DE386561C

DE386561C - Machine for the conversion or for the simultaneous generation of alternating currents of different frequencies

Info

Publication number: DE386561C
Application number: DEB86647D
Authority: DE
Original assignee: Bergmann Elektricitaets Werke AG
Current assignee: Bergmann Elektricitaets Werke AG
Publication date: 1923-12-13

Description

Maschine zur Umformung oder zur gleichzeitigen Erzeugung von Wechselströmen verschiedener Frequenz. Das Hauptpatent betrifft eine Maschine, die durch eine besondere Ausbildung der induzierten Wicklungen ermöglicht, gleichzeitig und unabhängig voneinander zwei Wechselströme verschiedener Frequenz zu erzeugen oder einen Wechselstrom von gegebener Frequenz in einen solchen von anderer Frequenz umzuformen. Bei derartigen Maschinen kann nun bei ungeradem Polzahlverhältnis (2n -f- i) : i an die Stelle zweier Arbeitswicklungen eine einzige für beide Frequenzen gemeinsame Arbeitswicklung treten, welche den Gegenstand der Erfindung bildet. Im folgenden wird an Hand der Zeichnung als Ausführungsbeispiel eine Wicklung für das Polzahlverhältnis 3:1 und einphasigen \Vechselstrom beschrieben.Machine for the conversion or for the simultaneous generation of alternating currents different frequency. The main patent relates to a machine that has a special Formation of the induced windings enables simultaneous and independent of one another to produce two alternating currents of different frequencies or an alternating current of of a given frequency into one of another frequency. With such With an uneven number of poles ratio (2n -f- i): i, machines can now replace two working windings a single working winding common for both frequencies occur, which forms the subject of the invention. The following is based on the Drawing as an exemplary embodiment of a winding for the number of poles ratio 3: 1 and single-phase alternating current.

Wenn man sechs Stäbe, die je um eine Polteilung des Feldes hoher Polzahl voneinander entfernt liegen, in der aus den Abb. i und 2 ersichtlichen Weise schaltet, so bilden gemäß dem Hauptpatent die Punkte A" A, die Anschlußpunkte für den Strom hoher Frequenz. Anderseits würde man zwischen Anschlußpunkten B, und B." welche an die Mitten der mittleren Stäbe 2, 5 der beiden Gruppen 1-2-3, 4-5-6 gelegt sind, einen reinen Strom niederer Frequenz erhalten, da diese Punkte in bezug auf den Strom hoher Frequenz Punkte gleichen Potentials sind. Der Strom hoher Frequenz ist in Abb. i, der Strom niederer Frequenz in Abb.2 für einen bestimmten Augenblick durch Pfeile bezeichnet. Sowohl für die hohe als für die niedere Frequenz sind danach zwei parallele Stromzweige vorhanden. Die Stäbe 2 und 5 tragen dabei, weil sie um eine volle Polteilung des Feldes geringer Polzahl auseinanderliegen, zu der Spannung für den Strom niederer Frequenz nichts bei. Sie werden jedoch ebenfalls von diesem Strom durchflossen und erhöhen so unnötigerweise die Wärmeverluste. Diesen Übelstand kann man vermeiden, indem man bei sonst gleicher Anordnung der Stäbe die Verbindungen entsprechend Abb.3 und 4 ändert. Während bisher der Anfang des ersten Stabes mit dem Ende des sechsten und das Ende des dritten mit dem Anfang des vierten verbunden war, wird nunmehr der Anfa"g des. ersten an den Anfang des sechsten und der Anfang des dritten an den Anfang des vierten geschaltet. Alsdann sind die PunkteA, und A3 einerseits, die Punkte A., und A4 anderseits Anschlußpunkte für den Strom hoher Frequenz, da zwischen ihnen wieder die Stabgruppen i-2-3 bzw. q.-5-6 liegen. Zugleich bilden die Verbindungsstellen der Stäbe 1, 2 und der Stäbe 4, 5 die Anschlußpunkte B,, B, für den Strom niederer Frequenz. Der Verlauf des Stromes hoher Frequenz ist in Abb.3, der Verlauf des Stromes niederer Frequenz in Abb.4 durch Pfeile bezeichnet. Während danach der Strom hoher Frequenz alle drei Stäbe der beiden Gruppen i-2-3, q.-5-6 durchfließt, bleiben die Stäbe 3 und 6 vom Strom niederer Frequenz vollkommen frei, der seinen Weg über die beiden parallelen Zweige 1-5 und 2-4 nimmt. Sowohl für die Stäbe i und 5 als für die Stäbe 2 und 4 ist dabei die Bedingung des Hauptpatentes erfüllt. jeder der beiden hintereinander geschalteten Stäbe trägt einen Anteil für die Spannung niederer Frequenz bei, und unnötiger Wärmeverlust ist dabei vermieden.If you switch six rods, each one pole pitch of the field with a high number of poles apart, in the manner shown in Figs. I and 2, then according to the main patent, the points A " A, the connection points for the high-frequency current. On the other hand, between connection points B and B. " which are placed at the centers of the central bars 2, 5 of the two groups 1-2-3, 4-5-6, receive a pure current of low frequency, since these points are points of equal potential with respect to the current of high frequency. The current of high frequency is indicated in Fig. I, the current of lower frequency in Fig. 2 for a certain moment by arrows. There are then two parallel current branches for both the high and the low frequency. The rods 2 and 5, because they are spaced apart by a full pole pitch of the field with a small number of poles, do not contribute anything to the voltage for the current of lower frequency. However, this current also flows through them and thus unnecessarily increases the heat losses. This inconvenience can be avoided by changing the connections as shown in Figures 3 and 4 while the rods are otherwise arranged in the same way. While the beginning of the first rod was connected to the end of the sixth and the end of the third to the beginning of the fourth, now the beginning of the first is connected to the beginning of the sixth and the beginning of the third to the beginning of the fourth Then points A and A3 on the one hand and points A. and A4 on the other hand are connection points for the high-frequency current, since the rod groups i-2-3 and q.-5-6 again lie between them The connection points B, B, for the current of low frequency of rods 1, 2 and of rods 4, 5. The course of the current of high frequency is indicated by arrows in Fig.3, the course of the current of lower frequency in Fig.4. While the current of high frequency then flows through all three rods of the two groups i-2-3, q.-5-6, rods 3 and 6 remain completely free of the current of lower frequency, which makes its way over the two parallel branches 1-5 and 2-4. Both for bars i and 5 and for St Sections 2 and 4, the condition of the main patent is met. Each of the two bars connected in series contributes to the voltage of the lower frequency, and unnecessary heat loss is avoided.

