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Die Erfindung betrifft Gleichstrommasehinen und besteht im wesentlichen darin. den gleichgerichteten Strom nicht durch einen Wechsel des Anschlusses der induzierten Spulen an den äusseren Kreis zu erhalten, sondern durch einen Wechsel in der Richtung des relativ schwachen Stromes, welcher die Magnete erregt.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt
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schliessers. Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur Erregung mittels einer Gleichstromquelle. Fig. 4 zeigt ein Element des Ankers einer Maschine, die als rotierender Gleichstromumformer wirkt.
Der Generator nach Fig. 1 enthält ein einziges Ankerelement b, dessen horizontaler Kern von geringer Remanenz (z. B. aus lamelliertem Eisen) in den beiden Polen b2. b3 endet und eine Wicklung b4 trägt, die an die Klemmen bj, angeschlossen ist. Diese Klemmen sind über die Schalter e mit dem äusseren Kreis verbunden, der z. B. eine zu ladende Batterie (lI enthält. Der Rotor dieses Generators
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durch ein Gegengewicht ausbalanciert wird.
Der Kern e1 dieses Induktors aus lamelliertem Eisen trägt die beiden Pole eO, es. Die Dimensionen der Anker-und Induktorpole in der Richtung des Rotorumfanges werden voneinander verschieden gemacht, um einen gewissen Zeitraum zu erhalten, während desselben keine Induktion durch Relativ- bewegung erfolgt. Dieser Zeitraum wird zum Ummagnetisieren der induzierenden Pole benutzt. e4 ist die Magnetisierungswicklung des Induktors.
Erfindungsgemäss wird dieselbe nicht von einem Gleichstrom durchflossen, sondern von einer
Reihe von Strömen wechselnder Richtung. Dabei muss die Phase und die Dauer dieser einzelnen Ströme eine solche sein, dass bei Annäherung und Entfernung der Induktorpole von den Ankerpolen in den Anker- wicklungen Stromstösse gleicher Richtung induziert werden, was natÜrlich nur möglich ist, wenn eine
Ummagnetisierung stattfindet in jener Lage, wo Induktor-und Ankerpole sich decken. Da beim Ver- schwinden und Wiederau1treten des Fluxes in einer den Flux umschliessenden Wicklung Ströme entgegen- gesetzter Richtung induziert werden, kann ein Generator gemäss der Erfindung nur dann Ströme gleicher
Richtung liefern, wenn Mittel vorgesehen sind, welche verhindern,
dass sieh dieser Wechsel der Strom- richtung im inneren Hauptstromkreis geltend macht. Nach dem Beispiel in Fig. 1 besteht dieses Mittel in der Benutzung von Schaltern c (oder einer äquivalenten, z. B. rotierenden Einrichtung), welche geschlossen sind, so lange sich die Induktorpole dem Anker nähern, dann während der Umkehr des Fluxes geöffnet werden, und hernaeh wieder geschlossen werden, wenn sich die ummagnetisierten Pole entfernen.
Der wechselnde Magnetisierungsstrom für die Wicklung e4 kann entweder geliefert werden durch eine
Wechselstromerregermaschine, die mit der Generatorwelle fest gekuppelt ist, oder wie Fig. 1 zeigt, durch eine Gleichstromquelle i in Verbindung mit einem Kommutator g. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Umkehr der Stromrichtung nicht mehr im äusseren Kreis stattfindet, sondern in dem
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1. Es können induzierte Elemente in geeigneter Weise in Reihe geschaltet, parallel geschaltet oder reihenparallel geschaltet werden, unter Beachtung der Induktion, die sich durch die sich umkehrenden
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Magnetisiemngsstromen e einstellt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, kann die induzierte Spule mittels Schalter ausgeschaltet werden oder es können sehr grosse Widerstände zeitweise mit der Spule in Reihe geschaltet werden. Natürlich kann der Schalter durch einen rotierenden Ausschaltkommutator ersetzt werden. Da derart nur nützliche (in gleicher Richtung fliessende) Ströme in Wirkung bleiben, so können die solehen Strom führenden Spulen nach Belieben zweckdienlich zusammengeschaltet werden.
2. Statt eines Ausschaltkommutators kann im Prinzip auch ein Kurzschlusskommutator verwendet werden, der jene Spulen durch Kurzschliessen an der'Beteiligung am Aussenstrom verhindert.
