Synchroninaschine für asynchronen Anlauf mit Dämpfervorrichtung. Es ist bekannt, Synchronmaschinen für asynchronen Anlauf mit lamellierten Polen oder Polschuhen und einem Dämpfergitter auszurüsten, das gleichzeitig das Feld in der Achse der Hauptpole (Längsfeld) und des Polzwisehenraumes (Querfeld) beeinflusst. Man wusste aber bisher nicht, wie dieses Dämpfer- gitter auf ein Maximum seiner Wirksamkeit zu dimensionieren sei.
Theoretische Unter suchungen haben folgenden Weg gewiesen: Massgebend für die Wirkung des Dämpfer- gitters ist eine dimensionslose Grösse, die als "reduzierte Breite" bezeichnet sei. Urn diesen Begriff zu verstehen, denke man sich das Dämpfergitter durch eine Dämpferplatte von gleichem Material und Gewicht ersetzt, welche die ganze Polschuhfläche im Luftratim mit der gleichmässigen Dick,-<B>d</B> bedeckt.<B>Es</B> ist sogar oft vorteilhatt, an Stelle des Gitters eine solche Platte wirklich auszuführen (Fig. <B>1)
.</B> Denn sie besitzt weit weniger Streuung als ein Gitter und ist weit besser gekühlt, lässt also die bei höheren Anfahrleistungen ein tretende<B>)</B> stärkeren Verluste zu. Der Gefahr der Wirbelstrombildung bei Synchronismus lässt sich durch gerade oder schräge Schlitze wirksam begegnen.
In jedem Falle sei <I>B</I> die Breite des Polschuhes in Zentimeter, <I>L</I> die Länge der Dämpferplatte in achsialer Richtung, <B><I>d</I></B> ihre Dicke, <B><I>q</I></B> der Querschnitt der Dämpferlaschen, <B>y</B> die Periodenzahl bei Anlauf, ein fiktiver Luftweg (in Zentimeter), der den magnetischen Widerstand des Längs feldes ersetzt, 2 ist die Leitfähigl#eit des Dämpfertnaterials in I/Ohm pro Meter Länge und Qua dratmillimeter Querschnitt, und Ic ein gewi,"er Zuschlag,
der den Widerstand der Dämpferlaschen längs des Polbogens berücksichtigt. Die-,e Grösse berechnet sich nach der Formel
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Diese Formel gilt bei vollständig sitius- förmigem Feld#-erlauf genau und sonst in praktisch ausreichender Annäherung.
Sie setzt voraus, dass die Dämpferlaschen aus dem selben Material bestehen wie die Dämpfer- platten- bezw. -stäbe; im andern Falle ist auf der rechten Seite der Formel noch das Ver hältnis der Leitfähigkeit des Platten- bezw. Stabmaterials zu derjenigen des Laschen materials als Faktor hinzuzufügen.
Dann verstehen wir unter der "reduzierten Breite" des Dämpfergitters oder der Dämpfer- platte den Ausdruck:
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vergl. Dreyfus, Archiv für Elektrotechnik, VII. Band. Seite 57-12t) und Seite<B>379-426,</B> insbesondere Seite<B>91,</B> (;l eichting <B>50.</B>
Gemäss der Erfindung ist nun das Dämpfer- gitter lediglich mit Rücksicht auf die Aus- mitzung des Längsfeldes dimensioniert,<B>d.</B> h. sie sucht züi erreichen, dass das Verhältnis des vom lAngsfeld gelieferten Beitrages des gesamten Anlaufmomentes zum kVA-Ver- brauch ein möglichst hohes wird.<B>Ei</B> s lässt sich zeigen, dass die "reduzierte Breite" l* <B>= 3,5</B> bis 4 einen besonders günstigen Wert darstellt.
Jedenfalls soll e nicht kleiner als<B>3</B> und nicht grösser als<B>6</B> sein. Bisher hat man nach ganz anderen Gesichtspunkten dimensioniert. Um nur eines zu erwähnen, führte man bei grossen Maschinen das Dämpfergitter stets stärker aus als bei kleinen Maschinen. Nach der obigen Formel soll dagegen bei gleichem Material (2) und gleicher Periodenzahl für grosse und kleine Maschinen
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sein oder, da<I>B,<B>d</B></I> den Querschnitt Q des Dämpfergitters ausdrückt,
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DerMaterialaufwandproZentinieterAnker- länge soll also für alle Maschinen verschie dener Leistung, aber mit gleichem Verhältnis von Luftspalt zu Polbogen derselbe sein.
