Maschine zur Frequenzumformung und zur bleichzeitigen Erzeugung von Wechsel strömen verschiedener Frequenz. Zur Frequenzumformung oder zur gleich zeitigen Erzeugung von Wechselströmen ver schiedener Frequenz kann man eine einzige Maschine verwenden und doch ein unab hängiges Arbeiten für beide Frequenzen er zielen, indem man gleichzeitig Felder ver schiedener Polzahl erzeugt und eine ent sprechende Zahl unabhängiger Arbeitswick lungen anbringt. Unter Arbeitswicklungen sind dabei diejenigen Wicklungen zu ver stehen, welche die Wechselströme verschie dener Frequenz führen, die gleichzeitig er zeugt, beziehungsweise ineinander umgewan delt werden.
Diese Arbeitswicklungen müs sen dabei jedoch in besonderer Weise aus geführt sein, und es ist wesentlich, dass die Arbeitswicklung für die niedere Frequenz sich stets auf Gruppen von zwei um eine gerade Zahl von Polen des Feldes hoher Pol zahl entfernten, in Reihe liegenden Leitern zurückführen lässt. Eine derartige Maschine bildet den Gegenstand der Erfindung.
Das Wesen der Neuerung soll in Fol- gendem anhand der beigegebenen Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei ist in erster Linie die Anwendung bei einem Frequenz umformer in Betracht gezogen. Selbstver ständlich lasen sich die Gesichtspunkte aber auch auf einen Doppelgenerator ohne weite res übertragen.
Einleitend sei zunächst noch bemerkt, dass die Maschine in bezug auf die verschie denen Frequenzen. als Sy uchronmascliine oder als Asynchronmaschine oder aber in bezug auf eine Frequenz als Synehronmaschine und in bezug auf die andere als Asynchron maschine ausgebildet sein kann. Im ersteren Falle werden die beiden Felder verschiedener Polzahl durch Gleichstrom erregt, im zwei ten Falle nach der Art der bekannten Asyn chronmaschinen durch Wechselstrom, wäh rend im dritten Falle das eine Feld durch Gleichstrom, das andere durch Wechselstrom hervorgebracht wird. Die Einzelfelder setzen sieh in der Maschine natürlich zu einem resultierenden Felde zusammen.
Dieses he- hält dauernd eine bestimmte Form, wenn die Einzelfelder sich nicht gegeneinander ver schieben, zum Beispiel die beiden Erreger wicklungen eines Induktors durch Gleich strom gespeist werden. Ändern hingegen die Einzelfelder ihre gegenseitige Lage, indem etwa der einen Wicklung Gleichstrom, der andern Wechselstrom zugeführt wird, so än dert sich auch das resultierende Feld fort während. In Fig. 1 ist der Fall angenommen, dass die Polzahlen der beiden Erregerfelder im Verhältnis 3 : 1 stehen. Die Feldkurven seien durch die Fig. la veranschaulicht, und zwar bedeutet die durchgezogene Kurve das Feld geringer Polzahl, die gestrichelt ge zeichnete Kurve das Feld hoher Polzahl. Beide Felder setzen sich zu einem resultie renden Felde zusammen, das durch die strich punktierte Kurve wiedergegeben ist.
Die Form des resultierenden Feldes bleibt natür lich nur dann unverändert, wenn die beiden Einzelfelder eine feste, gegenseitige Lage auf weisen, während im andern Falle die strich punktierte Kurve nur eine Augenblicksform. darstellt. Die Arbeitswicklung für die hohe Fre q@enz muss nun so eingerichtet werden, dass das Feld geringer Polzahl keine Spannung in ihr erzeugen kann. Die Stäbe (Spulen seiten) werden daher so verteilt und geschal tet, wie dies die Fig. 1b veranschaulicht. Diese Figur setzt drei Stäbe, die um je eine Polteilung der höheren Polzahl voneinander entfernt und miteinander in Reihe beschaltet sind. Alle drei Stäbe lieben unter demselben Pol des Feldes geringer Polzahl. Es werden in ihnen durch dieses Feld also drei gleich gerichtete Spannungen hervorgerufen, die durch Pfeile nach Richtung und Grösse dar gestellt sind.
Infolge der Reihenschaltung wirken diese Spannungen einander entgegen und lieben sich dabei auf. Die Spannung in dem einzelnen Stabe ist nämlich proportional der Felddichte an der betreffenden Stelle. Bei sinusförmigem Feld ergibt sich dann aber, wenn die Entfernung des einen Stabes vom Nullpunkte des Feldes geringer Polzahl einen beliebigen Winkel p beträgt, für drei aufeinanderfolgende Stäbe zusammen eine Spannung, die dem Werte sin p - sin (p + 60 ) + sin (p + 120 ) proportional sein muss. Dieser Wert ist für jeden Winkel p bleich Null. Darnach ist die in den drei Stäben der Fig. 1b gezeichnete Spannung gleich Null, ebenso aber die der mit diesen Stäben zum Beispiel in Reihe beschalteten, vor dem andern Pol des Feldes geringer Polzahl liegenden Stäbe.
Bei der dargestellten Anordnung wird also die Wick lung für die hohe Frequenz durch das Feld niederer Polzahl in keiner Weise beein flusst. Das Gleiche gilt, wie sich leicht nach tweisen lässt, auch für den Fall, dass die höhere Polzahl das 5-, 7-, 9- oder allgemein das 2n + 1fache der niedrigen Polzahl ist. In allen diesen Fällen kann man also da durch, dass man die Stäbe (Spulenseiten) im Abstande von je einer Polteilung des Feldes höher Polzahl aufeinanderfolgen lässt und entsprechend 5, 7, 9, 2n + 1 in Reihe schaltet, eine Beeinflussung dieser Wicklung durch das Feld der niedrigen Polzahl vermeiden.
Die Wicklung für die niedrige Frequenz müsste man, um eine möglichst volle Wir kung von dem Felde geringer Polzahl zu erhalten, eigentlich so ausführen, dass jeweils zwei um eine Polteilung dieses Feldes von einander entfernte Stäbe in Reihe liegen. Wie aus der Fig. 1a ersichtlich, würden sich dann aber die von dem Felde höherer Pol zahl induzierten Spannungen addieren. Die Wicklung würde also ausser der gewünschten Beeinflussung durch das Feld niederer Pol zahl auch eine unerwünschte Beeinflussung durch das Feld höherer Polzahl erfahren. Um diese zu vermeiden, sollen daher die Stäbe (Spulenseiten) entsprechend Fig. 1c angeordnet werden. Es sind darnach zwei Stäbe hintereinander geschaltet. die um zwei Pole des Feldes höherer Polzahl voneinander entfernt sind.
