CH104651A - Drehstrom-Synchronmotor. - Google Patents

Description

  Drehstrom-Synchronmotor.    Gegenstand der Erfindung ist ein. Dreh  strom-Synchronmotor, insbesondere für klei  nere Leistungen, :der in ähnlicher Weise wie  ein Asynchronmotor angelassen wird, in Syn  chronismus fällt und seinen Erregerstrom  selbst erzeugt.  



  Der Motor erhält einen umlaufenden Pri  märteil, auf de=m ausser der Drehstromwick  lung noch eine Gleichstromankerwicklung an  gebracht ist, die mit einem Kommutator ver  bunden ist und den Erregergleichstrom er  zeugt. Der Ständer erhält eine Mehrphasen  wicklung, vorzugsweise eine Zweiphasen  wicklung; beim Anlauf dienen die Phasen ge  meinsam als Sekundärwicklung. Sie üben,  mit dem Anlasser verbunden, dieselbe Wir  kung aus wie die Läuferwicklung eines ge  wöhnlichen Drehstromasynchronmotors. Im  Synchronismus, d. h. während des Betriebes,  dient ein Teil der Phasen als Erregerwick  lung, indem derselbe von der Ankerwicklung  über den Kommutator mit Gleichstrom ge  speist wird. Die Spannung des Erregerstrom  kreises :mass natürlich entsprechend dem klei  nen Widerstand der Ständerwicklung ver  hältnismässig niedrig gewählt werden.

      Die Schaltung ist in der Abbildung bei  spielsweise dargestellt. Es bedeuten 1, 2, 3  die Drehstromwicklung des Läufers, der  durch die Schleifringe 4, 5, 6 der Netzstrom  zugeführt wird. Die Wicklung 7 ist die zur  Erzeugung des Erregergleichstromes dienende  Gleichstromläuferwicklung, die mit einem in  der Abbildung nicht dargestellten Kommutator  verbunden ist. Der erzeugte Gleichstrom wird  durch die Bürsten 8 und 9 abgenommen. Wie  ersichtlich, steht die Gleichstromwicklung 7  mit den Drehstromwicklungen 1, 2, 3 in lei  tender Verbindung. Die Gleichstromwicklung  7 ist nach Art eines Drehstrom-Gleichstrom  Einankerumformers an drei Punkten ange  zapft, an denen in bekannter Weise eine  Drehstromspannung herrscht. An diese drei  Punkte sind die Wicklungen 1, 2, 3 ange  schlossen.

   Diese sind am Umfang des Ankers  in solcher Lageangebracht, dass die in ihnen  entstehenden Spannungen sich geradlinig zu  der Drehstromspannung addieren, die an den  erwähnten drei Anzapfpunkten der Wicklung  7 herrscht. Hierdurch wird ein zweifacher  Vorteil erreicht. Erstens wird die     Windungs-          zahl    der     Drehstromwicklung        in    dem Verhält-      nis verringert, in dem die an den drei An  schlusspunkten herrschende Drehstromspan  nung zur Netzspannung steht. Zweitens wer  den durch diese Schaltungsweise die in der  Gleichstromwicklung 7 auftretenden Kupfer  verluste verringert.

   Wenn die Verhältnisse so  gewählt werden (was praktisch leicht möglich  ist), dass der Erregergleichstrom etwa gleich  der Stärke des bei voller Belastung auftre  tenden Drehstroms ist, so subtrahieren sich die  beiden Ströme in der Gleichstromwicklung  in der bei Einanker-Umformern bekannten  Weise, wobei der Verlust in der Ankerwick  lung nur 56 % desjenigen Wertes beträgt, der  bei gleicher Stromstärke auftritt, wenn die  Maschine als Gleichstromdynamo arbeitet.  



  Die Gleiehstrombürste 8 steht mit der  Ständerwicklung 10 in Verbindung; von die  ser fliesst der Strom über den Anlasswider  stand 12 zur Gleichstrombürste 9. Die zweite  Phase 11 der Ständerwicklung schliesst sich,  wie aus der Abbildung ersichtlich, ebenfalls  über den Anlasser 12.  



  Der Anlassvorgang spielt sich folgender  massen ab: Nach Einschaltung des Netzschal  ters 13 erhält der Läufer Drehstrom und in  duziert in den Ständerwicklungen 10 und 11  Zweiphasenstrom, der über den Anlasser 12  geschlossen wird, wobei in der bei Asynchron  motoren bekannten Weise ein Drehmoment  des Motors erzeugt wird. Dieser setzt sich in  Bewegung, und mit zunehmender Drehzahl  wird der Anlasser 12 allmählich kurzge  schlossen; inzwischen ist an den Bürsten 8  und 9 eine verhältnismässig niedrige Wechsel  spannung entstanden. Es fliesst durch die  Wicklung 10 ein entsprechender Wechsel  strom, dessen .Stärke beim Kurzschluss des  Anlassers 12 zunimmt, während seine Fre  quenz mit zunehmender Drehzahl des Motors  allmählich abnimmt.

