DE410873C - Asynchronmaschine mit Kondensatoren zur Erzeugung des Magnetisierungstromes - Google Patents

Description

• Asynchronmaschine mit Kondensatoren zur Erzeugung des Nagnetisierungstromes. Es ist bekannt (siehe z. B. Journal of the Arnerican Institute of Electrical Engineers. November i9zo, Seite 976 ff.), den Blindstrom JB (Magnetisierungstrom) einer Impedanz mit der Induktivität L und dem Wirk-(--f- Watt-) Widerstand R dadurch zu kompensieren, daß eine Kapazität C parallel geschaltet wird, deren in bezug auf die Spannun;gE'N voreilender Ladestromic ebenso groß i-t wie der nacheilende Magnetisierungstrom JB. (Der Vektorcharakter der elektrischen Größen sei in bekannter Weise durch einen Punkt als Index gekennzeichnet.) Man kann den Vorgang auch so auffassen, daß der Blindstrom JB der Impedanz von der Kondensatorhatterie, der Wirkstrom jw vom Netz geliefert wird.
• Die bekannte Schaltung nach Abb. i hat den praktischen Nachteil, daß die bezüglich Raumbedarf, Gewicht und Kosten der Kapazität günstigste Kondensatorspannung meist nicht zusammenfällt mit der Erreger- (Netz-) Spannung der Induktivität, und den theoretischen, daß die Kapazität die höheren Harmonischen der Netzspannungswelle in sehr unerwünschter Weise verstärkt und beim Einschalten einen heftigen Stromstoß hervorrufen kann.
• Diese Nachteile behebt die ebenfalls !6efür die Kapazität geeigneten Wert um, während die Drosselspulen D die Oberwellen der Netzspannung unterdrücken und den evtl. Einschaltstromstoß dämpfen. Der Transformator T kann natürlich auch als s@ogenannter Spartransformator mit nur einer Wicklung ausgeführt werden. Die letztere Schaltung ist sehr geeignet, den nacheilenden Blindstrom ausgedehnter, induktiv belasteter Netze bzw. Netzteile durch in den Speisepunkten aufgestellte konzentrierte Kondensatorbatterien zu kompensieren. Sie wird aber durch die Nebenapparate, das sind Transformator und Drosselspulen, in der Anschaffung wie im Betrieb unwirtschaftlich, wenn es sich darum handelt, jede Induktivität, z. B. jeden Asynchronmotor eines Überlandzentralengebiets, getrennt für sich mit dem notwendigen Magnetisierungsstrom zu versorgen.
• Diese Nachteile werden erfindungsgemäß beseitigt durch dic Schaltung nach Abb. g, in der Transformator und Drosselspule mit dem Motor vereinigt sind. Der Einfachheit wegen sei die Wirksamkeit der Anordnung an dem Beispiel eines einphasigen Induktionsmotors besprochen.
• Die einphasige Primärwicklung im Ständer des Motors ist in zwei Teile I und II unterteilt, die in den gleichen Nuten untergebracht, mithin magnetisch verkettet sind. Die Netzspannung EN liegt für den gedachten Fall. verhältnismäßig niedriger Spannung allein an kannte Schaltung nach Abb. z. Der Transformator T formt die Netzspannung auf den dem. Teil 1, während die Kapazität C an die durch die Hintereinanderschaltung beider Teile passend erhöhte Spannung EC angeschlossen ist. Dieses Verhältnis kann aber z. B. im Falle eines für Hochspannung gewickelten Motors auch vertauscht werd;-n, wenn der Kondensator für wirkliche Hochspannung nicht geeignet ist. Die Ständerwicklung dient somit als Transformator für den Kondensator.
• Ausgehend von der gegebenen Darstellung kann man die Schaltung auch so _auffassen, daß der Motor die zur Aufrechterhaltung seines Magnetfeldes notwendige Blindleistung vom Kondensator mit der Spannung EC, die gesamte Wirkleistung dagegen vom Netz mit der Spannung E'w erhält.