Dieses Feld erzeugt daher in den beiden Stäben bleichberichtete Span- nungen von gleicher Grösse, die in An betracht der Reihenschaltung einander ent gegenwirken und sich somit aufheben. In dieser Beziehung wird nichts geändert, wenn die beiden in Reihe liegenden Stäbe statt. uni zwei etwa um vier Pole des Feldes hö herer Polzahl auseinanderliegen. Wesentlich ist nur, dass die Entfernung eine gerade Zahl von Polen dieses Feldes beträgt. In den mei sten Fällen wird es allerdings zweckmässig sein, die Anordnung so zu treffen, dass der Wickelschritt kleiner als eine Polteilung des Feldes geringer Polzahl ist. Dementsprechend wird man, wenn das Feld höherer Polzahl 5, 7, 9 oder allgemein 2n+1 mal so viel Pole besitzt wie das Feld niederer Polzahl, die Entfernung der in Reihe liegenden bei den Stäbe gleich 4 (6), 6 (8), 8 (10), 2n (2n + 2) wählen.
Ist die eine Polzahl ein gerades Viel faches der andern. so treffen die vorstehen den Erörterungen nicht mehr zu. Ein Aus- fübrungsbeispiel dieser Art ist in der Fig.2 veranschaulicht, unter der Annahme, dass die Polzahlen im Verhältnis 2 : 1 stehen sollen. Das Feld höherer Polzahl ist dabei in Fig. 2 wieder durch die gestrichelt gezeichnete Kurve, das Feld geringerer Polzahl durch die ausgezogene Kurve dargestellt. Das re sultierende Feld weist die in der strich punktierten Linie wiedergegebene Kurven form auf, wobei diese Form je nachdem eine dauernde oder eine Augenblicksform sein kann.
Legt man hier zwei Stäbe (Spulenseiten) in Reihe, die um eine Polteilung des Feldes höherer Polzahl voneinander entfernt sind, so werden in ihnen durch das Feld niederer Polzahl Spannungen induziert, wie sie in der Fig. 2b durch Pfeile nach Richtung und Grösse angedeutet sind. Die durch das Feld niederer Polzahl in den beiden Stäben in duzierten Spannungen sind voneinander ver schieden, und die Gesamtspannung weicht daher von Null ab. Wohl aber heben sich die gesamten in der Wicklung für die hohe Frequenz durch das Feld niederer Polzahl erzeugten Spannungen vollkommen auf, wenn man vier Stäbe hintereinander schaltet, die um je eine Polteilung des Feldes höherer Polzahl auseinanderliegen.
In gleicher Weise wird bei jedem geraden Polzahlverhältnis 2n : 1 eine Beeinflussung der Wicklung für die höhere Frequenz durch das Feld der ge ringeren Polzahl vermieden, wenn 2 ³ 2n Stäbe (Spulenseiten) hintereinander geschaltet wer den, deren gegenseitiger Abstand eine Pol teilung des Feldes höherer Polzahl ausmacht.
Die Wicklung für die niedere Frequenz kann in diesem Falle einfach so ausgeführt werden, dass zwei um eine Polteilung des Feldes geringer Polzahl voneinander ent fernte Stäbe in Reihe liegen. Bei dieser Lage ergibt das Feld geringerer Polzahl zwei ent gegengesetzt berichtete Spannungen, die sich aber wegen der Hintereinanderschaltung der Stäbe addieren. Das Feld höherer Polzahl induziert zwei gleichgerichtete Spannungen, die entsprechend Fig. 2c von gleicher Grösse sind und sich demgemäss aufheben. Eine derart ausgeführte Wicklung wird somit nur von dem Felde niederer Polzahl beeinflusst, während das Feld höherer Polzahl keine Wir kung in ihr hervorbringt.
Bei beiden Wicklungen ist es nicht nötig, dass die hintereinander geschalteten Stäbe unmittelbar in Reihe liegen. Man kann viel mehr erst eine Reihe von Stäben in be liebiger Weise schalten und so Gruppen bil den, die miteinander in Reihe gelegt werden. Jede der Arbeitswicklungen der Maschine muss sich aber letzten Endes auf lauter Grup pen hintereinander geschalteter Stäbe zurück führen lassen. die durch ihre Lage und Schal tung den vorstehend festgelegten Bedingun gen entsprechen.
Zur Hervorbringung der Erregerfelder kann man getrennte Wicklungen verwenden, wodurch man in der Lage ist, die einzelnen Felder ganz unabhängig voneinander zu re geln. Wenn in denselben Nuten Wicklungs teile liegen, die dauernd entgegengesetzte Stromrichtungen haben, ist es aber im all gemeinen zweckmässig, diese zusammenzu fassen. Praktisch kommt dies nur für den Fall in Petracht, dass die Maschine in bezug auf beide Frequenzen synchron ausgebildet ist, also die beiden Felder durch Gleichstrom erregt. werden. Man bringt alsdann die bei den Feldwicklungen auf einem gemeinsamen Induktor an, wobei man durch die Zusammen eine Materialersparnis erzielt, aller dings dafür in der Regelung der Einzel felder nicht mehr ohne weiteres unabhängig ist.
Will man die Maschine für die eine Fre quenz. zum Beispiel die niedere, synchron, für die andere asynchron ausführen, so muss man zur Erregung der beiden Felder ge trennte Wichlungen verwenden. Die Ma schine kann alsdann in der Weise gebaut werden, dass der die Gleichstromerreger- wichlung für die niedere Frequenz tragende Teil verteiltes geblättertes Eisen erhält und eine Kurzschlusswicklung für die hohe Fre quenz aufnimmt. Diese Kurzschlusswicklung entspricht dabei für die hohe Frequenz der Sekundärwicklung einer normalen Induk tionsmaschine, bildet aber zugleich die Dämpferwicklung für die niedere Frequenz. Statt der Kurzschlusswicklung kann, genau wie bei den bekannten Induktionsmaschinen, auch eine Phasenwicklung benützt werden.
Das ist für die praktische Ausführung be sonders zweckmässig, da so ein einfaches An lassen möglich ist, wenn der asynchrone Teil als -Motor arlieiten soll, und man dadurch ferner in die Lage versetzt wird, bei nor malere Laufe Phasen.kompensatoren, V'ibra- Loren oder sonstige Mittel zur Verbesserung des Leistungsfaktors einzuschalten.
Um die Phäsenwicl@lung# dabei ebenso wie die einfache Kurzohlusswichlung als Dämpferwicklung für den synchronen Teil ausnützen zu kön nen, muss sie in 1;esonderer Weise ausgebildet lverdeil. Eine soklie Ausführung veranschau licht die Fi(r. '.;, und zwar ist dort ange- nom1-1ien, tclass clie holte Polzahl sechs, die niedri-e zwei P.-Je beträgt.
Der äussere Kreis stellt eine fortlaufende, in sich geschlossene Wicklung dar. An dieser Wicklung sind in gleicliriiässigE:r Verteilung über dem Umfang eine- Anzahl von Kurzschlussverbindungen her gestellt, durch die jeweils drei um 120 a.usein- antierliegende Wichlungspunkte kurzgeschlos sen werden.
