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Einrichtung zur Kommutierung von Gleichstrom in einer Mehrphasenwicklung.
Speist man einen Gleiehstromserienmotor mit einer Stromquelle, die auf konstanten Strom reguliert, so geht dabei die Seriencharakteristik des Sprienmotors verloren, denn einem konstanten Strom entspricht ein konstantes Drehmoment, also auch eine konstante Beschleunigung des Motors. Um mm die Seriencharakteristik eines derartigen Motors wieder herbeizuführen, kann man beispielsweise die Achse der Rotorwicklung gegenüber der Achse der Feldwicklung in Abhängigkeit von der Spannung des Motors verstellen, sei es durch Anbringen einer zweiten, von der Rotorspanuung gespeisten Feldwicklung, die
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Motors in Abhängigkeit von der Spannung derart verdreht, dass das Drehmoment mit zunehmender Spannung des Motors kleiner wird.
Im gleichen Masse wie das Drehmoment nimmt dann auch die im Rotor erzeugte Spannung ab, so dass die Gleichgrwichtstourenzahl des Motors einem endlichen Wert zustrebt. Wird z. B. nach Fig. 1 die Rotoraehse. 3 aus der 90-Lage gegenüber der Achse der Arbeits-
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Im umgekehrten Verhältnis des wirksamen Fluxes muss die Drehzahl sich ändern, da ja die konstante induzierte Spannung der Drehzahl sowohl als auch dem Flux proportional ist. Dadurch ergibt sich ähnlich wie bei Repulsionsmotoren eine sehr bequeme Geschwindigkeitsregulierung, wobei infolge der spezifischen Ventilwirkung der Ventilsteuerung die Kommutierung keineswegs gestört wird.
Auch die Umkehrung des Drehsinnes kann durch blosses Verdrehen des Kommutators bewirkt werden. Ein solcher Motor hat im wesentlichen eine Seriencharakteristik, d. h. sein Drehmoment nimmt mit wachsender Tourenzahl ab. Bei normalen Gleichstrommotoren mit Kommutator ist indessen diese Regulierung praktisch unausführbar, weil mit Rücksicht auf die Kommutierung die durch die Bürsten kurzgeschlossenen Rotorwindungen in einer Zone liegen müssen, deren Feldstärke im wesentlichen proportional der Stromstärke ist. Diese Forderung ist mit der oben besprochenen Regulierung nicht erfüllbar.
Wenn dagegen die Kommutierung der Arbeitswicklung nicht durch Bürste und Kommutator, sondern durch gesteuerte Ventile gemäss Patent Nr. 115165 und dessen Zusatzpatente erfolgt, so ist infolge der Eigenschaft der Ventile, nur in einer Richtung leitfähig zu sein, eine zu grosse Feldstärke in der Wendezone für die Kommutierung bedeutungslos ; vielmehr genügt für die Kommutierung eine mit der Stromstärke zunehmende Mimmalfeldstärke in der Kommutierungszone, welche aber beliebig überschritten werden darf.
Dies hat zur Folge, dass bei einem durch Ventile gesteuerten Gleichstrommotor die Kommutierungszone innerhalb desjenigen Teiles des Polbogens beliebig verschoben werden kann, dessen Feldstärke grosser ist als die zur Kommutierung notwendige Minimalfeldstärke. Diese Tatsache erlaubt somit, einen mit Ventilen gesteuerten Gleichstrommotor beziiglieh Tourenzahl und Drehmoment in weiten Grenzen durch blosses Verstellen des Hilfskommutators für die Steuerung der Gitter der steuerbaren Ventile zu regulieren.
Erstes Zusatzpatent Nr. 118534, zweites Zusatzpatent Nr. 118967, drittes Zusatzpatent Nr. 119426, tes Zusatzpatent Nr. 120331, fünftes Zusatzpatent Nr. 121207. sechstes Zusatzpatent Nr. 123327.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein ventilgesteuerter Gleichstrommotor gemäss dem Stammpatent, bei welchem die Achse der Arbeitswieklung willkürlich oder selbsttätig in Abhängigkeit von Strom, Spannung oder Leistung gegenüber der Achse der Feldwicklung verschoben wird. Diese Verschiebung der Wieklungsachse kann durch Verdrehen des die Gitter der Ventile steuernden Hilfskommutators gegenüber den zugehörigen Bürsten herbeigeführt werden. Sie kann auch durch Anbringen einer zweiten Feldwicklung erfolgen, die gegenüber der Hauptfeldwicklung verschoben und in Abhängigkeit von Strom oder Spannung des Motors gespeist wird.
Fig. 2 zeigt das Schema eines ventilgesteuerten Gleichstrommotors gemäss der Erfindung. Der Motor 1 besitzt eine im Stator untergebrachte, mehrphasige Arbeitswicklung 2. Der Sternpunkt dieser Wicklung ist an den Pluspol der ankommenden Gleichspannung gelegt, während die einzelnen Phasen mit den Anoden des Ventils 9 verbunden sind. Auf dem Rotor befinden sich die Feldwicklung 3 und die Hilfswieklung 7, welch letztere über zwei Schleifringe 10 von dem zur Kommutierung des Arbeits-
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eines kleinen Kommutators 5, welcher zur Steuerung der Gitter 4 der einzelnen Anoden dient. Durch die Batterie 8 werden die Gitter über die Widerstände 11 dauernd auf einem gegenüber der Kathode negativen Potential gehalten.
Durch die Rotation der Bürste 6 werden die Gitter abwechslungsweise in bestimmter Reihenfolge positiv aufgeladen, wodurch die betreffenden Anoden jeweils gezündet werden. Das Löschen der Anoden erfolgt beim Anlassen durch die in den zugehörigen Phasen der Arbeitswicklung 2 durch die Hilfswicklung 7 induzierte Gegenspannung ; im Arbeitszustand aber durch die vom Läufer induzierte Spannung. Durch Verdrehen des Verteilers 5 wird der Zündpunkt der Anoden des Ventils verschoben und damit die Lage der Achse der Arbeitswieklung gegenüber derjenigen der Rotorwieklung geändert. Die Verdrehung des Verteilers 5 kann willkürlich oder selbsttätig in Abhängigkeit von Strom, Spannung oder Leistung erfolgen.
Eine Veränderung der gegenseitigen Lage der Achsen von Arbeitswieklung und Feldwicklung kann auch dadurch erreicht werden, dass auf dem Rotor noch eine zweite Feldwicklung angebracht wird, welche gegenüber der Feldwicklung 3 räumlich verschoben liegt und in Abhängigkeit von Strom oder Spannung des Motors gespeist wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gleichstrommotor mit Kommutierung der Arbeitswicklung durch gesteuerte Ventile nach Patent Nr. 115165, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Arbeitswicklung gegenüber der Achse der Feldwickllng verschoben wird, zu dem Zweck, Tourenzahl und Drehmoment des Motors in weiten Grenzen regelbar zu machen.