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Anordnung für die Speisung ,von ventilgesteuerten Wechselstrommotoren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich'auf die Speisung von ventilgesteuerten Wechselstrommotoren,
d. h. von Motoren, deren einzelnen Wicklungen die Spannungen bzw. Ströme über elektrische
Ventile zugeführt werden, vorzugsweise über gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken.
Derartige Wechselstrommotoren sind im allgemeinen mehrphasig ausgebildet und vielfach
derart geschaltet, daß sie eine Reihenschlußcharakteristik aufweisen. Sie haben
unter anderem besondere Bedeutung für den eleletrischen Bahnbetrieb. In solchen
Fällen wird im allgemeinen eine Speisung durch einphasigen Wechselstrom vorliegen.
Hierbei empfiehlt es sich, die Ständerwicklung des Motors als mehrphasige Sternwicklung
auszuführen und den einzelnen Phasen des Motors die Ströme durch entsprechende Steuerung
der Ventile nacheinander zuzuführen. Die einzelnen Phasenströme können dabei zusammengesetzt
und als ein in einer Richtung fließender Strom durch die Läuferwicklung geschickt
werden, in welcher hierdurch im wesentlichen ein Gleichstromfeld erzeugt wird.
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In Abb. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für diesen Erfindungsgedanken
dargestellt. Ein Wechselstrommotor - io, dessen Ständer mehrere Phasenwicklungen
besitzt, wird aus einem einphasigen Wechselstromnett i i unter Mitwirkung eines
Transformators 14 mit den Wicklungen 15 und 16 und der gittergesteuerten
Dampf- oder Gasentladungsstrecken 17, 18, i9 bzw. 2o, 21, 22 gespeist. Der
Motor io kann sowohl als Induktionsmotor wie auch als Synchronmotor ausgeführt sein.
Im vorliegenden Falle ist -er als Synchronmotor mit einer dreiphasigen, in Stern
geschalteten Ständerwicklung 12 und einer als Gleichstromwicklung ausgeführten Läuferwicklung
13 ausgebildet. Die Entladungsstrecken der beiden Gruppen sind in bezug auf den
Motor und das speisende Netz mit einer derartigen Stromdurchlaßrichtung geschaltet,
daß die Ströme in den Phasenwicklungen des Motors und vor allem in der Läuferwicklung
13 stets in der gleichen Richtung fließen, bezogen auf die Umformungseinrichtung
als Ganzes bzw. auf das speisende Netz.
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Die Steuerung der Entladungsstrecken mittels der Gitter erfolgt so,
daß die Stromführung jeweils in den Gefäßen freigegeben wird, deren zugehörige Phasenwicklung
stets mit der Läuferwicklung in der jeweiligen Stellung gerade ein Drehmoment erzeugen
kann.
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Die Ausführungsform gemäß Abb. i kann man nun in verschiedenartiger
Weise abwandeln. Einerseits ist es möglich, an Stelle
einer einphasigen
Speisespannung eine mehrphasige Speisespannung vorzusehen. Ferner ist es auch möglich,
die einzelnen Teilwickfungen des Ständers r2 nicht nur mit gleichgerichteten Strömen
zu belegen, sondern auch Ströme wechselnder Richtung hindurchzuschicken. So ist
z. B. in Abb. 2 ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Transformator 14
zwei Sekundärwicklungen 16 und 16' aufweist, wobei in entsprechender Weise, wie
bei der Sekundärwicklung 16, auch bei der Wicklung 16' Gefäße 17' bis 22'
vorgesehen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Feldwicklung 13 zwischen
die beiden Sternpunkte der Wicklungen 16 und 16' geschaltet und mit einer Mittelanzapfung
versehen, die an den Sternpunkt des Ständers 12 herangeführt ist.
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Es ergibt sich hinsichtlich der Wirkungsweise, daß in jedem Zeitteilchen
zwei Teilwicklungen Strom führen, wohei der Strom bei der einen Teilwicklung eintritt
und bei einer anderen Teilwicklung austritt. Der zeitliche Abstand der einzelnen
Kommutierungen beträgt 6o elektrische Grade.
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Timmt man beispielsweise an, daß in einem i gegebenen Zeitteilchen
zunächst die Gefäße 19 und 18' Strom führen, und daß die linke Klemme der Wicklung
16 positiv, die linke Klemme der Wicklung 16' negativ ist, so wird ein Strom von
der Wicklung 16 über (las Gefäß i9 und die rechte obere Phasenwicklung des
Ständers 12, ferner über das Gefäß i8', den linken Teil der Wicklung 16' und die
Feldwicklung 13 zurück zum Sternpunkt der Wicklung 16 fließen. Sobald die Speiscspannung
die Polarität wechselt, erfolgt der Stromübergang selbsttätig auf die Gefäße 22
und 2i'. 6o elektrische Grade später wird das Gefäß i8' durch das Gefäß
17' und das Gefäß 2i' durch das Gefäß 2o' abgelöst. Entsprechend dem zeitlichen
Weiterrücken der Kommutierung wird auch die resultierende-magnetomotorische Kraft
vorrücken, und der Motor wird in ähnlicher Weise, wie bei Abb. t, seine Geschwindigkeit
ändern. .
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- Abb. 3 der Zeichnung bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel, bei
dem ein Drehstromnet2# 40 als Speisequelle dient. Hierbei sind die Wicklungen 16
und 16' (vgl. Abb. 2) ersetzt durch einen in Stern geschalteten Transformator mit
den Wicklungen 41 und 4i'. Zwischen die beiden Sternpunkte ist eine Drosselspule
42 geschaltet, die als Feldwicklung für den - Motor io, wie im Falle der Abb. 2,
dienen kann. In diesem Falle würde der Motor ein Reihenschlußverhalten aufweisen,
da die Feldwicklung vom Arbeitsstrom des Motors durchflossen wäre: Für die Transformatorwicklung
41 ist eine Gruppe 43 und für die Wicklung 41' eine Gruppe 43' von Entladungsstrecken
vorgesehen. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß an jeder Phasenwicklung
des Ständers 12 des Motors io von der einen Gruppe nur die Anoden, von der anderen
Gruppe nur die Kathoden angeschlossen sind. In dem in der Abb.3 dargestellten Falle
weist der Motor ein Nebenschlußverhalten auf, da die Feldwicklung i3 über einer
Hilfsgleichrichter mit Transformator 44 und Entladungsstrecken 45 parallel mit der
Ständerwicklung am Primärnetz liegt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Abb. 4 der Zeichnung veranschaulicht.
Hierbei ist eine derartige Anordnung der einzelnen Entladungsgefäße 17 bis a2 getroffen,
daß ein gemeinsames Kathodenpotential besteht, mithin sämtliche sechs Entladungsgefäße
zu einem mehranodigen Gefäß finit gemeinsamer Kathode, beispielsweise Quecksilberkathode,
vereinigt werden können. In diesem Falle ist der Transformator 14 der Abb. i durch
einen Transformator 46 mit den drei Paaren von Sekundärwicklungen 47 bis 48, 49
bis 5o und 5i bis 52 ersetzt. Jedes Paar von Sekundärwicklungen ist mit je einer
Phasenwicklung des Ständers 12 verbunden, und die beiden -Wicklungen jedes Paares
sind derart gewickelt, daß sie während aufeinanderfolgender Halbwellen der Speisewechselspannung
wirksam sind. In sonstiger Hinsicht weist dieses Ausführungsbeispiel gegenüber dem
nach Abb. i keine Besonderheiten auf.