Synchrongenerator der Klauenpoltype Es ist bereits ein Synchrongenerator
mit einem ringförinigen bewickelten Stator und einem in der Statorbohrung rotierenden
pennanentmagnetischen Erregerteil vorgeschlagen worden. Die Anordnung ist dabei
so getroffen, daß zum Ausgleich von durch unterschiedliche Belastungen bedingten
Änderungen der Wechselspannung der Fluß durch auf dem Erregerteil angebrachte, in
der Achsrichtung verschiebbare Teile des magnetischen Kreises bei gleichzeitiger
Änderung des radialen Luftspaltes einstellbar ist. Von diesem Prinzip wird auch
ini vorliegenden Fall Gebrauch gemacht bei einem Synchrongenerator der Klauenpoltype.
Erfindungsgemäß ist diese Maschine so ausgebildet, daß zum Ausgleich von durch wechselnde
Belastung bedingten Änderungen der Wechselspannung die polarisierten Läuferklauen
in Achsrichtung zu magnetischen Nebenschlüssen verschiebbar sind. Klauenpolmaschinen
gewinnen in neuerer Zeit wegen des Fehlens von Schleifringen erhebliche Bedeutung
und werden unter anderem als Generatoren für elektrische Fahrzeugbeleuchtung eingesetzt.
Hier werden allerdings erhebliche Anforderungen an die Spannungsregelung gestellt,
einmal wegen der sehr stark schwankenden Belastung, zum anderen deshalb, weil solche
Maschinen, die von einer Wagenachse angetrieben werden, mit sehr stark schwankenden
Drehzahlen laufen. Durch die angegebene Bauform ist es aber auf einfache Weise möglich,
die Spannung konstant zu halten. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen die zusammengehörenden F i
g. 1 und 2 einen Querschnitt durch die Maschine längs der Welle bzw. eine
Draufsicht auf den abgewickelten Läufer; in F i g. 3 ist vereinfacht die
Spannungsregeleinrichtung dargestellt.Synchronous generator of the claw pole type A synchronous generator with an annular wound stator and a pennanent magnetic exciter part rotating in the stator bore has already been proposed. The arrangement is such that to compensate for changes in the alternating voltage caused by different loads, the flux through axially displaceable parts of the magnetic circuit attached to the exciter part can be adjusted with a simultaneous change in the radial air gap. This principle is also used in the present case in the case of a synchronous generator of the claw pole type. According to the invention, this machine is designed in such a way that the polarized rotor claws can be displaced in the axial direction to form magnetic shunts to compensate for changes in the alternating voltage caused by changing loads. Claw pole machines have recently gained considerable importance due to the lack of slip rings and are used, among other things, as generators for electrical vehicle lighting. Here, however, considerable demands are made on the voltage regulation, on the one hand because of the strongly fluctuating load, on the other hand because such machines, which are driven by a carriage axis, run at very strongly fluctuating speeds. The specified design makes it easy to keep the voltage constant. In the drawings, exemplary embodiments of the invention are shown schematically, namely the associated F i g. 1 and 2 show a cross section through the machine along the shaft and a plan view of the unwound rotor; in Fig. 3 shows the voltage regulating device in a simplified manner.
Der Querschnitt F i g. 1 durch die Maschine zeigt den Stator
1 mit der darin angebrachten, nicht bezeichneten Wicklung. Der Läufer besteht
aus den polarisierten Läuferklauen 2, 3, die die aus F i g. 1
und 2
ersichtliche Form haben und ineinandergreifen. Diese Klauen sind auf der Maschinenwelle
in Keilnuten geführt und in Achsrichtung verschiebbar. Mit der Läuferklaue 2 ist
ein magnetisches Leitstück 4, mit der Läuferklaue 3 ein magnetisches Leitstück
5
fest verbunden und läuft damit um. Diese Leitstücke haben die aus F i
g. 1 und 2 ersichtliche Form. Die Welle 6 der Maschine ist mit Keilnuten
versehen, auf denen die Läuferklauen 2, 3 mit den Leitstücken 4,
5
in Achsrichtung verschiebbar sind. Zu dem Läufer gehören ferner magnetische
Nebenschlüsse 7, 8, die in der gezeichneten Weise abgeschrägt sind. Diese
Nebenschlüsse haben die Form von Ringen, die zwa5 mitrotieren, aber nicht verschiebbar
sind. Zwischen den beiden Läuferklauen befindet sich eine Feder 9, die dem starken
magnetischen Zug der beiden Läuferteile entgegenwirkt. Durch die Hohlwelle
6 führt von. beiden Seiten her ein Gestänge 10, 11 zu emem ellipsenförmigen
Exzenter 12, der in der Läuferachse einen Drehpunkt hat. Die Gestänge
10, 11 sind entsprechend abgewinkelt und greifen an den Enden des Exzenters
12 an. Der Exzenter 12 steht ini Eingffl einerseits mit dem Läuferteil 2, andererseits
mit dem-Läuferteil 3, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Werden die Gestänge
10, 11 in Gegenrichtung nach rechts bzw. links bewegt, so überträgt sich
diese Beweguiqg auf die Läuferteile 2, 3, die dann mehr voneinander entfernt