Liegt die Dimensionierung des Dämpfer- gitters oder der Dämpferplatte fest, so wird der Widerstand der Dämpferlaschen im Pol zwischenraum so bestimmt, dass auch die Aus nutzung des Querfeldes möglichst hoch und die Unsymnietrien der Stromaufnallme mög lichst gering werden. Die Theorie liefert dafür meist das zwei- bis dreifache des Wider standes eines Dämpfergitters. Die Voraus berechnung hier mitzuteilen erübrigt sich, da die genaue Feststellung auch an der fertigen Maschine noch experimentell erfolgen kann.
Diesen Weg wird man namentlich immer dann einschlagen, wenn man den Widerstand .nicht zwischen die Pole, sondern ausserhalb der Maschine legt. Es ist dazu nur nötig, sämtliche Gritter orler Platten für das Quer feld in Reihe zu schalten und die Enden an Schleifringe anzuschliessen (Fig. 2). Das hat den grossen Vorteil, dass man bei Synehronis- mus mit geringerem Querwiderstand, also stärkerer Dämpftin <B>g</B> etwaiger mechanischer Pendeltingen, arbeiten kann.
Damit der 2üii>;tige Wert für die jedu- zierte Breite. des Dämpfergitters erreicht wird, muss dieses einen hohen elektrischen 'Wider stand besitzen. Anderseits soll der Dämpfer- querschnitt nicht zu sehr vermindert werden, damit beim Anlauf keine übermässig hohen Stromdiehten auftreten.
Es gibt einen Weg, die beiden wider sprechenden Forderungen zu befriedigen. Die Pig. <B>3</B> erläutert sein Prinzip. Der Pol ist weder vollkommen massiv, noch vollkommen lamelliert, sondern besteht aus zwei massiven Seitenstücken init einem lamellierten Mittel stück. Da die massiven Wangen denWechsel- fluss nur längs ihrer Oberfläche leiten, so geht bei asynehronein Anlauf fast der ganze An- laufflux durch die lamellierte Einlage.
Ihre Breite Li bestimmt daher zuoleich die aktive Länge der Dämpfervorrichtung; hingegen kommen die äusseren Dämpferabschnitte <I><U>L</U></I> 2 im gleichen Sinne wie die Dämpferlaschen fast nur als eine Vergrösserung des Dämpfer- widerstandes in Betracht.
Aus diesem Grunde ist jetzt auch die reduzierte Dämpferbreite <B>er</B> kleiner, als wenn der Pol auf seiner ganzen Breite (Li <B><I>+</I></B> L") Iamelliert wäre K), und zwar gilt:
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Mit andern Worten, durch richtige Be messung des Verhältnisses Li zu L., kann man für die reduzierte Dämpferbreite genügend kleine Werte erhalten, ohne den Dänipfer- querschnitt zu verringern.
Für die Ausführung des Erfindungsgedan kens ist es unwesentlich, ob man nur ein lawelliertes Mittelstück verwendet, oder ob man den Pol abwechselnd aus massiven und lamellierten Abschnitten aufbaut, solange sich nur die Lamellierung durch den ganzen Pol kern erstreckt. Das Joch kann massiv sein. Besser werden jedoch auch hier lamellierte Einlagen oder ein laniellierter Nebenschluss nach dein deutschen Patent 311949 vorge sehen, damit der Längsflux sich auch durch einen Teil des Joches ohne Wirbelstrom- bildung schliessen kann.
Besonders wichtig ist es, dass es durch die Erfindung möglich wird, die magnetischen Widerstände in der Achse des Längsfeldes (Polachse) und des Querfeldes (Polzwisehen- raum) für den asynchronen Anlauf unabhängig voneinander zu regeln. Man muss streben, Längs- und Querfeld gleich stark zu erhalten. Weil aber der Polzwischenraum die Ent faltung des Querfeldes unterbindet, muss man es unter den Polen um so stärker ausbilden.
Das lässt sich erreichen, indem man ausser der schon beschriebenen lamellierten Einlage, die gleichzeitig den Längs- und Querflux leitet, weitere lamellierte Einlagen vorsieht, die nur dem Querfluss zugute kommen. Solche Einlagen dürfen daher nicht wie die zuerst behandelte bis zum Joch reichen, sondern nur bis zu einer geringen Tiefe, wie sie genügt, um den Querflux von einer Polseite auf die andere hinüberzuleiten (Fig. 4).