Diese hurzsehlussverbindungen. die hinsichtlich des Stromes hoher Frequenz gewissermassen als Xquipotentialv erbindungen anzusprechen sind, bilden eine Reihe von Dreiecken, die unte=reinander isoliert sind. In der Figur sind' sechs derartige Dreiehe vor handen, von denen drei, die um<B>120'</B> des Feldes hoher Polzahl voneinander entfernt sind, mit Schleifringen in Verbindung ste hen.
An den Schleifringen kann alsdann mit- telst Bürsten der Läuferstrom des asrncliro- nen Motors abgenommen werden, während die Wicklung zugleich für den s@-n@#hronen Generator als Kurzschlussanker wirkt und die Dämpferwichlung bildet.
Bei asynchroner Ausbildung sowohl des motorischen, als des generatorisehen Teils wird man die Ausführung so treffen, dass auf dem Läufer eine gemeinsame Kurzscbluss- (Ii:i,fi@-1 @@'ic#hlung# für beide Teile angebracht wird. Statt einer Kurzschlusswicklung kann auch eine gemeinsame I'haeulvicl@lung ver wendet werden.
Schliesslich kann eine re- meinsame ZVichlung auch so ausgeführt werden, dass sie für die eine Polzahl als Phasenwicklung und für die andere als Kurz- schlusswieli#liing wirlzt. Das kann etwa in der Weise geschehen, wie (lies für die Fig. 3 bereits erwähnt wurde,
wo ebenfalls eine Wicklung für die eine Polzahl Phasen wiel@- lung. für die andere Polzahl Kurzschluss- wieklung ist.
Arbeitet die Maschine im motorischen und im generatorischen Teile synchron, so haben beide Gleichstromfeldwicklungen feste Stel lung zueinander. Diese Felder setzen sich mit den durch die als 'V%Techselstromwi@@hl@n@@en gedachten Arbeitswicklungen hervor@ebrach- ten Feldern zu zwei resultierenden Fcddern zusammen,
und die Höehstwerle der Feld dichte hängen von der dieser beiden resUltierE@nden Felder als. TTni den Eisenkern. und damit. die und (lag #li@-hst klein hal Gewicht der Mas(-hine niü" ten zu können, ist es denigf-mäss von Wichtig keit, die beiden resultierenden Felder in sol che gegenseitige Lage zU bringen,
dass die sich ergebende Höchstdichte möglichst ge ring ist. Das wird erreicht, wenn das po sitive Maximum des einen Feldes mit dem negativen Maximum des andern Feldes zu sammenfällt. Dabei ist jedoch zu berücksich tigen, dass jedes der Wechselstromfelder sich mit der Stärke des betreffenden Wechselstro mes ändert. Demgemäss ist auch das resui- tierende Feld jeweils entsprechend der Be lastung mehr oder weräger verschoben.
Diese Verhältnisse sind in den Dia grammen Fig. 4 bis 7 veranschaulicht. F ig. 4 und 5 stellen den Leerlaufsfall, Fig. 6 und 7 einen Belastungsfall dar.
Hierbei wird im zweipoligen Schema die magnetische Leitfähigkeit nach der Richtring senkrecht zur Rotorwicklungsachse vernach lässigt; man kann dann die InduktorampAre- windtzngen durch ihre Komponente nach die ser Achse, beziehungsweise den Gleichstrom eines Induktors durch einen Wecbselstrorn ersetzen.
Nach Fig. 4 erzeugt der Alagiretisierungs- stronr i g rin Generator eine um<B>90'</B> nach eilende Spannung E. Umgekehrt ruft gemäss Fig. 5 die aufgedrückte Spannung E beim Motor einen um<B>90'</B> nacheilenden Magneti- sierungsstrom i:. hervor. Bei Fig. 6 ist an genommen, dass dem Generator ein Strom J. rg entnommen wird.
Der Induktorstrom <I>J</I> 1g muss alsdann so weit heraufgeregelt wer den, dass die Resultierende aus Jlg und Jlg einen Magnetisierungsstrom i g ergibt, der gross genug ist, um die gewünschte Klemmen spannung hervorzubringen. Der Magnetisie- rungsstrom i g eilt dem Induktorstrom J 2g um den Winkel a' nach.
Da dieser Winkel mit wachsendem Jlg ebenfalls grösser wird; verschiebt sich das resultierende Generator feld aus seiner Anfangslage gegenüber der Induktorwicklung bei zunehmender Belastung immer mehr nach rückwärts. Eine entgegen gesetzte Verschiebung ergibt sich beim Mo torteil. Dort nimmt der Ständer einen un gefähr in Richtung der aufgedrückten Span nung E verlaufenden Strom J,n, auf.
Da mit sich ein resultierender Ma,gnetisierungs- strom i:. ergibt, muss derngemiiss der Induk- torstroin, wie dies die Fig. 7 zeigt, gegen den Magnetisierungsstrom um einen Win- kc,l alu nacheilen. Der Naclieilungswinkel wächst wieder mit zunehmendem Laststrom, und das resultierende Motorfeld rückt also bei grösser werdender Belastung immer mehr gegenüber der Achse der Induktorwicklung vor.
Nach alledem ergibt sich bei verschiedener Belastung eine gegenseitige Verschiebung zwischen dein resultierenden Generatorfeld einerseits und dein resultierenden Motorfeld anderseits, die gleich der Summe der Einzel- verschiebungswinkel ist. Dabei muss jedoch jeder Winkel seiner zugehörigen Polzahl. entsprechend angesetzt werden. Hat zum Beispiel der Motorteil sechs Pole, der Gene riatorteile zwei Pole, so ist die Gesamtver schiebung mit
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zii berechnen.
Die günstigste Ausnützung des Eisen körpers wird nun erzielt, wenn bei Normal last die oben erwähnte Bedingung erfüllt ist, dass das positive Maximum des einen Feldes i 't dein iie"ativeit Ma---,imuiii des andern ni Feldes zusammenfällt. Die Inclul@torwicklung rnuss daher so ausgeführt werden,
.dass bei Leerlauf das positive Maximum des einen und das negative Maximum des andern Fel des gegeneinander verschoben sind und erst bei Erreichung der normalen Belastung zu- sammentreffen. In Fig. 8 ist dies für den Fall dargestellt, dass der GTeneratorteil zwei, der Motorteil sechs Pole besitzt.
Die aus gezogene Kurve veranschaulicht dabei das Generatorfeld, die gestrichelte Kurve das Motorfeld und die strielrpunktierte Kurve das aus beiden resultierende Feld. Genera.tor- feld und Motorfeld sind derart gegeneinander verschoben, dass das positive Maximum des Generatorfeldes
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vor dem negativen Maximum des Motorfeldes liegt.