werden, so daß die Leitstücke 4, 5 sich den magnetischen Nebenschlüssen
7, 8 nähern. Dadurch kann der magnetische Widerstand im Läuferkrdis
ge-
ändert werden, um auf diese Weise Spannungsschwankungen auszugleichen.The cross section F i g. 1 through the machine shows the stator 1 with the winding, not designated, mounted therein. The runner consists of the polarized runner claws 2, 3, which are those from FIG. 1 and 2 have obvious shape and interlock. These claws are guided in keyways on the machine shaft and can be moved in the axial direction. A magnetic guide piece 4 is firmly connected to the rotor claw 2, and a magnetic guide piece 5 is firmly connected to the rotor claw 3 and thus rotates. These guide pieces have the from FIG . 1 and 2 visible form. The shaft 6 of the machine is provided with keyways on which the rotor claws 2, 3 with the guide pieces 4, 5 can be displaced in the axial direction. The rotor also includes magnetic shunts 7, 8, which are beveled in the manner shown. These shunts are in the form of rings that rotate along with them, but cannot be moved. Between the two rotor claws there is a spring 9 which counteracts the strong magnetic pull of the two rotor parts. Through the hollow shaft 6 leads from. a linkage 10, 11 to emem elliptical eccentric 12, which has a fulcrum in the rotor axis. The rods 10, 11 are angled accordingly and engage the ends of the eccentric 12. The eccentric 12 is in contact with the rotor part 2 on the one hand and with the rotor part 3 on the other hand, as can be seen from the drawing. If the rods 10, 11 are moved in the opposite direction to the right or left, this movement is transferred to the rotor parts 2, 3, which are then more distant from one another, so that the conductive pieces 4, 5 approach the magnetic shunts 7, 8 . Thus, the magnetic resistance in the Läuferkrdis can be changed overall to compensate in this way voltage fluctuations.
Die F i g. 3 zeigt schematisch die dabei angewandte Schaltung,
und zwar zunächst die dreiphasige Statorwicklung 20 des Generators. Die drei Phasen
der Statorwicklung R, S, T sind nach auBen. an nicht dargestellte
Verbraucher geführt. Zum Zweck der Steuerung sind an die Generatorpliasen Stromwandler
21, 21' und Spannungswandler 22."2Z angeschlossen. über Gleichrichter
23, 23' bzw. 24, 24' sind diese Wandler mit Stromspulen 25, 25' bzw.
Spannungsspulen 26,26' von Zugmagneten verbunden. Diese Zugmagnete wirken
auf Permanentmagnete im Innern der Spule, die mit dem Gestänge 10, 11 in
Verbindung stehen. Als Sollwertgeber für die normale Betriebsstellung dienen Federn
27,27. The F i g. 3 schematically shows the circuit used here, namely initially the three-phase stator winding 20 of the generator. The three phases of the stator winding R, S, T are outward. led to consumers not shown. For control purposes, current converters 21, 21 'and voltage converters 22. "2Z are connected to the generator pliases. Via rectifiers 23, 23' and 24, 24 ', these converters are connected to current coils 25, 25' and voltage coils 26, 26 ' from These pull magnets act on permanent magnets in the interior of the coil, which are connected to the linkage 10, 11. Springs 27, 27 serve as setpoint generators for the normal operating position.
Die Schaltung ist so getroffen, daß die Gest-10, 11 stets gegenläufig
bewegt werden. Bei steigendem Strom und fallender Spannung ziehen beispielsweise
die Stromspulen 25, 25' den Permanentmapet ein, sa daß die Gestänge
10, 11 in Richtung, auf die Symmetrielinie der Maschine bewegt werden unct.
der
Exzenter 12 sich senkrecht stellt. Dadurch werden die Klauen 2, 3 zus-emmengeschoben,
wobei der Ständerfluß vergrößert und der über die Nebenschlüsse 7, 8 abgeleitete
Fluß verringert wird. Bei fallendem Strom und steigender Spannung tritt eine Verschiebung
der Gestänge 10, 11 in umgekehrter Richtung &n, wöbe! der über die magnetischen
Nebenschlüsse 7, 8 geleitete Fluß vergrößert wird. Die Spannungsspulen haben
die entgegengesetzte Wirkung.The circuit is made so that the gestures 10, 11 are always moved in opposite directions. With increasing current and decreasing voltage, for example, the current coils 25, 25 ' pull in the permanent map, so that the rods 10, 11 are moved in the direction of the symmetry line of the machine. the eccentric 12 is vertical. As a result, the claws 2, 3 are pushed together, the stator flux being increased and the flux diverted via the shunts 7, 8 being reduced. When the current falls and the voltage rises, the rods 10, 11 shift in the opposite direction & n, wöbe! the flux conducted via the magnetic shunts 7, 8 is increased. The voltage coils have the opposite effect.
Das Verschieben der Klauen 2, 3 kann auch mittels einer hydraulischen
Steuerung vorgenommen werden, die in gleicher Weise von Strom- und Spannungswandler
abhängig gemacht ist.The claws 2, 3 can also be moved by means of a hydraulic control which is made dependent in the same way on the current and voltage converters.