DE314918C

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Publication number: DE314918C
Application number: DENDAT314918D
Authority: DE

Description

AUSGEGEBEN
AM 16. OKTOBER 1919

KLASSE 21 d GRUPPE

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet' ein Synchronmotor, welcher ohne jede Hilfsvorrichtung, wie Hilfsmotor oder Gleichstrom, an ein Wechselstromnetz angeschlossen, mit Belastung auf synchronen Gang, kommt und in Synchronismus bleibt.

Das Anlassen von Synchronmotor en geschieht bisher in der Weise, daß man sie mittels einer äußeren Antriebskraft (Anlaß-

motors) anläßt und nach Erreichung der Synchrontourenzahl den Motor erregt und im Augenblicke des Synchronismus, der durch Phasenlampen oder Phasenvoltmeter angezeigt wird, an das Netz schaltet.

Bei dieser Art der Belastung kann der Motor nur leer, d. h. unbelastet angelassen werden, weil beim Anlassen unter Belastung die Leistung des Anlaßmotors ebenso groß sein müßte, wie die des anzulassenden Synchronmotors. Es ist ferner bekannt, Synchronmaschinen, die mit Kollektor versehen sind, wie Einankerumformer, als Wechselstromkollektormaschine anzulassen.

Der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Motor, welcher mit Belastung auf synchronen Gang kommt, kennzeichnet sich dem Bekannten gegenüber dadurch aus, daß er die Anordnung eines Hilfsmotors o. dgl. nicht erfordert. .

Das Wesen der Erfindung besteht in der Unterteilung des Ankers in einen normalen Gleichstromanker mit Gleichstromkollektor und einen Polanker, in welchen der durch die Statorwicklung im Gleichstromanker indu-

zierte mittels eines am Polanker angebrachten zweiten Kollektors gleichgerichtete Wechselstrom als fluktuierender oder pulsierender . Gleichstrom geleitet wird. Dies geschieht also durch Vermittlung einer an sich bekannten Umpolvorrichtung, die bei Erreichung des Synchronismus, und nur in diesem !''alle, pulsierenden Gleichstrom in den Erregerkreis des Polankers leitet, und indem dieser im richtigen Augenblicke erregt wird, wird die Maschine in Synchronismus mitgerissen.

Gemäß der Erfindung ist ferner in den Erregerstromkreis des Polankers ein Vorschaltwiderstand oder eine Drosselspule geschaltet, welche die Anwendung eines Anlassers mit drei Hauptstellungen gestattet. In der ersten dieser Stellungen ist der Vorschaltwiderstand in den Erregerkreis eingeschaltet, weshalb in diesem nur wenig Strom fließt, in der zweiten wird der Erregerkreis kurzgeschlossen, die Maschine erreicht den Synchronismus, es entsteht pulsierender Gleichstrom, das Netz reißt die Maschine in Synchronismus mit. In der dritten Stellung sind Kollektoranker und Polanker miteinander verbunden und der Stator nur an das Netz geschaltet.

Die anliegende Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Fig. ι zeigt einen Längsschnitt durch den Synchronmotor gemäß der Erfindung,

Fig. 2 das Schaltungsschema der beiden Anker,

Fig. 3 die Umpolvorrichtung in axonometrischer· Darstellung,

Fig. 4 dieselbe Vorrichtung in aufgerolltem Zustande.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen das Schaltungsschema in den drei verschiedenen Stellungen des Anlassers.

Zwei Rotoren 1 und 2 (Fig. 1) sitzen auf gemeinsamer Welle 3 und bewegen sich in einem, im gemeinschaftlichen Stator 4 erzeugten mehrpoligen Magnetfeld. Die Polzahl ist von der Tourenzahl des- Synchronmotors abhängig. Rotor 1 ist ein Nutenanker mit Gleichstromwicklung und mit Gleichstromkollektor 5, Rotor 2 ein Polanker mit Folgepolen, d.h. auf je einen Nordpol folgt je ein Südpol. Im dargestellten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) besitzt der Polanker 2 vier Pole und erhält einen vierteiligen Kollektor 6, dessen gegenüberliegende Segmente leitend verbunden sind, um mit zwei um 90⁰ versetzten Bürsten 7 auszukommen. Die Bürsten 7 sind mit den Bürsten 8 des Ankers 1 verbunden.