• Die Abb. q. zeigt die sinngemäße übertragung auf einen mehrphasigen Motor. I( bedeutet einen Läufer mit Käfigwicklung. Für die drei Maschinenphasen ist Sternschaltung, für die Kondensatoren Dreieckschaltung angedeutet, was aber mit dem Erfindungsgedanken an sich nichts zu tun hat, der mit jeder beliebigen Kombination durchführbar ist.
• Zweckmäßig werden die Kondensatoren mit den Maschinenwicklungen mechanisch so fest verbunden, daß stets die Kapazitäten und Induktivitäten gleichzeitig geschaltet werden. Die den Kondensatoren vorgeschalteten Wicklungsteile wirken dann als Schutzdrosselspulen.
• Es ist bekannt, daß Kondensatoren meist sehr schlechte Abkühlungsverhältnisse haben, so daß die Isolationsfestigkeit bei Dauerbetrieb mit Wechselstrom durch überhitzu.ng des Dielektrikunls, z. B. des Paraffins, leidet. Ein gebräuchliches Hilfsmittel ist, die Kondensatorelemente in ein Ölbad zu tauchen entsprechend der allgemein verbreiteten Transformatorbau:art, doch bereitet auch die Wärmeabfuhr aus dem Öl noch erhebliche Schwierigkeiten.
• Im Sinne der vorgenannten festen mechanischen Verbindung' der Kondensatoren mit den Maschinenwicklungen liegt es nahe, diese mechanische Verbindung aus erwärmungstechnischen Gründen so auszugestalten, daß der Kühlluftstrom der Maschine auch die Kühlung der Kondensatorelemente übernimmt. Es ist dies um so leichter durchführbar, als der in den letzteren auftretende Verlust stets sehr gering ist gegenüber d:en Maschinenverlusten. Hierbei ist es für das Wesen der Erfindung gleichgültig, ob die Verlustwärme der Xandensatorbatterie ummittelbar oder mittelbar durch ein Ölbad an die Luft abgegeben wird. Den letzteren Fall stellt Abb. 5 schematisch dar.
• Es möge sich um einen normalen Motor des sogenannten Durchzugstyps handeln, d. i. eine Maschine, bei welcher von eine-ni auf der Welle sitzenden Flügelmade die kühle Luft durch die Öffnungen a des einen Lagerschildes aalgesaugt und die heiße Luft durch entsprechende Öffnungen b des andern Lagerschildes ausgestoßen wird.
• Gemäß der Erfindung befindet sich seitwärts am Magchinengehäuse ein mit dem Inneren in Verbindung stehender kastenförmiger Ausguß C, in welchem ein Blechbehälter D befestigt ist, der seinerseits die in Öl getauchten Kondensatorelemente E enthält. Durch einen aus gelochtem Blech gefertigten Deckel F tritt infolge des im Maschinengehäuse herrschenden Unterdrucks ein zweiter Frischluftstrom in dieses ein, der den Blechbehälter D kühlt.
• Abb.5 stellt nur eine der konstruktiven Möglichkeiten zur Verwirklichung der Anordnung dar. Der Behälter mit den Kondensatoren kann z. B. auch im hohlen Unterteil der Maschine untergebracht werden. Im Sinne der Erfindung ist aber Bedingung, daß zur Kühlung der Kondeusatorelemente Frischluft verwendet wird, die von dem zur allgemeinen. Maschinenkühlung vorgesehenen Ventilator angesaugt wird. Es wäre z. B. bedenklich, hierfür Luft zu verwenden, die bereits durch die Berührung mit anderen heißen Maschinenteilen vorgewärmt ist.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPR'CJCHE: i. Asynchronmaschine mit Kondensatoren zur Erzeugung des Magnetisierungstromes, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerwicklung (Arbeitswicklung) als Primärwicklungsteileines Transformators dient, dessen erregender Kraftfluß das Magnetfeld der Maschine ist, und dessen sekundärer Wicklungsteil (Erregerwicklung) in den gleichen Nuten mit der Arbeitswicklung liegt, zum Zweck, die Kondensatorspannung (Erregerspannung) unabhängig von der Netzspannung (Arbeitsspannung) zu machen. z. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der zur Maschinenkühlung verwendeten Frischluft die mit der Maschine zusammengebauten Kondensatoren kühlt.