Bei Be lastung der Maschine verschiebt sich die Ge- neratorkurve allmählich nach rückwärts und die Motorkurve vorwärts, bis bei Normallast schliesslich; eine gegenseitige Lage eintritt, wie sie durch die Fig. 9 veranschaulicht ist. Dort fällt das positive Maximum der Ge- nerat,-)rfeldkurve mit dem negativen Maxi mum rler Motorfeldkurve zusammen und, ist somit. die gegenseitige Lage der beiden Fel der eine möglielist günstige.
Wächst die Be lastung über die Normallast hinaus, so wer den die Verhältnisse wieder ungünstiger.
Brei Belastung muss das CTeneratorfeld grö sser sein als bei Leerlauf, um den Spannungs abfall in der Ständerwicklun- zu decken. Aueli für den Motorteil lässt sich die Einrich tung so treffen, dass der Ständerstrom mit wachsender Last mehr voreilt und infolge dessen gegenelektromotorische Kraft und Motorfeld steigt, während bei Leerlauf das I@mgekehrte der Fall ist.
So ergibt sich trotz der eingünstigeren gegenseitigen Lage der beiden Felder für das resultierende Feld, bei Leerlauf ein Höchstwert, der den Höchstwert bei Normallast und günstigster gegenseitiger Lage der beiden Felder nicht nennenswert übersteigt.
Soll für beide Induktorfelder eine gemein same Wicklung verwendet werden, so ist es vorteilhaft, diese als fortlaufende Gleich- stromivicklung auszuführen. Dabei ist jedoch zu beachten, dass eine in der üblichen Weise einen Wickelschritt gleich der Polteilung a.uf- weisende fortlaufende Gleichstromwicklung, wie sie in Fig. l0a dargestellt ist, immer nur das eine Feld beeinflusst.
Eine derartige Wicklung kann also nicht als gemeinsame Erregerv7ichlung für die beiden Felder ver schiedener Polzahl dienen. Es lässt sich je doch unter Beilielialtiing der bisherigen An- schlüsse und der Schaltung einfach durch iÄ.ndcrung des Z\rickelschrittes erreichen, dass eine Wirkung auf beide Felder zugleich auf tritt.
Hat zum Beispiel das zweite Feld eine im Verhältnis 3 : 1 kleinere Polzahl, so muss man den Wichelsehritt gleich dem Dreifachen der Polteilung des Feldes hoher Polzahl ma chen. Wie Fig. 1 Oh zeigt, sind in diesem Falle die Stromriclitiuigen in den entsprechenden Leitern unverändert, und die Wirkung auf das Feld hoher Polzahl bleibt demgemäss nach u-ie vor bestehen.
Zugleich ergibt sich aber auch eine Wirkung auf das Feld geringer Polzahl, da der Z\'ickelschritt gerade eine Polteilung des Feldes geringer Polzahl aus- macht. Es ist nur nöti5, neben den a nschlüs- sen für den Erregerstrom des Feldes liolicr Polzahl noch weitere Anschlüsse für den Strom des Feldes geringer Polzahl anzubrin gen, Beide Ströme la;
7ern siele dann einfaeli übereinander.
Genau das Gleiche gilt, wenn die Polzahl des Feldes hoher Polzahl ein andere, un gerades @lielfaches des Feldes geringer Pol zahl ist. Bei einem Polzahlverhältnis 5 würde also einfach der @t"ir@kelschritt gleich dein Fünffachen der Polteilung des Feldes:
kolier Polzahl zu wählen sein, bei einem Polzahl- verhältnis 7 gleich dein Siebenfachen dieser Polteilung und schliesslich all-einein bei einem Polzahlverhä.ltnis ?n -}-1 gleich dem 2n -}- lfaclien.
Anders liegen die Verhältnisse, wenn die. Zahl der Pole des Feldes hoher Polzahl ein gerades Vielfaches der Polzahl des andern Feldes ist. Der @j-ichelscliritt muss dann doch ein ungerades Vielfaches der Pnlt,
eilung des Feldes hoher Polzahl bleiben. \o iviirde zum Beispiel für ein Polzahlverhä.ltnis 4 ein Wickelschritt gleich dem Drei- oder Fünf fachen der Polteilung, für ein Polzahlverhält- nis 6 gleich dem Fünf- oder Siebenfachen, für ein Polzablverhältnis 8, gleich dem Sie ben- oder Neunfachen und allgemein für ein Polzahlverhältnis \3n -;
- \_i gleich dem ?n 1-1- oder \?n + 3fachen in Betracht kommen.
Der Wickelschritt entspricht dann also nielit ganz einer Polteilung des Felde: gerin;-er Polzahl. Praktisch wird man ihn stets kleiner wählen als .diese Polteilun-, so dass bei einem Pol zahlverhältnis 4 ein Wickelschritt gleich dem Dreifachen der Polteilung des Feldes hoher Polzahl, bei einem Polzahlverhältnis 6 gleit-h dem Fünffachen usw. benutzt wird.
Dio Wicklung wirkt dann in Bezug auf das Feld geringer Polzahl wie eine @j'iclilun@ mit i-er- kürztem Schritte (Selinenwicl@lun-l.
Die eben beschriebene Z\"icklun@,:anord- nung kann nicht nur für eine gemeinsame Gleichstrom-Indiilitorwiel;liing bei synchroner Ausbildung der Maschine Verwendung fin- den, sondern es kann nach denselben Grund sätzen auch eine gemeinsame Sekundärwick lung bei asynchroner Ausbildung der Ma schine oder schliesslich eine gleichzeitig als Gleichstrom-Induktorwicklung für die eine Frequenz und als Wechselstrom-Sekundär- wicklung für die andere Frequenz dienende gemeinsame Wicklung herbestellt werden.
So würde man bei asynchroner Aus führung für beide Frequenzen eine gemein same Kurzschlusswicklung zum Beispiel in der Weise herstellen, dass einzelne in sich kurzgeschlossene Windungen auf dem In duktor angebracht werden, deren Wickel schritt den dargelegten Bedingungen ent spricht. Statt dessen könnte aber auch die Wicklung als fortlaufende Schleifen- oder Wellenwicklung hergestellt und in grösseren Abschnitten kurzgeschlossen werden.
In vie len Fällen wird es vorteilhaft sein, diese Wicklungsabschnitte nicht unmittelbar kurz zuschliessen, sondern sie an Schleifringe zu führest, so dass man unter Vors@Iialtung eines Widerstandes anlassen Mann. Das Kurz schliessen wird dann erst nach Erreichen der vollen Geschwindigkeit bewerkstelligt.
Ist die Maschine nur für die eine Fre quenz asynchron, für die andere dagegen syn ehron, so wird eine gemeinsame li',rregei@- Gleichstroni- und I@urzschlusswicklung er zielt, indem man die :liiscliliisse für den Wechselstrom wieder kurzschliesst, wie dies für eine gemeinsame Kurzschlusswicklung im Vorstehenden erläutert ist, und den Er- regergleichstroni über Schlei-Ninge zuführt.
