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Magnetische Reguliereinriehtung für elektrische Maschinen.
Bekanntlich kann der magnetische Widerstand einer elektrischen Maschine dadurch verändert werden, dass ein Teil des magnetischen Kreislaufes ein ventil-oder schieberartiges Stuck erhält, durch dessen Verschiebung der örtliche wirksame Eisenquersehnitt verändert wird. Es ist auch bekannt, dass zum Zwecke der gesetzmässigen Änderung des magnetischen Widerstandes in Abhängigkeit von der
Verschiebung die Reguliereinriehtung mit einem festen und einem verstellbaren zylindrischen Teil ausgeführt werden kann und dass einer der beiden Teile eine konkave Umfläche erhält, so dass die Wandstärke von einem grossen Wert kontinuierlich auf einen sehr kleinen Wert abnimmt. Auf diese Art lässt es sich z.
B. erreichen, dass die Änderung der Maschinenspannung, Stromstärke oder-leistung annähernd proportional der Verstellung des Einsatzstüekes erfolgt.
Will man den magnetischen Widerstand der Maschine durch Verstellung des Einsatzstückes bis auf einen sehr hohen Wert bringen, so hat dies den Nachteil, dass die Wandstärke auf einen ganz kleinen Wert heruntergebracht werden muss. Durch kleine Exzentrizität bei der Bearbeitung kann es dann vorkommen, dass das rohrförmige Stick bei der Montage oder im Betrieb durchbrochen wird. Ferner haben normale Werkstattungenauigkeiten einen verhältnismässig so grossen Einfluss auf die resultierende Wandstärke, dass es schwer möglich ist, das Verhalten der Maschine richtig vorauszusagen oder eine Skala, die die Abhängigkeit der zu regelnden Maschinenspannung oder Stromstärke von der Schieberstellung angibt, vorauszubestimmen.
Die bisher bekannte Ausführung einer solchen Einrichtung, auch Regulierpol genannt, bietet daher ernste praktische Nachteile.
Die Erfindung verwendet ebenfalls die bekannte Einrichtung an irgendeinem Teil des magnetischen Kreislaufes, z. B. dem Joch oder an einem Pol, erzielt aber die gewünschte Querschnittsänderung durch Ausschneiden besonders geformter Fenster an einem der beiden Teile, z. B. im äusseren rohrförmigen Teile. Der Kürze halber sei der Pol Fensterregulierpol oder Fensterpol genannt.
Er kann bei Generatoren zur Regelung der Spannung oder Stromstärke und bei Motoren zur Regelung der Drehzahl angewendet werden. Verschiedene Ausführungsformen sind in den Fig. 1-6 dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen die Verwendung des Fensterregulierpols bei der bekannten Querfeldmaschine für Lichtbogenschweissung (Rosenbergmasehine). Die Maschine hat einen Anker 1 mit kurzgeschlossenen Bürsten 6 und Nutzbürsten 7, die über Hauptstromspulen16 und 17 und Wendepolspulen 18 den Schweisslichtbogen 9 speisen. Die Polschuhe 2 sind die Träger für die Wendepole 19. Das Joch 5 trägt unten
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einmaliger Einstellung mittels der Schraube 15 dauernd festgestellt wird. Der oben angebrachte Fensterregulierpol besteht aus dem Rohr 11 mit nach besonderen Kurven ausgeschnittenen Fenstern 10. Das Einsatzstück 4 wird mittels der Kurbel 26 und der Schraubenspindel 25 axial verstellt.
Eine Skala 27 zeigt die der Kurbelstellung entsprechenden Sehweissstromstärken (50, 75-250 AMP) und mittels einer allmählich dicker werdenden Spirale auch die Stärke der Elektrode, die den Stromstärken zugeordnet ist. Durch richtige Ausbildung der Fenster 10 kann jede gewünschte Abhängigkeit der Schweissstrom- änderung vom Verdrehwinkel der Kurbel 26 erreicht werden.
Die Fenster können auch aus einfachen geometrischen Figuren, z. B. Kreisen von gleichen oder verschiedenen Durchmessern und mit gleicher oder verschiedener Mittelpunktshöhenlage, gebildet
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drei Kreisen 51, 52, 53 gebildet wird. Diese Kreise können gebohrt oder gestanzt, jedenfalls mit sehr grosser Genauigkeit hergestellt werden, so dass der magnetische Mindestquersehnitt an der engsten Stelle mit grosser Genauigkeit eingehalten werden kann und die Veränderung des Querschnittes von dort nach
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dieser Kreise lässt sieh gute Annäherung an jedes gewünschte Gesetz der Querschnittsabnahme erzielen.