Bei dieser Wicklung ist es aber ungünstig, daß die Anschlußpunkte A" A. und A3, A4 für den Strom hoher Frequenz verschiedenes Potential haben, also nicht ohne weiteres parallel geschaltet werden können. Man kann dem aber leicht abhelfen, indem man unter Aufrechterhaltung der sonstigen Anordnung in der einen Stabgruppe den vom Strom niederer Frequenz freien Stab etwas anders anschließt. So ist in Abb. 5 das Ende des Stabes C mit dem Anfang des Stabes 4 verbunden. Der Strom hoher Frequenz fließt alsdann von A,. über die Stäbe i, 2, 3 nach A3 und über die Stäbe 5, 4, 6 nach A4. Az wird nicht mehr als Anschlußpunkt benutzt, dafür werden die Punkte A3 und A4, die nunmehr gleiches Potential besitzen, wie Abb. 6 zeigt, zu einem gemeinsamen Anschlußpunkt A3, A4 vereinigt.In this winding, however, it is unfavorable that the connection points A "A. and A3, A4 have different potentials for the high frequency current, ie cannot easily be connected in parallel. But it's easy to do remedy this by maintaining the other arrangement in the one Rod group connects the rod free of the current of lower frequency somewhat differently. So in Fig. 5 is the end of the Rod C with the beginning of the rod 4 connected. The high frequency current then flows from A ,. over the bars i, 2, 3 to A3 and over bars 5, 4, 6 to A4. Az is no longer used as a connection point used, for this the points A3 and A4, which now have the same potential, as Fig. 6 shows, combined to form a common connection point A3, A4.