Die Gleichstromzuführung muss dabei so er folgen, dass die Kurzschlüsse nicht störend wirken.
Wird für beide Felder Gleiclistront. ver wendet, ist also die Maschine -für beide Fre quenzen synchron ausgebildet, so können die Windungen einzelner Nuten sämtlich oder teilweise entgegengesetzt gerichteten Strom führen und sich so ganz oder teilweise auf heben. In diesem Falle wird nian die be- treffenden Windungen je nachdem ganz weg lassen oder mit entsprechend Heinerem Quer schnitt ausführen.
Den auf diese Weise er- sparten Raum kann inan benutzen, um Dämpferwicklungen unterzubringen. Die Dämpferwicklung kann dabei ganz unab hängig von der Erregerwicklung sein. Zweck- ntässig wird aber der Induktor finit einer cin- zigeii fortlaufenden.
Wi(!l@lung ausgerüstet und werden diejenigen Windungen, die als 1)iimlil'erwiclilttab dienen sollen, durch Kurz- schlussstiieke iiberbrücl,#t, wie dies in 11 gezeigt ist. Die zweite und dritte Windung sind dort kurzgeschlossen, ebenso die sechste Windung. Der zugeführte Gleichstrom fliesst daher durch die erste Windung, dann un mittelbar durch die vierte und fünfte, von dort nach der siebenten usw.
In ;jeder Nut liegen drei Windungen, und die erste enthält d#-ilier zwei, die zweite eine Dämpferwindung.
Bei Gleiclistronierregunb und ungera.dein l'olzttlilverhältnis kann die gtnieinsa.me In- duktorwickIuIIg auch alspulenwvicklun g ausgeführt 'erden. Dieser Fall ist in Fig. 1.? dargestellt. Die Spulenteilung muss dann gleich dem 3-, 5-, 7- . . . .
\?n -@- 1fachen der Polteilung des Feldes hoher Polzahl sein, also jeweils gleich der Polteilung des Feldes geringer Polzahl.
Im Uebensat.ze zu den bis herigen Ausfülirnngen ist bei dieser #Vick- hingsanordnung nicht mehr ,jede einzelne Windung in bezog auf beide Polzahlen @virk- sani, sondern nur noch die Spule a,15 Ganzes.
Die Anordnung _der einzelnen Windungen in der mit bleibt aber dieselbe, und inan kann Wieder Windungen finit entbegenbcsetztem Strome weglassen oder ini Querschnitte ver ringern.
Die durch das Weglassen der sich gegen seitig aufhebeisclen windungt#n der einzelnen Nuten tatstehende benieins < i,aie Erregerw-ick- lunb ist unsymmetrisch, und es weisen stets nur zwei uni eine ganze Polteilunb entfernte Nuten bleiche Amperewindungszah]en auf.
Zugleieli kommen innerhalb ein und des selben Pols auch Nuten atit wechselnden Wicklung als fortlaufende Gleichstromwick- hing mit einem Wickelschritte gleicht der Polteilung des Feldes geringer Polzahl aus führen, wie dies Fig. 14 für ein P'olzahlver- hältnis 3 :
1 zeigt, und die innerhalb eines Pols lügenden Windungen 5, 5' mit entgegen gesetzter Stromrichtung in umgekehrtem Sinn anschliessen. Dabei ergeben sich jedoch grosse Wickelköpfe, die einerseits viel 2Vla- terial erfordern, anderseits die Verluste er höhen.
Es ist, daher besser, entspreeherd Fig. 15 die innerhalb eines Pols liegenden Win dungen 5, 5' entgegengesetzter Stromrichtung mit einer entsprf-chenden Zahl benachbarter Windungen 3, 3' zu einer Spule zusammenzu fassen, ebenso die übrigen Windungen für sich als Spülen 8'-9'-1-2-7,
8-9-1=2'-7' zu ivicheln und die Teilspulen derart hinter- einandF-r zu schalten, dass sich die richtige Stromrichtung ergi.llt. Die kleine Spule 3-5, 3-5' liegt alsdann mit entgegengesetztem Wiel@liingssinne -anz innerhalb der grossen Spule F-9'-1-\_'-7, 8-9-l'-2'-7',
als ob ein schmaler Pol in einen ungleielinamigen breiten hineingele=gt ist.
Ist die fortlaufende CTleiellstroniivi(-l@lung als genfeinsame Erregerwicklung für beide Induldorfelder ausgebildet und führt man die beiden Erre.ergleiehströme unabhängig voneinander iib;
=r passende Anschlusspunlcte zu, so können die beiden Felder unabhängig voneinander gercgf@lt werden, indem man-.die Stärke der Erregergleichströme beispiels- weise durch Änderung vorgeschalteter 'Wi derstände beeinflusst. Vielfach ist es aber vorteilhaft, einen gemeinsamen Strom der Wiehlung zuzuführen und diesen die einzel nen Wichlungsal).-@@chnitte unter entsprechen der Schaltung hintereinander durchlaufen zu lassen.
Eine Änderung dieses Stromes beein- flusst dann die Felder beider Polzahlen gleichzeitig. Man muss daher, falls es auf die unabhängige Regelung eines der beiden Felder ankommt, eine zusätzliche Erreger- wieklullg auf den Induktor legen und in die ser die Regelung vornehmen.
Falls es sich nur um die Regelung des Feldes geringer Polzahl handelt, kann man auch damit aus kommen, dass man die gegenseitige Lage bei der Felder, das Verhältnis der Erreger- A.mpereivindungen und die Sättigung des Eisenh-Urpers passend wählt.
An Stellen, wo beide Felder gleich gerichtet sind, ist hohe Sättigung vorhanden, und es wächst daher dort bei Verstärkung der gemeinsamen Er r e-un- n Il# 'ie Felddichte nur Wohl alier geschieht dies an den Stellen, wo beide Fel der entgegengesetzt gerichtet sind leid die Sattignng nur gering ist.
Dort nimmt die Felddichte proportional mit dem Erreger- strome zii. Diese Verhältnisse sind in der Fig. 13 unter Zugrundelegung eines Polv-r- hä ltnisses 3 veranschaulicht.
Es bedeutet da bei 1 das Gesamtfeld, \? das Feld .der klei nen Polzahl und 3 das I'eld der gross(-@n Pol zahl bei der ursprünglichen Erregung. -Nach Verstärkung des Erregerstromes ergibt sic-li ein Gesamtfeld 4,
das sich aus dein Ff-1de 5 kleiner Polzahl und einem prahtiscli dein Felde 3 entspreehenklen Felde hoher Polzahl zusammensetzt. Es ergibt sich also als Folge einer Verstärkung des Erregerstrome; eine Ändernii - des Feldes geringer Polzahl unter Erhallrin@-; d@@s Feldes hoher Polzahl.