Der in Fig. 2 schematisch in Form von vier Segmenten ausgebildete Kollektor besteht in Wirklichkeit in an sich bekannter Weise z. B. aus zwei, von einander isolierten ringförmigen Stromaufnehmern 9 und 10, deren jeder mit einem Vorsprung 11 versehen sind, der in die entsprechende Aussparung 12 des anderen Stromaufnehmers eingreift. Vorsprünge 11 und Aussparungen 12 sind um 180 ° gegeneinander versetzt. 13 sind die Bürsten für die Wechselstromzuleitung, 14 die Bürsten für den pulsierenden Gleichstrom. Mit 15 sind abschaltbare Segmente bezeichnet, durch deren Zu- und Abschalten die Stromschlußdauer beliebig geregelt werden kann. Vollständigen Synchronismus des Motors vorausgesetzt, wird durch den rotierenden Umpoler die negative Kurvenhälfte des von der Maschine 1 dem Umpoler zugeführten Wechselstroms in eine positive umgekehrt, und auf diese Weise pulsierender (fluktierender) Gleichstrom erzeugt und abgenommen.

Die Fig. 5 bis 7 veranschaulichen die den verschiedenen Stellungen des Anlassers entsprechenden Schaltungs weisen.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist zwischen Anker 1 und 2 ein Widerstand 16 oder eine Drosselspule geschaltet. Bei der der ersten Stellung des Anlassers entsprechenden Schaltung nach Fig. 5, in welcher der Widerstand 16 im Erregerkreis sich befindet, ist Maschine ι als Serienkommutatormotor geschaltet. Die Maschine läuft als solcher an, doch im Erregerkreis strömt nur unbedeutender Strom.

In der zweiten Stellung des Anlassers, der die Schaltung nach Fig. 6 entspricht, ist der Widerstand 16 des Erregerstromkreises kurzgeschlossen, die Maschine gelangt in Synchronismus, wobei durch Vermittlung des Umpolers pulsierender Gleichstrom erzeugt wird, worauf das Netz die Maschine in Synchronismus mitreißt.

In der dritten Stellung nach Fig. 7, in welcher die Verbindung zwischen Rotoren und Stator aufgehoben ist, ist letzterer nur an das Netz geschaltet und die beiden Ro- ; toren sind miteinander verbunden. Aus dem . Bisherigen geht hervor, daß auf dem Kommuj tator der Kollektormaschine 1, wie bei jedem Wechselstromkommutatormotor, eine der Periodenzahl des Netzes entsprechende Periodenzahl auftritt; dieser Wechselstrom wird ■ vom Umpoler in der erläuterten Weise in pulsierenden Gleichstrom umgeändert, mit welchem der Polanker des Synchronmotors erregt wird.

In seinen baulichen Einzelheiten kann der ! Erfindungsgegenstand vielfach abgeändert werden, ohne daß das Wesen der Erfindung dadurch eine Änderung- erleiden würde; insbesondere kann man anstatt zwei Anker auf ! gemeinschaftlicher Welle anzuordnen, auch zwei Maschinen direkt kuppeln, von denen die eine mit einem Gleichstromkollektoranker, die andere mit einem Polanker ausgestattet ist.

Claims

Patent-Ansprüche :

1. Selbsterregter Synchronmotor mit mehrpoliger Statorwicklung, der als Wechselstromkollektormotor angelassen wird, gekennzeichnet durch die Unterteilung des Ankers in einen normalen Gleichstromanker (1) mit Gleichstromkollektor (5) und in einem Polanker (2), in welchen man den durch die Statorwicklung im Gleichstromanker induzierten, mittels eines am Polanker angebrachten zweiten Kollektors (6) gleichgerichteten Wechselstrom als pulsierenden (fluktierenden) Gleichstrom leitet, der den Polariker erregt.

2. Synchronmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Umpolvorrichtung, die nur bei synchronem Umlauf die negative Kurvenhälfte des dem Umpoler zugeführten Wechselstroms in eine positive umändert und dadurch pulsierenden Gleichstrom erzeugt.

3. Synchronmotor nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umpoler aus diametral miteinander verbundenen Segmenten besteht, die in Form von ineinander greifenden Vorsprüngen, bzw. Aussparungen versehenen Ringen ausgebildet sind.

4. Synchronmotor nach Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umpolvorrichtung mit zu- und abschalt-

baren Segmenten versehen ist, um die Stromschlußdauer nach Belieben einstellen zu können.

5. Synchronmotor nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Erregerstromkreis ein Vorschaltwiderstand (Drosselspule) geschaltet ist.

'

6. Für den Synchronmotor nach Anspruch ι bis 5; ^eme Anlaß vorrichtung mit drei Hauptstellungen, in deren erster der Vorschaltwiderstand (Drosselspule) in den Erregerkreis zwischen die beiden Rotoren geschaltet ist und die beiden Anker und der Stator am Wechselstromnetz liegen, während in der z\veiten Stellung der. Vorschaltwiderstand (Drosselspule) kurzgeschlossen,.und in der dritten die Verbindung der Rotoren mit dem Wechselstrom bzw. dem Stator aufgehoben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.