AT111170B - Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung bei wendepollosen Kommutatormaschinen. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung bei   wendepollosen   Kommutator- maschinen. 



   Die Erfindung hat eine Wicklungsanordnung zum Gegenstand, die eine wirksame Herabsetzung der Reaktanzspannung der Kommutation und damit eine günstige Beeinflussung der Kommutationsverhältnisse von wendepollosen Kollektormaschinen irgendwelcher Art zu erzielen gestattet. 



   Statt der Wendepole, welche eine der Reaktanzspannung der   Kommutation   entgegengerichtete Spannung der kommutierenden Windungsgruppe erzeugen, wurden bereits verschiedene Mittel vorgeschlagen, um die Selbstinduktion der kommutierenden Windungen herabzusetzen und dadurch die Reaktanzspannung auf zulässige Werte herabzudrücken. Erwähnt sei beispielsweise die Anwendung von   Dämpferwicklungen,   von Widerstandsverbindungen zwischen den Kommutatorstegen usw. Alle diese Mittel beruhen darauf, die Änderung der kommutierungsstörenden Felder durch die Möglichkeit der Ausbildung von Ausgleichsströmen herabzusetzen. 



   Die Erfindung geht nun einen andern Weg. Verwendet wird ein zu der Hauptwicklung parallelgeschaltetes Hilfswicklungssystem, das an die gleichen Kommutatorstege angeschlossen ist. Das Prinzip der Erfindung soll nun an Hand der schematischen Darstellung der Fig. 1 erläutert werden. In dieser Figur stellen W, WI,   WII usf.   Windungen der kommutierenden, als Gleichstrom-Schleifenwicklung ausgeführten Wicklung S dar ; K, KI, KII usf. stellen die zugehörigen Kommutatorstege und B die auf dem Kommutator schleifende Bürste dar. An die Kommutatorstege ist nun ausser der Hauptwicklung noch eine Hillswicklung, die aus den Spulen HI, HII,   HII,   usf. besteht, angeschlossen. Jede dieser Spulen ist 
 EMI1.1 
 usf., eingeschaltet. Je zwei benachbarte Hilfswicklungssysteme sind nun mit einem gemeinsamen magnetischen Kreis verkettet, z. B.

   HI und HII mit   Ti, B   und   HIV mit T2 usf. Es   bilden also je zwei der Hilfswicklungssysteme die   Primär-und Sekundärwicklung eines   Transformators mit dem Übersetzungsverhältnis 1 : 1. Bei der gezeichneten Stellung der Bürste B kommutiert eben die Windung   .   Parallelgeschaltet mit dieser Windung ist das   Wicklungssystem HI   des Transformators   T. Vernachlässigt   man die Selbstinduktion von Hl, die ja nur durch Streufeldbildung zwischen HI und   HII   bedingt ist, so besitzt H1 bloss den induktiven Widerstand des Sekundärkreises HII des Transformators   Tl, dessen     Primärwicklung     HI   darstellt (Übersetzungsverhältnis 1 : 1).

   Die   Sekundärwicklung     HII ist   nun über die Stege KII,   KIll   und die zu diesem Zeitpunkt nicht kommutierende Windung WII der Hauptwicklung kurzgeschlossen. Die Gesamtinduktivität des Sekundärkreiscs und damit auch des Primärkreises wird also, da die Selbstinduktion von HIIebenfalls vernachlässigbar ist, dargestellt durch die Selbstinduktion   der Windung WII. Da nun   die Selbstinduktion der Windung   Wiz gleich   der der kommutierenden   Windung W 1   ist, ergibt die Parallelschaltung der Hilfswieklung HI mit WI eine auf die Hälfte reduzierte Gesamtreaktanz des kommutierenden Systems.

   Selbstverständlich ist hiebei Voraussetzung, dass   WII   mit einem von   WI   getrennten magnetischen Kreis für die kommutationsstörenden Felder verkettet ist, mit andern Worten, dass WII in andern Nuten liegt als WI. Die Anordnung kann nun auch ohne weiteres so getroffen werden, dass mehr als zwei Hilfswindungssysteme in einem Transformator vereinigt werden, wodurch dann die Parallelschaltung von ebensoviel Windungen der Hauptwicklung in der Kommutationsperiode erreicht wird. Die Reaktanzspannung der Kommutation kann auf diese Weise (d. i. durch Parallelschaltung von drei, vier usf. Windungen) auf ein Drittel, ein Viertel usf. der Reaktanzspannung einer Windung 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 herabgesetzt werden.

   Die Zahl der miteinander   transformatorisch   zu koppelnden Spulen der Haupt-   wicklung   ist nur dadurch begrenzt, dass Spulen, die allzu weit in bezug auf das Hauptfeld räumlich und damit elektrisch gegeneinander verschoben sind, auch indirekt nicht ohne weiteres parallel geschaltet werden dürfen, z. B. Windungen ausserhalb der neutralen Zone von Gleichstrommaschinen. Die Hilfs- 
 EMI2.1 
 der Maschine geschaltet ist.

   Die Wicklungen entnehmen der Hauptwicklung den Magnetisierungsstrom der Transformatoren, der verhältnismässig niedrig ist in Anbetracht der gegenüber der Hauptwicklung im allgemeinen gross zu wählenden Windungszahl der   Hilfswicklungen.   Abgesehen davon können die Transformatoren, die in den weiter   unten   näher beschriebenen Ausführungsformen miteinander vereinigt werden, mit geringem magnetischem Widerstand versehen sein, um so mehr, als sie im allgemeinen keinen Luftspalt enthalten und geschlossene Eisenringe bilden. Der Magnetisierungsstrom der Transformatoren ist ausserdem von der   Periodenzahl   unabhängig, da sich proportional mit der Periodenzahl des Hauptankers auch dessen Windungsspannung ändert, die zugleich auch die der   Hilfswicklung aufgedrückte   Spannung ist.