Machine for frequency conversion and for the simultaneous generation of alternating currents of different frequencies. A single machine can be used for frequency conversion or for the simultaneous generation of alternating currents at different frequencies and still work independently for both frequencies by simultaneously generating fields with different numbers of poles and applying a corresponding number of independent working windings. Working windings are those windings that carry the alternating currents of various frequencies that are generated at the same time or are converted into one another.
However, these working windings must be carried out in a special way, and it is essential that the working winding for the low frequency can always be traced back to groups of two conductors lying in series, which are an even number of poles of the high-pole field . Such a machine forms the subject of the invention.
The essence of the innovation is to be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. The application with a frequency converter is primarily considered. Of course, the points of view can also be transferred to a double generator without further ado.
As an introduction, it should first be noted that the machine in relation to the various frequencies. can be designed as a Sy uchronmascliine or as an asynchronous machine or with respect to a frequency as a synchronous machine and with respect to the other as an asynchronous machine. In the former case, the two fields of different number of poles are excited by direct current, in the second case by alternating current in the manner of the known asynchronous machines, while in the third case one field is generated by direct current, the other by alternating current. The individual fields naturally combine to form a resulting field in the machine.
This always has a certain shape if the individual fields are not shifted against one another, for example the two excitation windings of an inductor are fed by direct current. If, on the other hand, the individual fields change their mutual position, for example by supplying direct current to one winding and alternating current to the other, then the resulting field also changes during the period. In Fig. 1, the case is assumed that the number of poles of the two excitation fields are in a ratio of 3: 1. The field curves are illustrated by Fig. La, namely the solid curve means the field of low number of poles, the dashed ge curve drawn the field of high number of poles. Both fields are combined to form a resulting field, which is represented by the dash-dotted curve.
The shape of the resulting field remains of course only unchanged if the two individual fields have a fixed, mutual position, while in the other case the dash-dotted curve is only an instantaneous shape. represents. The working winding for the high frequency must now be set up so that the field with a small number of poles cannot generate any voltage in it. The bars (coil sides) are therefore distributed and switched as shown in FIG. 1b. This figure shows three bars which are separated from each other by one pole pitch of the higher number of poles and connected in series. All three rods love under the same pole of the field with fewer poles. Three tensions in the same direction are caused in them by this field, which are represented by arrows according to direction and size.
As a result of the series connection, these tensions counteract each other and love each other. The tension in the individual rod is proportional to the field density at the relevant point. In the case of a sinusoidal field, however, if the distance of one rod from the zero point of the field with a small number of poles is an arbitrary angle p, then for three consecutive rods together a voltage that corresponds to the value sin p - sin (p + 60) + sin (p + 120) must be proportional. This value is pale zero for every angle p. According to this, the voltage drawn in the three bars in FIG. 1b is equal to zero, but likewise that of the bars connected in series with these bars and located in front of the other pole of the field with a small number of poles.
In the arrangement shown, the winding for the high frequency is not influenced in any way by the field with a low number of poles. The same applies, as can easily be demonstrated, also in the event that the higher number of poles is 5-, 7-, 9- or generally 2n + 1 times the lower number of poles. In all of these cases, by letting the bars (coil sides) follow one another at a distance of one pole pitch of the field with a higher number of poles and connecting 5, 7, 9, 2n + 1 in series, this winding can be influenced by the Avoid field with low number of poles.
In order to get the fullest possible effect from the field with a low number of poles, the winding for the low frequency would actually have to be designed in such a way that two bars that are spaced apart by one pole pitch of this field are in series. As can be seen from FIG. 1a, the voltages induced by the field with a higher number of poles would then add up. In addition to the desired influence from the field with a lower number of poles, the winding would also experience an undesirable influence from the field with a higher number of poles. In order to avoid this, the rods (coil sides) should therefore be arranged according to FIG. 1c. There are then two bars connected in series. which are separated from one another by two poles of the field with a higher number of poles.
This field therefore generates in the two rods bleached tensions of the same magnitude, which, in view of the series connection, counteract one another and thus cancel one another. In this respect nothing is changed if the two bars in series take place. uni two are about four poles of the field higher number of poles apart. It is only important that the distance is an even number of poles in this field. In most cases, however, it will be expedient to make the arrangement so that the winding pitch is smaller than one pole pitch of the field with a small number of poles. Accordingly, if the field with a higher number of poles has 5, 7, 9 or in general 2n + 1 times as many poles as the field with a lower number of poles, the distance between the bars in series will be 4 (6), 6 (8), Select 8 (10), 2n (2n + 2).
If one number of poles is an even multiple of the other. so the preceding discussions no longer apply. An embodiment of this type is illustrated in FIG. 2, on the assumption that the number of poles should have a ratio of 2: 1. The field with a higher number of poles is shown again in FIG. 2 by the curve drawn in dashed lines, the field with a lower number of poles by the solid curve. The resulting field has the curve shape shown in the dash-dotted line, this shape being a permanent or an instantaneous shape, depending on the situation.
If you put two rods (coil sides) in series, which are separated by one pole division of the field with a higher number of poles, then voltages are induced in them by the field with the lower number of poles, as indicated in FIG. 2b by arrows according to direction and size . The voltages induced by the field of low number of poles in the two rods are different from one another, and the total voltage therefore deviates from zero. However, all of the voltages generated in the winding for the high frequency by the field with the lower number of poles cancel each other out completely if four rods are connected one behind the other, each of which is one pole pitch of the field with a higher number of poles apart.
In the same way, with every even number of poles ratio 2n: 1, the winding for the higher frequency is prevented from being influenced by the field of the lower number of poles if 2 ³ 2n bars (coil sides) are connected in series whose mutual spacing is one pole division of the higher field Number of poles.
In this case, the winding for the lower frequency can simply be designed in such a way that two rods separated by one pole pitch of the field with a small number of poles are in series. In this position, the field with a lower number of poles results in two oppositely reported voltages, which, however, add up because the bars are connected in series. The field with a higher number of poles induces two rectified voltages which, as shown in FIG. 2c, are of the same size and accordingly cancel each other out. A winding designed in this way is thus only influenced by the field with a lower number of poles, while the field with a higher number of poles does not produce any effects in it.
With both windings it is not necessary that the bars connected in series are directly in series. Much more, you can first switch a number of bars in any way you like and thus form groups that are placed in series with one another. In the end, however, each of the machine's work windings must be able to be traced back to lots of groups of bars connected one behind the other. which correspond to the conditions specified above due to their location and circuitry.
Separate windings can be used to generate the excitation fields, which means that the individual fields can be regulated independently of one another. If there are winding parts in the same slots that constantly have opposite directions of current, it is generally useful to summarize them. In practice, this only occurs in the case in Petracht that the machine is designed to be synchronous with regard to both frequencies, i.e. the two fields are excited by direct current. will. The field windings are then placed on a common inductor, whereby a material saving is achieved through the combination, although the regulation of the individual fields is no longer readily independent.
