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Gleichstrommaschine ohne Ankerstro1llwemler.
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der Ständerstromwicklung der Maschine direkt, ohne Zuhilfenahme eines Kollektors oder von Schleifringen, entnommen werden.
Bei der Gleichstrommaschine nach dem österreichischen Patent Nr. 104965, die sich im Aufbau von den allgemein bekannten und gebräuchlichen Synchronweehselstrommasehinen nur dadurch unterscheidet, dass an Stelle der Schleifringe ein Kollektor tritt, beruht die Wirkungsweise darauf, dass der den rotierenden Feldmagneten zugeführte Erregergleichstrom immer dann kommutiert wird, wenn sich die Feldmagnete in der sogenannten neutralen Zone befinden, also derart, dass sich vor jedem einzelnen Abschnitt der Ständerstromwicklung nur Felder gleicher Polarität periodisch, aber nicht ununterbrochen vorbeibewegen. Während der Kommutierungszeit ist kein Magnetfeld vorhanden.
Aus dieser Wirkungsweise geht hervor, dass bei dieser Maschine nur ein pulsierender Gleichstrom (gleichgerichtete Wechselstromhalbwellen) induziert werden kann, der periodisch den Nullwert erreicht und der praktisch wenig Bedeutung hat.
Bei der Maschine nach der vorliegenden Erfindung hingegen findet die Induktion von Spannungen nicht periodisch, sondern ununterbrochen statt. Es kann daher mit dieser Maschine ein nahezu idealer Gleichstrom erzeugt werden. Dazu ist notwendig, dass sich vor allen Leitern der einzelnen Zonen der Ständerstromwicklung ununterbrochen ein gleichnamiges und gleichstarkes magnetisches Feld vorbeibewegt. Zu diesem Zwecke dient die neuartige Polanordnung, wie die Figur schematisch zeigt. Das
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Spannungen addieren.
Damit sich tatsächlich vor allen Leitern der Zone s'i bis Zs nur ein gleichnamiges und gleichstarkes südmagnetisches Feld ununterbrochen vorbeibewegt, muss das gleiche Stückchen, um welches sich das südmagnetisehe Feld bei Drehung des Polrades in jedem Zeitteilchen aus der Zone ZI bis auf der einen Seite herausbewegt, auf der andern Seite angefügt werden. Das gleiche gilt für die Leiterzone Sg bis Z16 und für das nordmagnetische Feld.
Erreicht wird dies durch die allmähliche Umsehaltung des Magnetfeldes, die folgendermassen vor sich geht : Nach einer Zwölftelumdrehung (der Polanzahl zwölf entsprechend) in der Richtung des Pfeiles wird der Südpol 86 der Südpolgruppe umgeschaltet und der Nordpolgruppe als Nordpol angefügt. Zu gleicher Zeit wird der Nordpol n6 der Norpolgruppe umgeschaltet und der Südpolgruppe als Südpol angefügt. Nach einer weiteren Zwölftelumdrehung erfolgt die Umschaltung der Pole Ss und n5 usw. Es wird also immer nur ein Bruchteil des gesamten Erregerfeldes umgeschaltet, womit erreicht ist, dass die Induktion von Spannungen nie unterbrochen wird und somit ein nahezu idealer Gleichstrom mit dieser neuen Maschine erzeugt werden kann. Die
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wicklungen.
Die Bürsten b1 bis bj2, die auf der Welle isoliert befestigt sind und auf der Innenseite der Kontaktsehienen schleifen, sind der Polanordnung und Polanzahl entsprechend, sinngemäss angeordnet. Bei zwölf Polen muss der Abstand eines Bürstenpaares von dem benachbarten ein Zwölftel des Schaltwalzenumfanges sein. Die Anschlüsse der Magnetwicklungen W1 bis Wj2 an die Bürsten müssen gleichfalls sinngemäss durchgeführt werden und sind aus der Figur ersichtlich. Die Magnetwieklungen, die zu gleicher Zeit zur Umschaltung kommen, können hintereinander oder parallel geschaltet und zu einem gemeinsamen Bürstenpaar geführt werden.
Die Figur stellt schematisch eine Maschine mit zwölf Polen dar. Es kann jedoch die Polzahl grösser oder kleiner sein. Für die Induzierung eines möglichst gleichmässigen (idealen) Gleichstromes ist es vorteilhaft, wenn die Polzahl pro Polgruppe nicht zu gering ist. Ferner kann die Maschine mit vier, sechs, acht usw. Gruppen gleichnamiger Pole ausgeführt werden. Die Polgruppen sind abwechselnd auf dem
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anzahl entsprechen. Die Erregerstromumschaltwalze und die Bürstenanzahl und Bürstenanordnung muss dann gleichfalls sinngemäss abgeändert werden. Die Maschine kann auch als Aussenpolmaschine ausgeführt werden, wobei sich aber Schleifringe zur Abnahme des Nutzstromes notwendig machen. In diesem Falle stehen die Bürsten fest, schleifen auf der Aussenseite der Kontaktschienen und die Erregerstromumschaltwalze sitzt auf der Ankerwelle.
Da bei der neuen Maschine nur immer ein kleiner Bruchteil des gesamten Magnetfeldes zur Umschaltung gelangt, wird das Auftreten von transformatorischen Rückwirkungen kaum zur Geltung kommen.
Die Erregung kann wie bei den üblichen Gleichstromkollektormaschinen erfolgen. Die Figur stellt schematisch eine fremderregte Maschine dar.
Die neue Maschine kann auch als Gleichstrommotor verwendet werden. Die Maschine geht bei jeder Stellung selbsttätig an. Da immer ein gleichstarkes Magnetfeld vorhanden ist, ist die Maschine periodischen Kurzschlüssen nicht ausgesetzt und ihr Drehmoment gleichmässig. Transformatorische Rückwirkungen werden wie bei der Dynamo kaum zur Geltung kommen. Es sei erwähnt, dass die Maschine auch als Wechselstrommotor laufen kann, wenn der Stator und der Rotor durch den gleichen Wechselstrom gespeist werden.