Bei der praktischen Ausführung wird man nun die zu einer Gruppe r-2-3, 4-5-6 gehörigen Stäbe aus wickeltechnischen Gründen im allgemeinen nicht unmittelbar hintereinander schalten, sondern solche Stäbe, die um eine Polteilung des Feldes geringer Polzahl auseinanderliegen, zu einer Windung zusammenfassen, auch wird man mehrere Stäbe in eine Nut übereinanderlegen. Eine derartige vollständige Wicklung zeigt Abb.7. A,. und A3, A4 sind die Anschlußpunkte des Stromes hoher Frequenz, B,, B2 die Anschlußpunkte niederer Frequenz. Die Stromrichtung des Stromes hoher Frequenz ist durch die oberen, die des Stromes niederer Frequenz durch die unteren Pfeile bezeichnet.In the practical implementation, one will now use the group r-2-3, 4-5-6 associated bars are generally not directly due to winding technology reasons connect one behind the other, but those rods that are around one pole division of the field with a small number of poles apart, combine to form one turn, and one will place several bars on top of each other in a groove. Such a complete winding Figure 7 shows. A ,. and A3, A4 are the connection points of the high frequency current, B ,, B2 the connection points of lower frequency. The current direction of the current is higher Frequency is through the upper, that of the current lower frequency through the lower Marked arrows.

Ist das Polzahlverhältnis größer, also allgemein (2n + i) : i, so treten an die Stelle der zwei Gruppen von drei Stäben zwei Gruppen von 2n + i, um je eine Polzahl des Feldes hoher Polzahl entfernt liegenden, in Reihe geschalteten Stäben. Alsdann können die beiden Gruppen so verbunden werden, daß 2, 4, 8 ... 2 n hintereinanderlnegende Stäbe jeder Gruppe Teilgruppen für den Strom niederer Frequenz bilden, dessen Anschlußpunkte wieder an den Mitten dieser Teilgruppen liegen.If the number of poles ratio is greater, i.e. generally (2n + i): i, the two groups of three bars are replaced by two groups of 2n + i, bars connected in series, one pole number away from the field of high number of poles. The two groups can then be connected in such a way that 2, 4, 8 ... 2 n consecutive bars of each group form sub-groups for the current of lower frequency, the connection points of which are again at the centers of these sub-groups.

Natürlich können mehrere derartige Wicklungen hintereinander oder parallel geschaltet werden. Die Wicklung ist auch nicht auf einphasige Ausführung beschränkt, sondern läßt sich ohne weiteres in bekannter Weise durch Anordnung mehrerer gegeneinander verschobener Teilwicklungen auch mehrphasig ausbilden. Dabei können für beide Frequenzen gleiche oder verschiedene Phasenzahlen in Betracht kommen. Von Bedeutung ist besonders der Fall, daß der Strom hoher Frequenz Drehstrom, der Strom niederer Frequenz Einphasenstrom ist.Of course, several such windings can be consecutively or can be connected in parallel. The winding is not single-phase either limited, but can be easily in a known manner by arranging several train mutually shifted partial windings also multi-phase. Here you can the same or different number of phases can be considered for both frequencies. Of particular importance is the case that the high frequency current is three-phase current, the Low frequency current is single phase current.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Machine for the conversion or for the simultaneous generation of alternating currents of different frequencies with an odd ratio according to patent 3723go, characterized in that part of the series-lying conductors for the high frequency, which itself is composed of groups of two conductors in series, separated by an even number of poles of the high-pole field, forms the winding for the low frequency.

2. Machine according to claim i, characterized in that two groups of 2 n + i separated by one pole pitch of the field of high number of poles, conductors lying in series (r-2-3, 4-5-6) are connected to one another, that for the lower frequency subgroups (i-2, 4-5) of 2, 4, 6,8 ... 2 n-conductors arise, which from center to center in parallel branches (2-4, i-5) 2 , 4, 6, 8 ... 2n have conductors lying one behind the other and in pairs by an even number of poles of the high-pole field.

3. Machine according to claim i and 2, characterized in that the ends of the two groups consisting of 2 n + i conductors (1-2.-3.4-5-6) the connection points (A,., As, A4 ) of the current of high frequency, the centers (B, BZ) of the subgroups (r-2, 4-5) form the connection points of the current of lower frequency.

4. Machine according to claim i to 3, characterized in that the two Conductor groups consisting of 2n + i conductors for the high frequency (i-2-3, 4-5-6) are connected in parallel. '

5. Machine according to claim i, characterized in that that the serially arranged coil sides of the lower frequency winding for each Pole of the field with a small number of poles is a contiguous fraction of the pole pitch cover this field, that of an even number of pole pitches of the field higher Number of poles corresponds.

6. Machine according to claim i and 5, characterized in that with a winding consisting of two parallel branches for the lower frequency the serially arranged coil sides of the two winding branches for each pole of the Field with a small number of poles cover the same fraction of the pole pitch of this field.

7. Machine according to claim 6, characterized in that the lying in series Coil sides of the parallel winding branches for each pole of the field with a small number of poles are laid in the same grooves.