If you want the machine for one frequency. For example, the lower, synchronous, for the others to run asynchronously, one must use separate windings to excite the two fields. The machine can then be built in such a way that the part carrying the direct current excitation winding for the lower frequency receives flaked iron and a short-circuit winding for the high frequency. This short-circuit winding corresponds to the high frequency of the secondary winding of a normal induction machine, but at the same time forms the damper winding for the lower frequency. Instead of the short-circuit winding, just as in the known induction machines, a phase winding can also be used.
This is particularly useful for the practical implementation, since it enables a simple start-up if the asynchronous part is to function as a motor, and this also enables phase compensators, V'ibra, with normal running - Switch on trolleys or other means to improve the power factor.
In order to be able to use the phase winding as well as the simple short-circuit winding as a damper winding for the synchronous part, it must be designed in a special way. A soklie version illustrates the fi (r. '.;, And it is anomaly there, tclass clie got six poles, the lower two p. Each.
The outer circle represents a continuous, self-contained winding. A number of short-circuit connections are made on this winding, evenly distributed over the circumference, by means of which three 120 separate weighting points are short-circuited.
These shorthand connections. which, with regard to the current of high frequency, are to a certain extent to be addressed as equipotential connections, form a series of triangles which are isolated from one another. In the figure, there are six such twists, three of which are separated from one another by <B> 120 '</B> the field of high number of poles and are connected to slip rings.
The rotor current of the single-phase motor can then be picked up on the slip rings by means of brushes, while the winding also acts as a short-circuit armature for the s @ -n @ #hronous generator and forms the damper winding.
In the case of an asynchronous design of both the motor and the generator part, the execution will be made in such a way that a common shortcut (Ii: i, fi @ -1 @@ 'ic # hlung # for both parts is attached to the rotor Short-circuit winding can also be used with a common winding.
Finally, a common connection can also be designed in such a way that it turns as a phase winding for one number of poles and as a short-circuit connection for the other. This can be done in the same way as (read for Fig. 3 was already mentioned,
where there is also one winding for the one number of poles phases. for the other number of poles is short-circuit protection.
If the machine works synchronously in the motor and generator parts, both DC field windings have a fixed position to one another. These fields are put together with the fields created by the work developments imagined as' V% T Wechselstromwi @@ hl @ n @@ en to form two resulting fields,
and the maximum values of the field density depend on that of these two resulting fields as. TTni the iron core. and thus. the and (was # li @ -hst small half the weight of the mas (-to be able to nod inside, it is therefore of particular importance to bring the two resulting fields into such mutual position,
that the resulting maximum density is as low as possible. This is achieved when the positive maximum of one field coincides with the negative maximum of the other field. However, it must be taken into account that each of the alternating current fields changes with the strength of the respective alternating current. Accordingly, the resulting field is shifted more or less depending on the load.
These relationships are illustrated in the diagrams FIGS. 4 to 7. Fig. 4 and 5 show the idle case, FIGS. 6 and 7 show a load case.
Here, in the two-pole scheme, the magnetic conductivity is neglected after the alignment ring perpendicular to the rotor winding axis; you can then replace the inductor ampere windings with their components on this axis, or the direct current of an inductor with an alternating current.
According to FIG. 4, the Alagiretisierungs- current rin generator generates a voltage E which rushes by <B> 90 '</B>. Conversely, according to FIG. 5, the applied voltage E causes the motor to increase by <B> 90' > lagging magnetization current i :. emerged. It is assumed in FIG. 6 that a current J. rg is drawn from the generator.
The inductor current <I> J </I> 1g must then be regulated up to such an extent that the resultant from Jlg and Jlg gives a magnetizing current i g that is large enough to produce the desired terminal voltage. The magnetizing current i lags behind the inductor current J 2g by the angle a '.
Since this angle also increases with increasing Jlg; the resulting generator field shifts from its initial position towards the inductor winding more and more backwards with increasing load. An opposite shift results in the engine part. There the stator absorbs a current J, n, which runs roughly in the direction of the applied voltage E.
Since with it a resulting magnetization current i :. As a result, the inductor current, as shown in FIG. 7, has to lag behind the magnetizing current by an angle l alu. The angle of incidence increases again with increasing load current, and the resulting motor field therefore advances more and more in relation to the axis of the inductor winding as the load increases.
After all of this, there is a mutual shift between your resulting generator field on the one hand and your resulting motor field on the other hand, which is equal to the sum of the individual displacement angles. However, each angle must have its associated number of poles. be set accordingly. For example, if the motor part has six poles and the generator part has two poles, the total displacement is also included
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calculate zii.
The most favorable utilization of the iron body is achieved when the above-mentioned condition is fulfilled at normal load, that the positive maximum of one field is not your iie "ativeit Ma ---, imuiii of the other field. The inclusion. The gate winding must therefore be designed in such a way that
.that when idling, the positive maximum of one field and the negative maximum of the other field are shifted from one another and only meet when the normal load is reached. This is shown in FIG. 8 for the case that the generator part has two poles and the motor part has six poles.
The solid curve illustrates the generator field, the dashed curve the motor field and the dashed-dotted curve the field resulting from both. Genera.tor- field and motor field are offset against each other in such a way that the positive maximum of the generator field
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lies before the negative maximum of the motor field.
When the machine is loaded, the generator curve gradually shifts backwards and the motor curve forwards, until finally at normal load; a mutual situation occurs, as illustrated by FIG. 9. There the positive maximum of the generator field curve coincides with the negative maximum motor field curve and is therefore. the mutual position of the two fields is possibly favorable.
If the load increases beyond the normal load, the conditions become less favorable again.
With the load, the Cenerator field must be larger than with no-load operation in order to cover the voltage drop in the stator winding. For the motor part, the device can be set up in such a way that the stator current leads more with increasing load and, as a result, the counter-electromotive force and motor field increase, while the reverse is the case when idling.
Despite the more favorable mutual position of the two fields for the resulting field, there is a maximum value when idling, which does not significantly exceed the maximum value under normal load and the most favorable mutual position of the two fields.
If a common winding is to be used for both inductor fields, it is advantageous to design this as a continuous direct current winding. It should be noted, however, that a continuous direct current winding, which has a winding step equal to the pole pitch a in the usual way, as shown in FIG. 10a, only ever affects one field.
Such a winding cannot serve as a common excitation winding for the two fields with different numbers of poles. However, if the previous connections and the circuit are included, it can be achieved simply by changing the pinch step that an effect occurs on both fields at the same time.
If, for example, the second field has a smaller number of poles in the ratio 3: 1, the intermittent step must be three times the pole pitch of the field with a higher number of poles. As FIG. 10 shows, in this case the currents in the corresponding conductors are unchanged, and the effect on the field with a high number of poles accordingly remains after u-ie before.
