CH307435A - Anordnung zur Speisung von Gleichstrommotoren aus einem Wechselstromnetz. - Google Patents

Description

  Anordnung zur Speisung von Gleichstrommotoren aus einem Wechselstromnetz.    Zur Speisung von     Gleichstrom-Antriebs-          iiiotoren    von Fördermaschinen,     Reversierwalz-          rnotoren    und durchlaufenden     Walzenzugs-          inotoren    werden seit Jahren auch     gitter-          #zesteuerte        Gleichriehter    verwendet.

   Die bei       IIeral)regelung    der Drehzahl durch die Teil  aussteuerung der Gleichrichter auftretende  Blindleistung kann den Betrieb des Dreh  stromnetzes wegen der auftretenden Span  nungsschwankungen stark stören, wenn das  Drehstromnetz keine genügend grosse     Lei-          stungsfälligkeit    hat. Es ist ausserdem auch  keine     Pufferung    der     Wirklastschwankungen     möglich, wie es der     Ilgner-Betrieb    bei Ver  wendung von     Leonard    -Umformern mit       Sehwungrad    gestattet.  



  Diese Schwierigkeiten können vermieden  werden, wenn der Gleichrichter nicht über  einen Transformator, sondern über einen Um  formersatz an das Drehstromnetz angeschlos  sen wird.  



  Die Erfindung bezieht sich auf eine An  ordnung zur Speisung von Gleichstrommoto  ren aus einem Wechselstromnetz, bei der  ebenfalls der gittergesteuerte Stromrichter  über einen Umformer an das     Wechselstrom-          net7    angeschlossen ist.

   Erfindungsgemäss be  steht der Umformer aus einer einzigen Ma  schine mit zwei getrennten     Wicklungssyste-          tuen    im Ständer und im Läufer, von denen  (las eine aus einer Ständer- und einer Läufer  wicklung bestehende Wicklungssystem mit  der einen Wicklung an das Wechsel-    Stromnetz angeschlossen ist, während das  zweite ebenso aufgebaute Wicklungssystem mit  der einen Wicklung den gittergesteuerten  Stromrichter speist, wobei ausserdem die Pol,       paarzahlen    der beiden     Wicklungssysteme    sich  wie     1:2n    verhalten, worin     n    eine ganze Zahl  ist.  



  Die Erfindung bietet gegenüber den übli  chen aus getrenntem Steuermotor und Steuer  generator zusammengesetzten Umformern  dieser Art den Vorteil     -wesentlich    geringeren  Aufwandes und geringerer Verluste. Falls  bei der Anordnung der Erfindung     Ilgner-          Betrieb    mit Schwungrad vorgesehen werden  soll, erhält der Umformer im Ständer eine  an das Drehstromnetz angeschlossene Drei  phasenwicklung und eine entsprechende     drei-          phasige    Läuferwicklung, die über Schleif  ringe mit dem     Schlupfwiderstand    verbunden  wird, der in bekannter Weise vom Wirkstrom  über einen Regler beeinflusst wird.

   Dieses  Wicklungssystem der Maschine entspricht  dem Steuermotor des üblichen Umformer  satzes. Ausserdem erhält gemäss der Erfin  dung die Maschine ein zweites getrenntes       Weklungssystem,    das dem Steuergenerator  entspricht. Dieses Wicklungssystem besteht  zweckmässig aus einer mehrphasigen Ständer  wicklung, an die in an sich bekannter Weise  ein     mehranodiger    oder eine der Phasenzahl  entsprechende Zahl     einanodiger    Gleichrichter  angeschlossen werden, die den erzeugten       1-Tehrphasenstrom    in Gleichstrom für die Spei-           sung    der angeschlossenen Triebmotoren um  wandeln, und einer zugehörigen Erreger  wicklung im Läufer.

   Die     Polpaarzahlen    der  beiden Wicklungssysteme für den Motor und       Generatorteil    müssen sich dabei zur Verhin  derung einer     gegenseit_gen    Beeinflussung wie  1:2n verhalten, wobei     n    eine ganze Zahl be  deutet.  