Einen solchen Kurzschlusskommutator zeigt Fig. 2, in der von der Stromerzeugermaschine nur die acht
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versehen zu denken, welche von einer kleinen Wechselstrommaschine aus mit dem Ummagnetisierungsstrom versorgt werden. Der Kurzschliesskommutator selbst umfasst einen rotierenden und einen fixen Teil. Dieser letztere ist in acht Sektoren geteilt, von denen einer in zwei Halbsektoren unterteilt ist, die durch einen gTösseren Zwischenraum voneinander getrennt sind, als die übrigen Sektoren. Der äussere
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wie auch der innere aus den Spulen b1 gebildete Kreis. Jede dieser Spulen überbrückt zwei angrenzende Sektoren. Der rotierende Teil des Kurzschliessers enthält fünf Schleifbürsten, voneinander isoliert und gleichmässig am Umfang eines Bürstenhalters verteilt.
Dieser Bürstenhalter nimmt teil an der Rotation der Maschinenwelle. Die fünf Bürsten sind in bezug auf den Anker der Erzeugermaschine so verteilt, dass sie stets diejenige der induzierten Spulen (bd kurzschliessen, in welcher gerade durch die Umkehr des Fluxes in einem Induktorelement eine unerwünschte Induktion hervorgerufen wird. Dadurch werden diese Induktionen für den äusseren Stromkreis wirkungslos, da bei Kurzschliessen keine wirksame Spannung auftritt. Was den Nutzstrom anbelangt, so kann er über die als Brücke wirkende, kurzschliessende Bürste weiterfliessen.
Allerdings stellt dieses Kurzschlussverfahren nicht nur einen Verlust dar, sondern erschwert
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zur Verwendung gelangen und ist im allgemeinen ein Ausschaltkommutator vorzuziehen.
3- An Stelle eines Wechselstrol11erregers zur Umkehrung der Magnetisierung kann auch eine Gleichstromquelle mit einem Kommutator nach Fig. 3 benützt werden. Dieser Kommutator ist für einen Generator bestimmt, der mit acht induzierten (und mit fünf induzierenden). Elementen zu denken ist. Der
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tisierungsspulen (e4) des Generators ist nach Fig. 3 angeschlossen an zwei benachbarte Schleifbürsten des Kommutators, die im Abstand von 450 auf dem Umfange einer isolierenden Scheibe angeordnet sind, die als rotierender Bürstenmitnehmer dient.
Der Bürstenmitnehmer dreht sich mit der Geschwindigkeit der Welle der Erzeugermaschine und enthält fünf Paare zusammengehöriger Bürsten, da ja die Erzeugermaschine fünf Induktorpole hat. Benachbarte Bürsten der Bürstenpaare sind um 270 gegen einander verschoben und jedes Bürstenpaar ist an eine Magnetisierungswicklung angeschlossen. Die Bürsten schleifen auf einem Kranz von acht Sektoren, welche den fixen Teil des Kommutators bilden. Eine Gleichstromquelle (j) ist mit einem ihrer Pole an die Hälfte, (also an vier) z. B. die geradzahligen. Sektoren und mit ihrem anderen Pol an die ungeradzahligen Sektoren angeschlossen, wie es Fig. 3 zeigt, so, dass zwei aufeinanderfolgende Sektoren entgegengesetzte Polarität haben.
Da der Bürstenhalter von der Welle der Erzeugermaschine mitgenommen wird, vollziehen sich die Stromwendungen in den Magnetisierungsspulen in der erforderlichen Weise.
4. Die beschriebene elektrische Maschine kann nicht nur als Stromerzeuger, sondern auch als Motor oder rotierender Stromumformer für Gleichstrom ausgeführt werden.
Um diesen letzteren zu erhalten, genügt es, auf jeden Spulenkern (b, Fig. 4) nicht nur eine zu induzierende Wicklung, sondern zwei Spulen mit verschiedener Windungszahl anzuordnen. Die Spulen mit geringer Windungszahl ") sind für sich bei Verwendung eines nicht dargestellten Ausschaltkommutators oder Kurzschlusskommutators zusammen geschaltet, und ebenso die Spulen mit hoher Windungszahl (e400). Die ersteren erzeugen einen Gleichstrom geringerer Spannung als die letzteren.
Eine solche Maschine kann arbeiten, entweder als Gleichstromgenerator, der gleichzeitig Ströme von hoher und niederer Spannung liefert, oder als Motor für verschiedene Spannungen) oder als rotierender Umformer, der die niedere Gleichstromspannung einer Linienleitung in die hohe Gleichstromspannung für eine zweite Leitung transformiert oder umgekehrt.
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