   Wenn der Anlasser 12  ganz kurzgeschlossen ist, läuft der Motor als  Asynchronmotor mit ganz geringem Schlupf  und fällt bei richtiger Wahl der Verhältnisse  von selbst in Synchronismus. Nunmehr ist der  aus den Bürsten 8, 9 kommende Strom Gleich  strom, der die Erregung des Motors durch die  Wicklung 10 übernimmt, so dass die Läufer-    wicklungen 1, ? und 3 von Blindstrom ent  lastet werden.  



  Aus bekannten Gründen nimmt die Stärke  des erforderlichen Erregergleichstromes bei  Belastung des Motors zu. Wird der Erreger  strom bei Belastung nicht entsprechend v     er-          stärlkt,    so fällt der Motor ausser Tritt. Wählt  man aber die Erregung von vornherein so  stark, wie zu voller Belastung erforderlich ist,  so ist der Motor bei Leerlauf überregt und  gibt voreilenden Blindstrom an das Netz zu  rück. Dies ist in der Regel nicht erwünscht,  da hierdurch ein verhältnismässig niedriger  Wirkungsgrad des Motors bei Teilbelastung  herbeigeführt wird.  



  Bei dem den Gegenstand der Erfindung  bildenden Motor kann in sehr einfacher Weise  eine Selbstregelung des Erregerstromes in  Abhängigkeit von der Belastung herbeige  führt werden. Es wird hierfür die bekannte  Tatsache benutzt, dass die Achse des Dreh  feldes bei einem Drehstrommotor bei Bela  stung verschoben wird. Da es sich hier um  einen Synchronmotor mit umlaufendem     Pri-          ärteil    handelt, so steht das Drehfeld im  m  Raum still, und seine Achse verschiebt sich  zwischen Leerlauf und Belastung um einen  bestimmten Winkel. Die Verschiebung der  Feldachse bewirkt natürlich eine Änderung  der an den Bürsten 8, 9 auftretenden Gleich  spannung.

   Man kann nunmehr die Bürsten  bei Leerlauf des Motors derart gegen die  Feldachse verschieben, dass die an ihnen auf  tretende Gleichspannung verhältnismässig  niedrig ist und für die Erregung des Motors  bei Leerlauf gerade genügt. Wird der Motor  nunmehr belastet, so verschiebt sich die Feld  achse derart, dass die Spannung an den Gleich  strombürsten steigt, der Erregerstrom also  selbsttätig zunimmt. Hierdurch kann bei rich  tiger Wahl der Verhältnisse erreicht werden,  dass der Leistungsfaktor bei allen Belastungen  praktisch genau gleich 1 bleibt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Drehstrom-Synchronmotor mit umlaufen dem Primärteil, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Läufer neben der Drellstromwick- lung eine zur Erzeugung des Erragergleich- stromes dienende, mit einem Kommutator ver bundene Ankerwicklung angebracht ist, wäh rend der .Ständer eine Mehrphasenwicklung trägt, die beim Anlauf als Sekundärwicklung wirkt, während sie beim Betrieb des Motors als Erregerwicklung .dient, indem dieselbe von der Ankerwicklung über einen Teil der Phasen durch den Kommutator mit Gleich strom gespeist wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Drehstrom-Synchronmotor nach dem Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die sowohl als Sekundärwicklung, wie als Erregerwicklung dienende Ständerphase dauernd über den Anlasser mit der Gleich stromläuferwicklung verbunden ist, zum Zwecke, beim Kurzschluss des Anlassers eine selbsttätige Synchronisierung des Mo tors ohne Umschaltung herbeizuführen. 2. Drehstrom - Synchronmotor nach dem Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstromläuferwicklungen mit der Gleichstromläuferwicklung derart in Reihe geschaltet sind, dass sich die in ihnen er zeugten Spannungen addieren. 3.

   Drehstrom - Synchronmotor nach dem Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Erregerstrom des Motors in Abhängig keit von der Belastung in der Weise gere gelt wird, dass die Gleichstrombürsten bei Leerlauf des Motors aus der Feldachse ver schoben werden und bei Vollast infolge der durch die Ankerrückwirkung eintretende Felddrehung mit der Feldachse annähernd zusammenfallen.