Fig. 3 zeigt das Magnetjoch 31 einer normalen elektrischen Maschine mit zwei Polen : 12, wie sie für Motoren und auch für Erregermaschinen verwendet werden, bei der das Joch : 31 Fenster 3. 1 mit besonders gestalteten Begrenzungskurven hat, die durch Schieber 3J überdeckt werden können. Der Antrieb der Schieber 35 ist nicht gezeichnet, die Schieber werden hier parallel zu den Seitenwänden des Joches') l
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In Fig. 4 sind Schieber gezeichnet, die parallel zur Masehinenachse bewegt werden. 40, 41 bezeichnet das Maschinenjoch, 45 die Polschuhe, 46 die Magnetspulen, 42 prismatische mit Fenstern 47 versehene Rohre, in denen plismatische Schieber 43 parallel zur Achse bewegt werden.
Die Einrichtung wird den geringsten magnetischen Widerstand bilden, wenn der Schieber 43 ganz eingesehoben, und den grössten, wenn er ganz herausgezogen ist, wie es in dem rechten Teil der Fig. 4 zu sehen ist.
In Fig. 6 bilden ein Eisenring 61 und eine eiserne Fussplatte 62, die durch ein unmagnetisches Rohr 65 verbunden sind, den äusseren Teil des Regulierpols. Der innere verschiebbare Teil 64 ist mit Fenstern 63 versehen.
Statt eines zylindrischen Rohres 11 kann auch ein prismatisches mit ebensolchem Einsatzstück verwendet werden.
Es war schon früher bekannt, bei gewöhnlichen elektrischen Maschinen Pole zu verwenden, bei denen ein Einsatzstück innerhalb eines gegen den Anker offenen Rohres verschoben werden konnte, das zwei Ausnehmungen hatte, die durch parallele Gerade zur Erzeugenden des zylindrischen Rohres begrenzt waren. Die zwei stehenbleibenden Pfeiler trugen die Polsehuhenden und sollten hohe Sätti-
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hängigkeit der Fluxänderung von der Verschiebung des Einsatzstückes so zu gestalten, wie es praktisch erwünscht ist. Die Nachteile der bekannten Einrichtung sind durch die Erfindung behoben.
Es ist heute nicht mehr notwendig, den Flux gegen die Polspitzen zu drängen, um gute Kommutierung zu erzielen, weil Wendepole, Kohlenbürsten und richtige Dimensionierung der Ankerwick- lungen auch gute Kommutierung bei schwachem Feld in den Polspitzen erzielen lassen.
Dadurch, dass das Rohr gegen den Anker zu abgeschlossen ist und einen vollen, nicht geteilten Polsehuh trägt, wirken nicht auf die einzelnen Fensterpfeiler die grossen beim einzelnen Polende auftretenden Fluxpulsationen, und es tritt eine so bedeutende Versteifung ein, dass es möglich ist, die Stärke der rings herum angeordneten Fensterpfeiler auf ein weitaus geringeres Mass zu reduzieren als bei der bisher bekannten Einrichtung, so dass viel weitergehende Regelung möglich ist, die ausserdem durch richtige Wahl der Fensterbegrenzungskurve oder der Zahl, Grösse und Verschiebung der Kreisfenster nach jedem gewünschten Gesetz abgestuft werden kann. Es wäre keine Schwierigkeit, die Fenster so zu formen, dass man nach Wunsch annähernd gleichmässige oder logarithmische oder sonst beabsichtigte Teilung der Skala erzielt.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Magnetische Reguliereinriehtung für elektrische Maschinen, bestehend aus einem mit Öffnungen versehenen, vom Magnetfluss durchströmten platten- oder rohrförmigen Körper und längs der Öffnung beweglichen Schieber, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Platte oder Rohrwandung eingeschnittenen Fenster derart begrenzte Pfeiler übriglassen, dass der Gesamtquerschnitt der Pfeiler in Ebenen senkrecht zur Verschubrichtung sich allmählich vom vollen Platten-oder Rohrquerschnitt auf einen kleinen Wert vermindert, zum Zwecke, eine allmähliche gesetzmässige Änderung des magnetischen Flusses zu erzielen.