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Auf Transformationswirkung beruhender elektrischer Apparat Bei allen
Apparaten und Maschinen, die nach dem Transformatorprinzip arbeiten, entsteht ein
Streufluß, also ein magnetischer Fluß, der nur mit einem Teil der Wicklungen verkettet
ist. Dieser Streufluß verschlechtert bei vielen Apparaten die Wirkungsweise beträchtlich,
und man hat daher versucht, auf konstruktivem Wege diesen Streufluß so klein wie
möglich zu machen.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Streufluß durch eine
besondere, neben den Hauptwicklungen auf dem Eisen angeordnete Hilfswicklung zu
kompensieren. Durch die Anordnung der Kompensationswicklung neben den Hauptwicklungen
wird jedoch die ursprünglich ermittelte Streuung wieder sehr stark verändert, so
daß eine genaue Abgleichung mit der bekannten Anordnung nicht zu erzielen ist.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, die den Streufluß in
einfachster Weise genau zu kompensieren gestattet und in besonderen Fällen eine
Überkompensation, eine Art negative Streuung erzeugt.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Hilfswicklung
auf einem nur im Streupfad liegenden Eisenteil angeordnet ist. Insbesondere sollen
an den Stellen, an denen der Streufluß auftritt, ein oder mehrere besondere Eisenkerne
mit Wicklungen angeordnet werden, die so von einem Strom durchflossen werden, daß
der dadurch hervorgerufene Fluß entgegengesetzt gleich dem Streufluß ist und in
seinem zeitlichen Verlauf mit dem Streufluß übereinstimmt, d. h. diesen auch hinsichtlich
der Phasenlage genau kompensiert.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Nach Abb. i sind auf dem Eisenkern a verschiedene Spulen b, c und
d angeordnet. jede dieser Spulen kann die Erregerwicklung sein. Unter der
Annahme, daß die Spule b Erregerwicklung ist, wird sich in dem Eisenkern a ein magnetischer
Fluß @ ausbilden, der sowohl die Wicklungen c als auch d durchflutet. Infolge des
magnetischen Widerstandes zwischen den Punkten e und f wird zwischen
diesen beiden Punkten auch in der Luft ein Fluß #s entstehen, der den Zwischenraum
zwischen den Spulen c und d durchsetzt und der den Streufluß darstellt. Der
Gesamtfluß der Spule d ist daher # -@- @s, ist also größer als der nur die Spule
c durchsetzende Fluß #.
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Erfindungsgemäß wird nun dieser Streufluß fs durch einen entgegengesetzten
und gleich großen Fluß cßK kompensiert. Man ordnet z. B. in dem Zwischenraum einen
oder mehrere Eisenkerne g, die Wicklungen 1a tragen, an. Die Wicklungen h der einzelnen
Eisenkerne können in Reihe, parallel und in Gruppen geschaltet werden. Diese Wicklungen
werden von einem Strom erregt, der in den Eisenkernen einen Fluß #K erzeugt, der
vorzugsweise genau gleich groß und entgegengesetzt dem Streuflut cis sein soll.
Die
Anordnung ist besonders geeignet, um bei auswechselbaren Spulen,
bei denen infolge der verschiedenen Abmessungen der Streufluß verschieden ist, den
Einfluß des Streuflusses zu beseitigen. Hierzu genügt eine einfache Änderung des
Stromes, derart, daß der Kompensationsfluß immer gleich groß dem Streufluß ist.
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Für manche Zwecke kann es erforderlich sein, den Streufluß nicht vollständig
zu kompensieren oder ihn sogar überzukompensieren. In diesen Fällen braucht man
nur den Strom in der Wicklung entsprechend kleiner oder größer zu machen.
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Bei Wechselstrommagnetisierung des Kernes a muß der die Wicklungen
h speisende Strom synchron dem Hauptwechselfluß sein und seine Phase in bekannter
Weise so gedreht werden, daß sich der Streu- und Kompensationswechselfluß auch hinsichtlich
ihrer Phasen kompensiert. Der zur Speisung der Kompensationsspulen lt dienende Strom
kann von einer beliebigen, mit der die Erregerspule h speisenden Stromquelle synchronen
Quelle entnommen werden oder auch einer Hilfsspule, die sich auf dem Eisenkern a
befindet.
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In der Abb. 2 ist eine weitere Möglichkeit der Anordnung der Kompensationsspule
gegeben. Auf die innere Spule c wird zunächst eine bestimmte Anzahl Windungen k1
auf-
gewickelt. Darüber wird ein Eisenblech g1 gelegt, das zur Vermeidung
von Kurzschlußwindungen geschlitzt sein muß. Das Eisenblech wird von einer solchen
Dicke gewählt, daß die erforderlichen magnetisierenden Amperewindungen nicht allzu
groß werden und daß andererseits auch in radialer Richtung nicht zu viel Raum benötigt
wird. Über das Blech wird eine der Windungszahl h1 gleiche Windungszahl h. aufgebracht,
jedoch mit entgegengesetztem Wicklungssinne. Die beiden Wicklungen hl und 1a. werden
hintereinandergeschaltet und von einem Strom durchflossen, dessen Richtung durch
Kreuze und Punkte in der Abbildung dargestellt ist. Hinsichtlich ihrer magnetischen
Achse wirken die Amperewindungen der beiden Wicklungsgruppen hl und h2 in entgegengesetzter
Richtung. Der Blechmantel g, stellt jedoch einen Streupfad dar, in dem die magnetischen
Wirkungen gleichgerichtet sind. Die sich ergebende Flußverteilung ist aus der in
vergrößertem Maßstabe in Abb.3 dargestellten Anordnung zu ersehen. Die ausgezogenen
Flußlinien stellen den von den Windungen hl erzeugten Fluß und die gestrichelten
Linien den von den Windungen h2 erzeugten Fluß dar. Der von den Windungen h, erzeugte
Fluß schließt sich entsprechend der Stromrichtung links um die Windungen herum.
Er geht rechts von den Windungen in dem Eisenkern f nachyoben und verzweigt sich
links von den Windungen in den durch den Blechmantel nach unten fließenden Flußanteil
und den sich ganz außen in der Luft schließenden Flußanteil. Der von den Windungen
h" erzeugte Fluß geht links von den Windungen nur in Luft nach oben und verzweigt
sich rechts von den Windungen in den durch den Blechmantel nach unten fließenden
Flußanteil und den durch den Eisenkern verlaufenden Flußanteil. Aus der Abbildung
ist zu ersehen, daß die von den Windungen hl und h2 erzeugten Flüsse sich in dem
Eisenkern und links in der Luft einander entgegenwirken, während sie sich in dem
Blechmantel verstärken. Dieser durch den Blechmantel gehende Fluß ist der Kompensationsfluß
@K, der durch Wahl der Stromstärke der Windungszahlen hl und h@ und der Blechstärke
beliebig eingestellt werden kann. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei der
Anordnung nach Abb. i.