  Die Regelung der abgegebenen Wechsel  spannung und damit der über die Gleich  richter abgegebenen Gleichspannung kann  durch den Erregergleichstrom in der Läufer  wicklung des     Generatorteils    erfolgen. Der  Gleichrichter bleibt dann immer voll aus  gesteuert. Nur beim Abbremsen, wenn also  Rückarbeiten des Stromrichters notwendig ist,  muss durch Anlegen einer entsprechenden       Gittervorspannung    dafür gesorgt     werden,     dass der Gleichrichter, mit Berücksichtigung  eines entsprechenden Respektabstandes wäh  rend der negativen Halbwellen, den Strom  fluss freigibt.

   Ausserdem muss beim Strom  nulldurchgang in bekannter Weise eine     Uni-          schaltung    der     Gleichrichterpalarität    erfolgen.  Aber auch bei     Wechselriehterbetrieb    erfolgt  die Regelung der     Gegenspannung    am Strom  richter und damit seines Stromes nicht durch  Verlegung des     Zündzeitpunktes,    sondern über  die     Gleiclist.romerregung    des     Umformerteils,     der die Wechselspannung für den Gleich  richter liefert.

   Die Gittersteuerung ist also  immer nur für volle Aussteuerung im     Gleich-          riehterbetrieb    oder für volle Aussteuerung  mit     Berücksielitigung    des Respektabstandes)  im     Wechselrichterbetrieb    auszulegen.  



  Der Betrieb des Stromrichters wird damit  wesentlich einfacher, weil weder im Gleich  richter- noch im     Wechselrichterbetrieb    eine  Regelung des Zündzeitpunktes erforderlich  wird, sondern nur positive Zündimpulse nötig  sind, die für     Gleichrichterbetrieb    auf den po  sitiven Halbwellen der Anodenspannung und  für     Wechselrichterbetrieb    auf den negativen  Halbwellen der Anodenspannung fest ein  gestellt bleiben.  



  Zur Erläuterung der Erfindung dient die  Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes zeigt.    Der Umformer besteht bei dem dar  gestellten     Ausführungsbeispiel    aus einer Ma  schine, die bezüglich des Ständer- und des  Läufereisens wie eine normale Asynchron  maschine aufgebaut ist und die eine beispiels  weise vierpolige, an das Drehstromnetz ange  schlossene dreiphasige     Ständerwicklung    1  und eine ebenfalls vierpolige dreiphasige Läu  ferwicklung 2 besitzt. Die     Läuferwicklung    2  ist über Schleifring 3 mit. dem     Schlupfwidcr-          stand    4 verbunden.

   Ausserdem besitzt die Ma  schine im Ständer eine zweite, beispielsweise  achtpolige     mehrphasige        Ständerwicklung    5,  die in an sich bekannter Weise so geschaltet  ist, dass der in ihr erzeugte     llehrphasenstrom     über den     Seehs-Anoden-Stromrichter    6 und  die 'Saugdrossel 7 gleichgerichtet wird. Der  Läufer besitzt ebenfalls eine zweite     achtpo-          lige        dreisträngige    Läuferwicklung 8, die als       Erregerwicklung    dient, wobei zwei parallel  geschaltete Stränge in Reihe mit dem dritten  Strang in bekannter Weise über die Schleif  ringe 9 mit Gleichstrom gespeist werden.

   Die  beiden Wicklungssysteme 1 und \' bzw. 5 und  8 können am Ständer- und am Läufereisen in  denselben Nuten untergebracht sein. Man  kann aber auch gesonderte Nuten für die bei  den Systeme vorsehen, wobei z. B. auf eine  dem einen System zugeordnete Nut eine dem  zweiten System zugeordnete folgt. Der vom  Stromrichter 6 gelieferte Gleichstrom dient.  über einen zweipoligen Umschalter 10 zur  Speisung der Arbeitsmaschine 11. Die     Critter     des Stromrichters 6 werden bei Gleichrichter  betrieb während der positiven Halbwellen und  bei     Wechselrichterbetrieb    während der nega  tiven Halbwellen mit fest eingestellten Zünd  zeitpunkten betrieben.

   Der Übergang von  Gleichrichter- auf     Wechselrichterbetrieb    und  die Umschaltung des Schalters 10 erfolgt  nach einer der bekannten Methoden in Ver  bindung mit .dem Steuergerät für die Erre  gung der Wicklung 8 bei Strom     e0     im       Stromrichterkreis.     



