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Dokumentenidentifikation DE3831114C2 15.10.1992
Titel Asynchrongenerator
Anmelder Däumling, Siegfried, 7968 Saulgau, DE
Erfinder Däumling, Siegfried, 7968 Saulgau, DE
Vertreter Eisele, E., Dipl.-Ing.; Otten, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 7980 Ravensburg
DE-Anmeldedatum 13.09.1988
DE-Aktenzeichen 3831114
Offenlegungstag 24.05.1989
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.10.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.10.1992
IPC-Hauptklasse H02K 17/42

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Asynchrongenerator mit einer mehrphasigen Erregerwicklung und einer mehrphasigen Lastwicklung, bei der die einen Seiten von beiden Wicklungen zu einem Sternpunkt zusammengeschlossen sind und an den anderen Seiten wenigstens der Erregerwicklung Kondensatoren angeschlossen sind. Üblicherweise sind Asynchrongeneratoren dreiphasig und weisen dementsprechend drei Wicklungsstränge auf. Die Kondensatoren dienen zur Erzeugung des Magnetisierungsstromes.

Ein Asynchrongenerator der einleitend bezeichneten Art ist aus der DE 24 00 698 A1 bekannt. Hiernach sind die Sternpunkte der beiden Wicklungen galvanisch getrennt. An der anderen Seite der Erregerwicklung ist eine Sternanordnung von drei Kondensatoren angeschlossen. Über die Ausbildung der Wicklungen im einzelnen finden sich in der Schrift keine Angaben.

Mit den bisher bekannten Asynchrongeneratoren konnte jedoch die der Maschinengröße entsprechende Leistung bei induktiver Belastung nicht erreicht werden. Wenn man die rein ohm&min;sche Nennleistung bekannter Asynchrongeneratoren mit 100% ansetzt, dann ist festzustellen, daß schon bei 30 bis 40%iger induktiver Belastung die Spannung total zusammenbricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Asynchrongenerator vorzuschlagen, der eine wesentlich höhere induktive Belastung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Asynchrongenerator der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je eine Spulengruppe der Erregerwicklung und der Lastwicklung zusammen einen Wicklungsstrang bilden und daß jede Spulengruppe die Hälfte der vorhandenen Pole umfaßt.

Wesentlich ist, daß der Sternpunkt in der Mitte der Wicklung liegt. Es werden dadurch zwei dreiphasige Wicklungsteile gebildet, von denen der eine Teil als Erregerwicklung dient und der andere Teil als Lastwicklung. Auch an dem Lastwicklungsteil, somit also an beiden Enden der Wicklungsstränge, können Kondensatoren angeschlossen sein. Mit dieser Schaltung ist eine wesentlich höhere induktive Belastung als bei bekannten Asynchrongeneratoren möglich, ein typischer Wert liegt bei ca. 70% unter Zugrundelegung der oben angegebenen Berechnungsmethode. Wesentlich ist auch, daß sich bei induktiver Belastung eine konstante Verbraucherspannung ergibt. Die Wicklung kann in üblicher Weise als Einschicht- oder Zweischichtwicklung ausgeführt sein.

Die Polzahl spielt keine Rolle, d. h. die Vorteile treten bei Generatoren mit allen möglichen Polzahlen auf. Der vorgeschlagene Asynchrongenerator eignet sich daher u. a. als Frequenzumformer, z. B. im industriellen Bereich, wo häufig mit Hochfrequenz betriebene Handwerkzeugmaschinen verwendet werden. Beispielsweise liefert ein mit 3000 Umdrehungen/Min. angetriebener achtpoliger Asynchrongenerator eine Verbraucher-Netzfrequenz von 200 Hz.

Um die Möglichkeit zu schaffen, Verbraucher mit unterschiedlichen Ausgangsspannungen zu speisen, wird vorgeschlagen, daß die Spulengruppen eines Stranges unterschiedliche Windungszahlen und Drahtstärken aufweisen. Zum gleichen Zweck ist es aber auch möglich, daß wenigstens eine der verbraucherseitigen Spulengruppen Anzapfungen aufweist.

