Sich selbst regelnder Innenpolgenerator für Ein- oder Mehrphasen-Wechselstrom. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ein- oder Mehrphasen-Wechselstrom-Innen- polgenerator, der sich selbst so regelt, dass er bei wechselnder induktiver oder Ohmscher Belastung eine praktisch gleichbleibende Span nung abgibt. Dabei ist er vom Leistungsfaktor unabhängig.
Bisher wurden hauptsächlich kompoun- dierte Aussenpolgeneratoren verwendet. Bei dieser Anordnung sind Schleifringe zur Ab nahme des Wechselstromes erforderlich. Die Zahl der Bürstenhalter und Kohlebürsten muss dem abzunehmenden Strom entsprechen, die bei grösseren Generatoren bis zu einem Viel fachen des Nennstromes ausgelegt werden müssen.
Diese Schleifringe und Bürsten sind für den praktischen Betrieb störanfällig, ins besondere bei überlastung oder Kurzsehluss des Generators. Es sind auch bereits kompoun- dierte Innenpolmaschinen bekannt, bei denen aber die Kompoundierung nur durch Zwi schenschaltung von Stromtransformatoren und Gleichrichtern möglich ist. Diese Aus führung berficksichtigt nicht den Leistungs faktor.
Bei der vorliegenden Ausführung wird in folge des Aufbaues als Innenpolmaschine mit umlaufendem Polsystem auf Schleifringe zur Abnahme des Wechselstromes verzichtet. Ausserdem wird der Leistungsfaktor durch die gewählte Anordnung der Kompottndierung selbsttätig berücksichtigt.
Der erfindungsgemässe Innenpolgenerator ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ge meinsamen Welle eine Innenpol-Synchron- maschine, eine nach Art eines Einankerumfor- mers als selbsterregter Drehfeldumformer arbeitende Erregermaschine und eine als Fre- quenzwandler arbeitende Asynchron-Kom- poundierungsmaschine angeordnet sind, wobei die Kompoundierungsmaschine, deren Primär wicklung in Reihe mit der Ankerwicklung der Synchronmaschine geschaltet ist,
an drei um 1\L0 versetzten Punkten an die Ankerwick lung der Erregermaschine angeschlossen ist, wodurch die Erregermaschine auf induktivem Wege so gesteuert wird, dass die an die Er regerwicklung der Synchronmaschine geführte Erregerspannung einen solchen Erregerstrom bewirkt, der der wechselnden Belastung ent spricht.
In beigefügter Zeichnung ist in Fig. 1 der schematische Aufbau eines Ausführungsbei spiels der Erfindung und in Fig. 2 die Schal tung des Beispiels bei Dreiphasen-Ausführung dargestellt.
In der Zeichnung ist 1 die Synchron maschine mit der Ankerwicklung 2 und der Feldwicklung 3. Es ist weiter: 4 die Erreger maschine mit ihrer Ankerwicklung 5 und der Selbsterregerwicklung 6 und dem zur Anker wicklung- gehörendem Kollektor 7; 8 ist der Einstellwiderstand im Selbsterregungskreis der Erregermaschine. 9 ist die Kompoundie- rungsmaschine mit der Ständerwicklung 10 und der Läuferwicklung 11. 12 sind die Schleifringe zur Zuführung der Erregerspan nung für die Synchronmaschine. Die Läufer der drei verwendeten Maschineneinheiten sit zen gemeinsam auf der Welle 13.
Die Schaltung des gezeigten Innenpol- generators ist so vorgenommen, dass die Stän- derwicklung 10 der Kompoundierungsmaschine 9 mit der Ankerwicklung 2 der Synchron maschine in Reihe geschaltet ist, und zwar der art, dass das in der Kompoundierungsmaschine entstehende Drehfeld entgegen der Drehrich tung des Maschinensatzes umläuft.
Die Läu ferwicklung 11 der Kompoundierungsmasehine ist in Stern geschaltet, und die drei offenen Wicklungsenden sind an drei um 120 elektr. bzw. räumliche Grade versetzte Lamellen des Kollektors 7 und damit an die Ankerwicklung 5 der Erregermaschine 4 angeschlossen, wobei gleichfalls berücksichtigt ist, dass die Phasen folge soggewählt wird, dass das in der Anker wicklung der Erregermaschine durch die läu- ferseitige Wechselspannung entstehende Dreh feld relativ zur Bürstenachse der Erreger maschine also im Raume stillsteht.
Die Ver bindung zwischen den Ankerwicklungen der Kompoundierungsmaschine und der Erreger maschine kann auch durch induktive Kopp lung vorgenommen werden, indem man eine zweite Wicklung im Läufer der Erreger maschine anordnet, welche von dem Wechsel strom der Kompoundierungsmaschine gespeist wird.
Die Polzahlen der Erregermaschine und der Kompoimdieruungsmaschine sind so aufein ander abzustimmen, dass die sekundäre Fre quenz der Kompoundierungsmaschine (Fre quenz in der Läuferwicklung) mit der Anker frequenz der Erregermaschine übereinstimmt. Die Kompoundierungsmaschinewirkt als Fre- quenzwandler, und es gelten deshalb die Ge setzmässigkeiten dieser bekannten Maschinen art, während die Erregermaschine nach den Gesichtspunkten eines Einankerumformers zu betrachten ist.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende Bei unbelastetem Generator wird die Selbsterregung der Erregermaschine mit Hilfe des Einstellwiderstandes so eingestellt, dass die Erregermaschine die Leerlauferregerspan- nung für die Feldwicklung der Synchron maschine liefert. Wird die Synehronmasehine mit beliebigem Belastungsstrom belastet, wo bei sich ein beliebiger Phasenverschiebungs- winkel einstellt, so entsteht in der Kompoun- dierungsmaschine ein dem Belastungsstrom direkt proportionales Drehfeld.
(Die Kom- poundierungsmaschine arbeitet bei allen Be-, lastungsfällen im ungesättigten Bereich ihrer Magnetisierungskennlinie.) Dieses Drehfeld induziert in der Läuferwicklung der Kom- poundierungsmaschine eine Spannung, deren Grösse von der Grösse des Drehfeldes Lind, damit von der Grösse des Belastungsstromes abhängt.
Da diese Spannung dem Anker der Erregermaschine zugeführt wird, entsteht in diesem ein Strom, als dessen Folge ein Dreh feld entsteht, welches durch geeignete Phasen folge gegenüber den feststehenden Bürsten der Erregermaschine stillsteht. Dieses Feld addiert sich geometrisch zu dem vorhandenen Feld der Selbsterregung und dem Ankerfeld zu einem resultierenden Feld, dem die an den, Bürsten abgenommene Erregerspannung pro portional ist. Die Erregerspannung ändert sich also bei wechselnder Belastung mit dieser. Durch eine verdr ehbare Anordnung der Feld achse der Erregermaschine bzw. der Kom- , poundierungsmaschine ist eine Einstellung auf dem Prüffeld möglich.
Die einmal gefundene Einstellung ist endgültig.