  Die Erfindung ist. nicht. an das dar  gestellte und beschriebene Ausführungsbei  spiel gebunden. So kann z. B. an Stelle des       Schlupfwiderstandes    4 in an sich bekannter      Weise eine Kombination von Drosselspule und       Ohmsehen    Widerständen oder ein     Drehstrom-          Regelsatz    angeschlossen werden.  



  Bei leistungsfähigen Drehstromnetzen  kann man auf den Ausgleich der Lastschwan  kungen durch ein Schwungrad verzichten und  auch eine synchrone     Bauart    des Doppelfeld  Drehstrom-Gleichstrom-Umformers wählen. Es  werden dann die Läuferwicklungen nicht als  verteilte     Drehstromwicklungen    ausgeführt,  sondern ausgeprägte Pole vorgesehen und die  kleinere Polzahl durch magnetische Parallel  schaltung je zweier aufeinanderfolgender Pole  ausgeführt. Der Erregerstrom in jeder     Erre-          gerwiekhtng    kann für sich geregelt und     da-          iiiit    der Leistungsfaktor des motorischen Teils  beliebig eingestellt werden.

   Für den Anlauf  des Synchronumformers wird man zweckmä  ssig eine     Dämpferwicklung    an den     Polschuhen     vorsehen.  



  Eine weitere Verbesserung des     Wirkungs-          Ogrades    an dem bei der     Anordnung    nach der  Erfindung vorgesehenen Umformer kann       dureli    Anwendung einer Wasserstoffkühlung  erreicht werden. Bei     Ilgner-Betrieb    wird man  zweckmässig das Schwungrad im Umformer  gehäuse unterbringen, um Ventilationsver  luste des Rades zu vermeiden und die Wellen  durchführung einzusparen. Infolge des Weg  falls solcher gasdichter Wellendurchführun  gen kann man dann auch mit erhöhtem Was  serstoffüberdruck von mehr als 1     at    arbei  ten, wodurch eine besonders hohe Modellaus  nutzung erzielt werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Speisung von Gleich strommotoren aus einem Wechselstromnetz mittels eines über einen Umformer an das Netz angeschlossenen gittergesteuerten.Strom- richters, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformer aus einer einzigen Maschine mit zwei getrennten Wicklungssystemen im Stän der und im Läufer besteht, von denen das eine Wicklungssystem an das Wechsel stromnetz angeschlossen ist, während das zweite Wicklungssystem den gittergesteuerten Stromrichter speist, wobei die Polpaarzahlen der Wicklingssysteme des Umformers sich wie 1:

   2n, verhalten, worin n, eine ganze Zahl bedeutet. UN TERAI@7SPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Ständer eine dreiphasige, an das Netz angeschlossene Dreh- stroxnwicklung und eine zugehörige, über Schleifringe an den Schlupfwiderstand ange schlossene Läuferwicklung sowie eine zweite dreiphasige, zur Speisung der Gleichrichter dienende Ständerwicklung mit einer zugehöri gen Erregerwicklung besitzt. 2.

   Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Erregerwick lung im Läufer als dreisträngige Wicklung ausgebildet ist, wobei zwei parallelgeschaltete Stränge in Reihe mit dem dritten Strang mit Gleichstrom gespeist werden. 3.

   Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss der Ständer zwei getrennte Drehstromwicklungen besitzt, de ren Polpaarzahlen sich wie 1:2n verhalten, und der Läufer mit einer der höheren Pol paarzahl der Ständerwicklung entsprechenden Anzahl von ausgeprägten Polen versehen ist, wobei die der Ständerwicklung mit kleinerer Polpaarzahl entsprechende Anzahl von Polen durch magnetische Parallelschaltung je zweier aufeinanderfolgender Pole erreicht wird. 4.

   Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Maschine ge- kapselt und mit Wasserstoffkühlung ver sehen ist. 5. Anordnung nach Unteranspruch 4, bei der der Umformer mit einem Schwungrad ge kuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad in das mit Wasserstoff gefüllte Gehäuse der Maschine einbezogen ist. 6. Anordnung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Wasserstoff kühlung der Maschine unter erhöhtem Über druck gehalten wird.