließt. Da bei dem Aggregat gemäß der Erfindung der Empfänger ein eigenes motorisches Drehmoment besitzt, wird ein Teil der Leistung durch den Empfänger direkt aus der Stromquelle entnommen, und nur ein Teil fließt durch die Leiter q vom Geber zum Empfänger. Die abgegebene Leistung kann deshalb, verglichen mit derjenigen, welche vom Empfänger bei einer Anordnung ge-. maß der britischen Patentschrift 582 341 erhältlich ist, leicht verdoppelt werden.
  • Ein weiterer bedeutender Vorteil der Erfindung besteht darin,-,d-aß keine besondere Regelschaltung zur Synchronisierung der Maschinen vor, Inbetriebnahme erforderlich ist. Die Erregung kann entweder unmittelbar mit dem Motor oder nach dem Motor eingeschaltet werden, so daß jeder Antrieb eingeschaltet und mit einem anderen Antrieb, der schon in Betrieb sein kann, selbsttätig synchronisiert werden kann. Die zwei Schaltanordnungen sind in Fig. 3 und q. gezeigt. In Fig. 3 werden sowohl d'e Maschinen als auch der Antriebsmotor durch die Schalter S1 und S2, welche mechanisch oder elektrisch gekuppelt sind und jeweils die Energiezufuhr zu den Maschinen und zum Motor regeln, gleichzeitig unter Strom gesetzt. Der Schalter S2 kann eine zwei- oder dreipolige Bauart sein. Wenn die Geber- und die Empfängermaschine später als der Motor eingeschaltet werden sollen, ist es, wie in Fig. q. gezeigt," notwendig, daß der Schalter S2 eine Unterbrechung aufweist, so daß das Fernübertragungsaggregat nie eingeschaltet werden kann, bevor nicht der Antriebsmotor ebenfalls eingeschaltet ist.
  • Wenn auch die Feld- und Antriebswicklungen 12 und 12' bzw. @ 13 und 13' der Maschinen als zweiphasige Wicklungen dargestellt sind, können sie äquivalente abgeglichene oder unabgeglichene dreiphasige Wicklungen sein, die entweder im Stern oder Dreieck, wie für dreiphasige Induktionsmotoren, geschaltet sind. In Fig.2 sind im Stern geschaltete Wicklungen dargestellt, wobei 15, 16 und 17 äquivalent zu 12 und 13 sowie 15', 16' und 17' äquivalent zu 12' und 13' sind. Der Vorteil der Hauptschlußcharakteristik besteht darin, daß die Geschwindigkeit des Gebers über einen sehr großen Bereich durch den Antriebsmotor oder ein mit ihm verbundenes regelbares Geschwindigkeitsgetriebe geändert werden kann, ohne daß noch irgend etwas in dem sich selbst antreibenden induktiven Fernübertragungsstromkreis nachgeregelt werden muß, und dennoch die Fernübertragungsströme immer in zulässigen Grenzen gehalten werden.
  • Obwohl nur ein Empfänger in der Zeichnung gezeigt ist, können deren mehrere mit einem einzigen Geber verwendet werden.
  • Die Erfindung ist besonders geeignet für Fälle, bei. denen ein synchronisierter Antrieb oder mehrere zu einem bereits bestehenden Antrieb hinzukommen sollen, ohne daß man die Leistung des vorhandenen Antriebsmotors ändern muß.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Selbstsynchronisierende Anordnung für die Fernübertragung von Winkelbewegung und Drehmoment mit als Geber und Empfänger verbundenen dynamoelektrischen Maschinen, wobei die Gebermaschine relativ zueinander drehbare Feld- und Ankerglieder aufweist, wobei das Feldglied eine wechselstromgespeiste Erregerwicklung trägt und das Ankerglied mit einer Kommutatorwicklung mit den Kommutator in der senkrechten Erregerachse kurzschließenden Bürsten und mit mehrphasigen, mit Schleifringen verbundenen Klemmen versehen ist und wobei die Empfängermaschine relativ zueinander drehbare Elemente aufweist, von denen das eine eine mit den Schleifringen der Gebermaschine verbundene mehrphasige Sekundärwicklung trägt, während das andere eine primäre, aus der den Geber speisenden Wechselstromquelle gespeiste Erregerwicklung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Geber- wie Empfängermaschine mit einer zusätzlichen antreibenden Primärwicklung versehen sind, deren Achse um 9o° gegen die Erregerwicklung versetzt ist und die über einen Kondensator aus der Wechselstromquelle erregt wird, wobei das sekundäre Element der Empfängermaschine ebenfalls mit einer kurzgeschlossenen Kommutatorwicklung ähnlich der des Gebers und mit einer mehrphasigen, über Schleifringe mit den Schleifringen des Gebers verbundenen Wicklung versehen ist, wodurch die Empfängermaschine imstande ist, während sie der Bewegung des Gebers folgt, ein von dem dem Geber aufgedrückten Drehmoment unabhängiges Drehmoment zu entwickeln und mit dem Geber verbindbar oder von ihm trennbar ist, während letzterer in Bewegung ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 93 9L2; USA.-Patentschrift Nr. 684 579.
DEB33096A 1953-10-21 1954-10-22 Anordnung fuer die Fernuebertragung von Winkelbewegungen mit Hilfe von selbstsynchronisierenden dynamoelektrischen Maschinen Expired DE952729C (de)

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GB952729X 1953-10-21

Publications (1)

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DE952729C true DE952729C (de) 1956-11-22

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ID=10786233

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DEB33096A Expired DE952729C (de) 1953-10-21 1954-10-22 Anordnung fuer die Fernuebertragung von Winkelbewegungen mit Hilfe von selbstsynchronisierenden dynamoelektrischen Maschinen

Country Status (1)

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DE (1) DE952729C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1079158B (de) * 1955-04-07 1960-04-07 British Thomson Houston Co Ltd Synchronisieranordnung fuer dynamoelektrische Maschinen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE93912C (de) *
US684579A (en) * 1901-10-10 Siemens & Halske Elec Co Usa Means for operating electrical machines synchronously.

Patent Citations (2)

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