CH421264A - Synchrone Verstärkermaschine für Gleichstrom - Google Patents

Description

  Synchrone Verstärkermaschine für Gleichstrom    Die üblichen Verstärkermaschlnen für Gleich  strom, beispielsweise in der Bauform der Amplidyne,  sind hinsichtlich ihrer Leistung begrenzt durch den  Kollektor, an dem bei grösseren Leistungen Kommu  tierungsschwierigkeiten auftreten, die nicht oder nur  mit     erheblichem    Aufwand überwunden werden kön  nen.  



  Die Erfindung betrifft eine synchrone Verstär  kermaschine für Gleichstrom, die dadurch gekenn  zeichnet ist, dass ihre Erregung durch ein Querfeld  erzeugt wird, dessen Stromkreis unter Verwendung  ruhender gesteuerter Stromrichterelemente an die  Wechselstromwicklung angeschlossen ist. Es wind  z. B. lediglich ein mit Gleichstrom erregtes kleines  Steuerfeld benötigt, dessen Wicklung auf einem Rotor  angebracht ist. Unter Verwendung von gesteuerten  Stromrichterelementen ann un der Statorwicklung  die notwendirge Kurzschlussvenbindung zeitweise her  gestellt undauf diese Weisse für die Entstehung eines  Querfeldes gesorgt wenden, das seinerseits als Haupt  erregerfeld wirkend in der Statorwicklung eine Span  nung hervorruft, die nach Gleichrichtung dem Ver  braucherkreis zugeführt wind.

   Eine Maschine dieser  Bauform besitzt keinen Kollektor und ermöglicht  dadurch den Übergang zu beträchtlich grösseren Lei  stungen, als dies bisher der Fall war.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der  Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt  Fig. 1 vereinfacht den Aufbau der Maschine, Fig. 2  die Prinzipschaltung des Gleichstromnutzkreises und  des Stromrichtersteuerkreises.  



  Die Maschine nach Fig. 1 besitzt eiren Rotor  10, der eine kleine mit Gleichstrom erregte Steuer  feldwicklung 12 und gegebenenfialls eine Kompen  sationswicklung, 13 trägt. Beide Wicklungen 12, 13  sind auf kleinen Steuerpolen 14 des Rotors 10 arge-    bracht. Der Rotor 10 besitzt einen im Vergleich zu  den Steuerpolen wesentlich breiteren unbewickelten  Rückschluss. Im Stator befindet sich eine Wechsel  stromwicklung, die bei dem Beispiel der Fig. 1 als  Ringwicklung gezeichnet ist. Diese Ringwicklung ist  mit zahlreichen Anschlüssen 1 bis: n (Phasen) verse  hen. Jede dieser Phasen ist, wie in Fig. 2 unter I an  gedeutet, über zwei umschichtig arbeitende Ventile  an die beiden Sammelschienen 15, 16 des Gleich  stromnutzkreises angeschlossen, der zu einem nicht  dargestellten Verbraucher führt.

   Ausserdem ist jede  ,der Phasen 1 biss n, wie in Fig. 2 unter II dargestellt,  ebenfalls in Brückenanordnung mit einem Strom  richterkreis verbunden, der möglichst wenig Wider  stand, aber eine Drossel 17 enthält und dessen Ventile  gesteuert sind. Die Steuerspannung für die einzelnen  Ventilstrecken ist nicht eingezeichnet; sie wind zweck  mässigerweise aus einem Wechselstromsystem, das  sich in Synchronismus mit der Drehung des Rotors  10 befindet, fest oder mit Hilfe eines Drehreglers  verstellbar abgeleitet.  



  Die Wirkungsweise ist folgende: Die kleine ro  tierende Steuerfeldwicklung 12 induziert in der Ring  wicklung 11 eine Wechselspannung. Die Anordnung  ist nun so getroffen, dass die Ventilstrecken, des  Gleichstromnutzkreises jeweils bei der Spannungs  amplitude stromführend sind, während die Ventil  strecken des Stromrichterkurzschlusskreises in der  Nähe das Nullwertes der Wechselspannung strom  führend sind. Das bedeuteu folgendes: Sind z.