Vorzugsweise wird für den Asynchrongenerator das Statorblechpaket eines normalen Asynchronmotors verwendet. Der Läufer kann ein Käfiganker sein, wie er ebenfalls für Asynchronmotoren verwendet wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 das Schaltbild eines Asynchrongenerators mit Kondensatoren an einer Wicklungsseite,

Fig. 2 das Schaltbild des Asnynchrongenerators nach Fig. 1 mit Kondensatoren auch an der Verbraucherseite,

Fig. 3 das Wickel- und Schaltschema einer vierpoligen Einschichtwicklung und

Fig. 4 das Wickel- und Schaltschema einer vierpoligen Zweischichtwicklung.

Wie Fig. 1 zeigt, hat die Ständerwicklung drei Stränge, jeder bestehend aus zwei in Reihe geschalteten Spulengruppen S 1 und S 1&min;, S 2 und S 2&min;, S 3 und S 3&min;. Die mit U 2, V 2 und W 2 bezeichneten Verbindungsstellen zwischen den jeweiligen Spulengruppen sind in Wirklichkeit als Anzapfungen ausgebildet und zum Klemmbrett herausgeführt. Dort sind sie durch Brücken miteinander verbunden. Die Spulengruppen S 1 bis S 3 bilden die Erregerwicklung. Die entsprechenden Strangenden heißen U 1, V 1 und W 1. Sie sind im Dreieck mit Kondensatoren C 1, C 2 und C 3 beschaltet. Die Spulengruppen S 1&min; bis S 3&min; bilden die Lastwicklung. Die entsprechenden Enden heißen L 1, L 2 und L 3. Der hierzu gehörige Käfiganker ist schematisch angedeutet und mit K bezeichnet.

In Fig. 2 ist dieselbe Maschine durch Kondensatoren C 1&min;, C 2&min; und C 3&min; am lastseitigen Ausgang ergänzt. Ferner haben die Spulengruppen S 1&min; bis S 3&min; je zwei Anzapfungen. In strichpunktierter Darstellung ist beispielweise angedeutet, wie ein Drehstromverbraucher M 1, ein Wechselstromverbraucher M 2 kleinerer Spannung und ein Wechselstromverbraucher M 3 größerer Spannung angeschlossen werden könnte.

Fig. 3 zeigt einen Ständer mit sechsunddreißig Nuten und eine Einschichtwicklung in Dreiloch-Ausführung. Jede Spulengruppe besteht aus drei konzentrischen Spulen. Die Bezeichnungen der Spulengruppenenden stimmen mit Fig. 1 überein.

In Fig. 4 ist eine ebenfalls vierpolige Zweischichtwicklung gezeigt. Hier besteht jede Spulengruppe aus zwei in Reihe geschalteten Einzelgruppen mit entgegengesetzter Stromlaufrichtung, jede aus drei konzentrischen Spulen. Auch hier sind die gleichen Anschlußbezeichnungen verwendet.


Anspruch[de]
  1. 1. Asynchrongenerator mit einer mehrphasigen Erregerwicklung und einer mehrphasigen Lastwicklung, bei der die einen Seiten von beiden Wicklungen zu einem Sternpunkt zusammengeschlossen sind und an den anderen Seiten wenigstens der Erregerwicklung Kondensatoren angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Spulengruppe (S1 bis S3) der Erregerwicklung und (S1&min; bis S3&min;) der Lastwicklung zusammen einen Wicklungsstrang bilden und daß jede Spulengruppe die Hälfte der Pole umfaßt.
  2. 2. Asynchrongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulengruppen (z. B. S1 und S1&min;) eines Stranges unterschiedliche Windungszahlen und Drahtstärken aufweisen.
  3. 3. Asynchrongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Spulengruppen (S1&min;) Anzapfungen zur Abnahme verschiedener Verbraucherspannungen aufweist.
  4. 4. Asynchrongenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorblechpaket das eines normalen Asynchronmotors ist.
  5. 5. Asynchrongenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer ein Käfiganker (K) ist.






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