At the same time, however, there is also an effect on the field with a small number of poles, since the pin step makes up a pole division of the field with a small number of poles. It is only necessary, in addition to the connections for the excitation current of the field liolicr number of poles, to attach further connections for the current of the field with a small number of poles, both currents la;
7ern would then fall one on top of the other.
Exactly the same applies if the number of poles in the field with the high number of poles is another uneven multiple of the field with the low number of poles. With a pole ratio of 5, the @t "ir @ kelstep would be five times the pole pitch of the field:
Kolier pole number must be selected, with a pole number ratio of 7 equal to seven times this pole pitch and finally all-one with a pole number ratio? n -} - 1 equal to the 2n -} - faclien.
The situation is different if the. The number of poles in the field with the high number of poles is an even multiple of the number of poles in the other field. The @ j-ichelscliritt must then be an odd multiple of the Pnlt,
division of the field with a high number of poles. For example, for a pole number ratio of 4, a winding step would be three or five times the pole pitch, for a pole number ratio of 6 it would be five or seven times, for a pole ratio 8 that would be ten or nine times and in general for a pole ratio \ 3n -;
- \ _i equal to? n 1-1- or \? n + 3-fold.
The winding pitch then does not quite correspond to a pole division of the field: small number of poles. In practice, it will always be smaller than this pole pitch, so that with a number of poles ratio of 4, a winding step equal to three times the pole pitch of the field with a high number of poles, with a number of poles ratio of 6, five times, etc. is used.
The winding then acts like a @ j'iclilun @ with i-shortened steps (Selinenwicl @ lun-l.
The Z \ "icklun @,: arrangement just described can not only be used for a common direct current Indiilitorwiel; liing with synchronous design of the machine, but it can also use the same principles, a common secondary winding with asynchronous design of the Machine or, finally, a common winding serving as a direct current inductor winding for one frequency and as an alternating current secondary winding for the other frequency.
For example, with an asynchronous design, a common short-circuit winding would be produced for both frequencies in such a way that individual short-circuited windings are attached to the inductor whose winding step corresponds to the conditions set out. Instead, however, the winding could also be produced as a continuous loop or wave winding and short-circuited in larger sections.
In many cases it will be advantageous not to close these winding sections for a short time immediately, but rather to guide them to slip rings, so that one can start up with a resistor in advance. The short circuit is then only accomplished after reaching full speed.
If the machine is only asynchronous for one frequency and synchronous for the other, a common li ', rregei @ - DC and I @ short-circuit winding is achieved by short-circuiting the: liiscliliisse for the alternating current again, like this for a common short-circuit winding is explained in the above, and supplies the exciter synchronism via Schlei-Ninge.
The direct current supply must be such that the short circuits do not have a disruptive effect.
Used for both fields Gleiclistront. is used, so if the machine is designed to be synchronous for both frequencies, the turns of individual grooves can carry all or some of the current in opposite directions and thus cancel each other out completely or partially. In this case, nian will either omit the relevant turns entirely or make them with a corresponding Heinerem cross-section.
Inan can use the space saved in this way to accommodate damper windings. The damper winding can be completely independent of the exciter winding. However, the finite inductor of a single continuous one becomes useful.
They are equipped and those windings that are to serve as 1) iimil'erwiclilttab are bridged by short-circuit pieces, as shown in FIG. The second and third turns are short-circuited there, as is the sixth turn. The supplied direct current therefore flows through the first turn, then directly through the fourth and fifth, from there to the seventh, etc.
There are three turns in each groove, and the first contains two turns, the second one damper turn.
In the case of equilibrium distribution and uneven distribution, the gtnieinsa.me inductor development can also be implemented as a coil development. This case is shown in Fig. 1.? shown. The coil pitch must then be the same as the 3-, 5-, 7-. . . .
\? n - @ - 1 times the pole pitch of the field with a high number of poles, i.e. equal to the pole pitch of the field with a low number of poles.
In the superscript to the previous statements, with this Vickhing arrangement there is no longer every single turn in relation to both pole numbers @ virksani, but only the coil a, 15 as a whole.
The arrangement of the individual windings in the with remains the same, however, and in this way windings with finitely separated currents can again be omitted or the cross-sections reduced.
The benieins <i, aie excitation loop, caused by the omission of the mutually canceling turns of the individual slots is asymmetrical, and only two slots, one whole pole pitch apart, always have pale ampere-turns.
At the same time, within one and the same pole there are also slots with alternating winding as a continuous direct current winding with one winding step equal to the pole pitch of the field with a small number of poles, as shown in FIG. 14 for a pole number ratio 3:
1 shows, and the turns 5, 5 'lying within a pole connect with the opposite current direction in the opposite sense. This, however, results in large winding heads which, on the one hand, require a lot of material and, on the other hand, increase the losses.
It is, therefore, better, according to Fig. 15, to combine the turns 5, 5 'of opposite current direction lying within a pole with a corresponding number of adjacent turns 3, 3' to form a coil, as well as the remaining turns separately as flushing 8 '-9'-1-2-7,
8-9-1 = 2'-7 'and to switch the sub-coils one behind the other in such a way that the correct current direction is achieved. The small coil 3-5, 3-5 'then lies in the opposite direction within the large coil F-9'-1 - \ _'- 7, 8-9-l'-2'-7',
as if a narrow pole was inserted into an unevenly broad one.
If the continuous flow control is designed as a single excitation winding for both Induldorf fields and if the two equal excitation currents are conducted independently of one another;
= r matching connection points, the two fields can be rectified independently of one another by influencing the strength of the direct excitation currents, for example by changing the upstream resistances. In many cases, however, it is advantageous to supply a common stream to the weighing and to let the individual Wichlungsal) .- @@ sections run through one after the other under the corresponding circuit.
A change in this current then influences the fields of both numbers of poles at the same time. Therefore, if the independent regulation of one of the two fields is important, an additional exciter signal must be placed on the inductor and the regulation carried out in this.
If it is only a matter of regulating the field with a small number of poles, one can also manage with the fact that one appropriately selects the mutual position of the fields, the ratio of the exciter-ampereivindications and the saturation of the iron body.
In places where both fields are directed in the same way, there is high saturation, and therefore it grows there when the common field density is strengthened, but this only happens at the places where both fields are opposite are directed sorry the saturation is low.
There the field density increases proportionally with the excitation current zii. These relationships are illustrated in FIG. 13 based on a pole ratio 3.
With 1 it means the total field, \? the field of the small number of poles and 3 the field of the large (- @ n number of poles with the original excitation. -After increasing the excitation current, sic-li results in a total field of 4,
which is composed of your Ff-1de 5 small number of poles and a prahtiscli your field 3 corresponding fields of high number of poles. It thus results as a result of an increase in the excitation current; a changeii - the field of low number of poles under Erhallrin @ -; d @@ s field with a high number of poles.