   B. die  Ventile an den Anzapfungen n/4 und 3n4 strom  führend,, so stellen sie im Stromrichterkreis II eine  sehr     niederohrige        Verbindung    über die Drossel .17  her, die ,sich über die     Ringwicklung    1.1 schliesst,       einen    starken Strom     -und    ein von ihm erregtes Quer  feld, wie bei     einer        Gleichstromverstärkermeschine,         zur Folge hat. Dieses Feld bildet den Hauptfluss und  schliesst sich über den unbewiakelten Teil des Rotors  10. Es ruft die Spannurg hervor, die mit entsprechen  der Phasenrverschiebung über die Ventile n und n/2  abgenommen wird und den Nutzgleichstrom in  Stromkrens I liefert.  



  Die Steuerfeldwieklung 12 songt für die umlau  fende Kommutierung und damit für die Weiterschal  tung des Hauptflusses, der sich durch den Rotorkern  schliesst. Die Steuerspannung fürs die Ventilstrecke  wind, wie schon erwähnt, aus seinem     Wechselstrom-          System    abgeleitet. Die Impulse für die Steuerung der  Stromrichter können unter Umständen direkt oder  tnansformatorisch von der Gesamtwicklung absgeleitet       werden.     



  Die Beeinflussung des Generators zum Zweck der  Spannungsregulierung 'n n Gleichstromnutzkreiis wird  über die Steuerwicklung 12 vorgenommen; sie kann  durch Veränderungder Erregung der Steuerfeldwick  lung eingestellt wenden. Durch Anibringung der Kom  pensationswicklung 13 kann die Ankerrückwirkung  weitgehend beseitigt werden.  



  Wesentlich für die Erfindung ist also, dass man  im Gegensatz zu sder üblichen Gleiehstromamplsidyne  jetzt mit dem rotierenden Magnetfeld, das nur die  Steuer- und gegebenenfalls die Kompensationswick  lung trägt, arbeiten kann und dass man in dem  ruhenden Gleichstromteil der Maschine durch An  wendung der Gleichrichter zu sehr viel höheren  Spannungen und     grösseren        Leistungen    übergehen  kann,alss sdies bei bekannten Maschinen mit Kollektor  der Fall ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Synchrone Verstärkermaschine für Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Erregung durch ein Querfeld erzeugt wird, sdessen, Stromkreis unter Verwendung ruhender gesteuerter Stromrichterele mente an die Wechselstromwicklung angeschlossen ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass gesteuerte Stromrichterelemente, vorzugsweise steuerbare Siliziumzellen, verwendet wenden. 2. Maschine nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuer teil rotierend ausgebildet ist, der Wechselstromteil dagegen eine feststehende Wicklung (11) (bildet, die an vielen Punkten (1 bis n) mit den zugehörigen Stromnichterelementen in Verbindung steht. 3.

   Maschine nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, sdadurch gekennzeichnet, dass eine Doppelausnutzung der Wechselstromwicklung vorgesehen ist, in des Waise, dass von jedem Punkt sowohl zu den gesteuerten Stromrichtern des Kurz schlusskreises (1I) als auch zu den Stromrichtern des Gleiehstromnutzkreises (I) eine Verbindung besteht. 4. Maschine nach Patentanspruch und Unter- fsprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichterelemente des Gleichstromnulzkreises (I) bei der Spannungsamplitude stromführend sind, wäh rend die Stromrichterelemente des Kurzschlusskreises (II) in der Nähe des Nullwertes der Spannungen stromführend sind. 5. Maschine nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-4, dadurch gekannzeichnet, dass die Stromrichter in Brückenschaltung angeordnet sind. 6.

   Maschine nach Patentanepruch und Unter ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Phasen ((1-n) über zwei umschichtig arbeitende Ventile mit den Sammelschienen s(15, 16) des Gleich stromnutzkreises (I) verbunden isst. 7. Maschine nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass ausser dem jedes der Phasen (1-n) ebenfalls in Brückenschal tung mit dem Stromriahterkurzschlusskreis (II) ver bunden ist, der widerstandssarm, eber eine Drossel (17) enthält und dessen Ventilstrecken gesteuert sind. B.

   Maschine nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse für die Steuerung der Stromrichter im Stromnichterkurzschlusskneis (II) direkt oder trans- fornnatorisch von der Wechs:elstromwicldung abgelei tet werden und in -der Phase fest oder mittels eines Drehraglers einstellbar sind.