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Ferraris-Triebsystem.
Es ist bekannt, die Tourenzahl eines Ferrais-Motors durch mechanische oderwirbelstrombremsung so zu beeinflussen, dass sie in gewissem Sinne von der Stärke des Stromes abhängig ist, der in der Erregerspule des Ferraris-Motors fliesst. Da mechanische Bremsen Wartung erfordern, sind sie nicht überall anwendbar. Wirbelstrombremsen kommen da nicht in Betracht, wo der Dauermagnet, der die Bremsung bewirkt, starken magnetischen Wechselfeldern ausgesetzt ist und entmagnetisiert wird. Ausserdem gibt die Abhängigkeit der Drehzahl vom Erregerstrom, die sich durch mechanische oder Wirbelstrombremsung erreichen lässt, beispielsweise bei Verwendung eines Ferraris-Motors bei einem Überstromauslöser, nicht in allen Fällen die gewünschte Drehzahlcharakteristik.
Die Erfindung besteht nun darin, bei einem Ferraris-Motor durch Sättigungsbeeinflussungen in seinem Magnetsystem, die mit zunehmendem Erregerstrom eintreten, eine grosse Abhängigkeit der Drehzahl vom Erregerstrom zu erreichen. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich durch entsprechend Wahl des Sättigungsgrades die jeweils gewünschte Drehzahlcharakteristik erreichen lässt und dass die Methode überall anwendbar ist, da magnetische Wechselfelder keine schädlichen Wirkungen wie bei der Wirbelstrombremse ausüben und keine Wartung erforderlich ist.
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Bei dem in Fig. l und 2 dargestellten Ferraris-Motor befindet sich der Rand der drehbar gelagerten und aus gut leitendem Material, z. B. Aluminium oder Kupfer, hergestellten Scheibe 2 in dem Luftspalt eines Wechselstrommagneten 3, dessen Erregerspule 4 vom Strom J durchflossen wird. Der von der Spule 4 im Eisenkern 3 erzeugte Kraftfluss d > wird über den Luftspalt hinweg durch die beiden Kurzschlussringe 5 und 6, die oberhalb und unterhalb der Scheibe 2 den Eisenkern zum Teil umfassen, in zwei phasenverschobene Teilflüsse (D, und (D, zerlegt, von denen der Fluss < 1 den von den Kurzschlussringen umgrenzten Querschnitt und der Fluss 4 > , den restlichen Eisenquersehnitt durchsetzt.
Beide Flüsse rufen in Zusammenwirkung mit den von ihnen in der Scheibe 2 induzierten Wechselströmen ein Drehmoment hervor, das die ungebremste Scheibe in Pfeilrichtung auf die Kurzschlussringe zudreht und unabhängig vom Erregerstrom J mit konstanter Drehzahl antreibt. Um eine gewünschte Abhängigkeit der Drehzahl vom Erregerstrom zu erhalten, werden, wie Fig. 3 in vergrössertem Massstabe in einer Ansieht auf die Schnittebene CD der Fig. 1 zeigt, die Kurzschlussringe 5 und 6 erfindungsgemäss mit Hüllen 7 aus ferromagnetischem Stoff umgeben. In den ferromagnetischen Hüllen 7 schliesst sich ein Teil des vom Strom in den Kurzschlussringen erzeugten Gegenfeldes, das somit die Scheibe 2 nicht durchsetzt und für das Drehmoment des Motors nicht wirksam wird.
Die ferromagnetischen Hüllen wirken wie ein magnetischer Nebenschluss zum Gegenfeld. Beim Erreichen des Sättigungszustandes in den ferromagnetischen Hüllen, der je nach der Stärke der Hüllen 7 früher oder später in ihnen eintritt, wird der magnetische Nebenschluss unwirksam.
Die gleiche Wirkung wie durch die ferromagnetischen Hüllen 7 wird erreicht, wenn man nach Fig. 3 die Schlitze im Blechpaket für die Kurzschlussringe 5 und 6 tiefer ausführt, als es der Höhe der Kurzschlussringe entspricht, und sie unten mit Keilen 8 aus ferromagnetischem Stoff verschliesst, in denen die Sättigungserscheinungen je nach der Stärke der Keile früher oder später auftreten. Die Keile 8 können allein oder mit den ferromagnetischen Hüllen zusammen angewendet werden.
Nach Fig. 4 kommen Sättigungserscheinungen in dem die Scheibe 2 beeinflussenden Magnetsystem, die die Drehzahl des Motors in eine gewünschte Abhängigkeit vom Erregerstrom bringen, auf folgende Weise zustande :
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Der Kurzschlussring 5 oberhalb der Scheibe 2 und entsprechend der Kurzschlussring 6 unterhalb der Scheibe 2 wird so angeordnet, dass ausser den von jedem Kurzschlussring umfassten Blechen des Magnet- eisens ein grosses und ein kleines Blechpaket vorhanden ist. Schliessen sich an die kleinen Blechpaket
Polschuhe 11, 12 an, so wird der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen diesen Paketen verringert, und es treten infolgedessen an diesem Teil des Magnetsystems Sättigungserscheinungen früher auf.
Der durch die grösseren Blechpaket hindurchgehende Teilfluss (D, ergibt mit dem Teilfluss < f\, der den von den Kurzschlussringen 5 und 6 umschlossenen Eisenquerschnitt durchsetzt, ein Drehmoment, das die Scheibe 2 in Pfeilrichtung dreht.
Diesem Drehmoment wirkt ein Drehmoment entgegen, das von dem Teilfluss (k und dem durch die kleineren Blechpaket auf der ändern Seite der Kurzschlussringe hindurchgehenden Teilfluss @3 herrührt. Die Differenz beider Drehmomente und damit die Drehzahl der Scheibe 2 nimmt mit wachsendem Erregerstrom J zunächst langsam, dann immer schneller zu, je stärker sich die Sättigungserseheinungen in den kleinen Blechpaketen mit zunehmender Induktion im Eisenkern 3 bemerkbar machen.
Die gleiche Wirkung wird erzielt, wenn nach Fig. 5 ausser den Kurzsehlussringen 5 und 6 Nebenkurzschlussringe 9 und 10 am Eisenkern 3 oberhalb und unterhalb der Scheibe 2 vorgesehen sind. An die von den Nebenkurzsehlussringen umschlossenen kleinen Blechpaket schliessen sich wieder Polschuhe 11 und' ? an, die den magnetischen Widerstand des Luftspaltes zwischen den kleinen Blechpaketen verringern und durch Sättigungserscheinungen an dieser Stelle die gewünschte Abhängigkeit der Drehzahl des Ferrais-Motors von seinem Erregerstrom herstellen. Anstatt durch Polsehuhe kann der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen den kleinen Blechpaketen auch durch Verringerung des Luftspaltes herabgesetzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ferraris-Triebsystem, insbesondere für Elektrizitätszähler und Relais, dadurch gekennzeichnet, dass durch Beeinflussung der Sättigung in seinem Magnetsystem eine Abhängigkeit der Drehzahl des Motors vom Erregerstrom hergestellt wird.