   Im Synchronismus und in Synchronismusnähe ist nur der Ohmsche Widerstand der Hilfswicklung für den in ihr fliessenden Strom massgebend. Selbstverständlich ist infolge des geringen Kupferquerschnittes, mit dem die   Hilfswioklungen   ausgeführt werden, abgesehen von deren verhältnismässig höheren Windungszahl ihr Widerstand im Verhältnis zum Widerstand des Hauptankers so gross, dass der durch die Hilfswicklung fliessende Strom und seine Verluste praktisch   vernachlässigbar   klein werden. 



   Die folgenden Figuren stellen Ausführungsformen der im vorstehenden prinzipiell erläuterten erfindungsgemässen Anordnung dar. Die Fig. 2,2a und 2b zeigen eine Ausführungsform für den magne- 
 EMI2.2 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 transformatorisch verbunden werden. Die beiden Hilfswindungssysteme   HI   und HII werden nun in entsprechend gelegene Hauptnuten eingelegt (z. B. auf deren Grund), u. zw. in solche Nuten, die die Ausbildung eines getrennten magnetischen Kreises für die Hilfswicklung ermöglichen. In der Figur ist die Hilfswicklung mit verkürztem Wicklungsschritt ausgeführt. Die beiden Hilfswicklungssysteme   HI   und HII 
 EMI3.1 
 Kreis, der sich für den durch HI und HII gebildeten Transformator ergibt, ist ebenfalls in der Figur eingezeichnet und mit   Ti   bezeichnet.

   Er   schliesst   sich über den Ständer St und dem Luftspalt der Maschine in der angedeuteten Weise. Da das Feld innerhalb der Windungen der Hauptwicklung den Luftspalt zweimal überschreitet, d. h. sich vollständig innerhalb der Windungen schliesst, übt es keine induzierende Wirkung auf die Hauptwicklung aus und kann sich ungehindert ausbilden. Die Wirkung dieses Feldes äussert sich bloss in einer Deformation der örtlichen Verteilung des Hauptfeldes. Die Hilfswicklung liegt also mit der Hauptwicklung in gemeinsamen Nuten. 



   Wird nun überdies der   Wieklungsschritt   der Hilfswicklung, deren Windungszahl und Lage so eingerichtet, dass die in dem betreffenden Windungssystem vom Hauptfeld induzierte Spannung gleich der Spannung ist, welche in der zugehörigen Hauptwindung induziert wird, so treten ausserhalb der Kommutationszone keine   Magnetisierungsströme   oder Ausgleichsströme zwischen Haupt-und Hilfswicklung mehr auf. In der Figur ist die Anordnung so angedeutet, dass die Hauptwicklung als Durch-   messerwieklung   ausgeführt ist, während der Wieklungssehritt der Hilfswicklung auf ein Drittel verkürzt wird und die entsprechenden Hilfswicklungen in die Mitte symmetrisch zwischen die zugehörigen Hauptwindungen gelegt werden.

   Wird nun die Hilfswicklung mit doppelter Windungszahl ausgeführt wie die Hauptwieklung, so ist die in der Hilfs-und Hauptwicklung induzierte Spannung gleich. (Der von 
 EMI3.2 
 derselben.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zur Verbesserung der Kommutierung bei wendepollosen Kommutatormaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass immer je zwei aufeinanderfolgende, in verschiedenen Nuten liegende Ankerspulen beliebiger Windungszahl (z. B. WI, WII) durch einen Transformator miteinander verkettet sind, dessen primäre und sekundäre Spule (z. B. HI, S) an die gleichen Kommutatorstege (z. B. KI, Kit, KIII) wie die Ankerspulen (WI,'WH), also in Parallelschaltung zu diesen angeschlossen sind (Fig. 1.) 2.

   Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Kreise der verschiedenen Teiltransformatoren (Ti, TJ baulich vereinigt sind, indem für jeden derselben ein eigener Kern (Tkl, T'J, um den die transformatoriseh zu verbindenden Spulen (hui, HII) gewickelt sind, angeordnet ist und die Kerne durch gemeinsame Joche Ji, J ; J miteinander verbunden sind (Fig. 2,2a, 2b).

   3. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformator- hilfswicklung (HI, HII) als geschlossene Gleichstromwicklung ausgeführt ist, die in Nuten eines eigenen Hilfsankerkörpers untergebracht ist, und dass diejenigen Spulen der Hilfswicklung, die transformatorisch miteinander verbunden werden, in gemeinsame Nuten des Hilfsankerkörpers gelegt sind (Fig. 3,3a, 4).

   4. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptanker- körper eigene Nuten zur Aufnahme der Transformatorhilfswicklung vorgesehen sind, u. zw. derart, dass die Ausbildung der magnetischen Kreise für die Hilfswicklung unabhängig vom Hauptankerfeld erfolgen kann (Fig. 5).

   5. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen der Transformatorhilfswicklung (HI, HII) in die Hauptankernuten gelegt sind und dass diejenigen Spulen der EMI3.3 Wll) dienen, in andern Nuten untergebracht sind als die betreffenden Hauptankerspulen (Fig. 6).

   6. Ausführungsform nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformator- hilfswieklung mit verkürztem Wicklungsschritt ausgeführt ist und so viel Windungen pro Kommutatorsteg erhält, dass durch den umfassten Teil des Kraftflusses in ihr die gleiche Spannung erzeugt wird wie in der zugehörigen parallelgeschalteten Windungsgruppe der Hauptankerwieklung.