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Dynamomaschine für Gleich-und Wechselstrom.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine mit zwei ineinander angeordneten gegenläufigen Ankern, die Gleich-und Wechselstrom liefern soll. Um den Wechselstrom von einer ruhenden Wicklung den Gleichstrom von einem gewöhnlichen Kollektor mit stillstehenden Bürsten abnehmen zu können, wird die Maschine, deren innerer Anker als Gleichstromanker ausgebildet ist und bei der die Wechselstromwicklung im äusseren Stator angeordnet ist, erfindungsgemäss so ausgebildet, dass die den Gleichstromanker erregenden Pole des äusseren umlaufenden Ankers über einen Polwender mit Gleichstrom derart erregt werden, dass das in ihnen erzeugte Feld im Raume stillsteht. Ein Ausführungsbeispiel der Dynamomaschine ist in Fig. 1 und 2 dargestellt.
Die Maschine besteht aus einem von einer Riemenscheibe angetriebenen Gleichstromtrommelanker, einem von einer zweiten Riemenscheibe angetriebenen Polrad, das sowohl an seinem zylindrischen Innenumfang dem Trommelanker zugekehrt als auch an seinem zylindrischen Aussenumfang Pole trägt und einem Stator, der eine Wechselstromwicklung trägt, welche durch die Aussenpole des Polrades induziert wird.
Abweichend von normal üblichen Bauarten ist die Anordnung zur Erregung des Innenpolsystems des Polrades. Es wird durch diese Anordnung bewirkt, dass das dem Trommelanker zugekehrte Polsystem derart erregt wird, dass trotz der umlaufenden Polkerne ein praktisch räumlich ruhendes Feld entsteht, so dass die Bürsten am Kollektor des Trommelankers ihre räumliche Lage beibehalten können und damit ebenso der dazugehörige Bürstenhalter. Dies geschieht in folgender Weise : Die inneren Pole des Polrades sind durchlaufend im gleichen Sinn bewickelt, so dass alle Pole, die vom Strom in derselben Richtung umflossen werden, auch gleiche Polarität aufweisen.
Je ein Wicklungsanfang einer Polwicklung ist sowohl mit dem Wicklungsende des folgenden Pols als auch mit einer Lamelle eines Polwenders verbunden, der genau wie ein Kollektor gebaut ist und der mindestens gleichviel Lamellen als vorhandene Pole des inneren Kranzes am Polrad besitzt. Um bei der Polwende eine zu grosse, schädliche Induktionswirkung und auch zwischen den einzelnen Lamellen einen zu grossen Spannungssprung zu vermeiden, ist gegebenenfalls die Polwieklung in mehrere gleichgewickelte Abteilungen geteilt und dann die Anordnung so getroffen, dass das Ende einer Wicklungsabteilung mit dem Anfang der nächsten und gleichzeitig mit einer Lamelle des Polwenders verbunden ist. Dann ist die erforderliche Anzahl der Polwenderlamellen gleich der Gesamtzahl der angeschlossenen Wicklungsabteilungen.
Auf dem Polwender gleitet ein Bürstenpaar, das in derselben Ebene liegt wie das Bürstenpaar am Kollektor des Trommelankers. Die auf gleicher Seite der Maschinenachse befindlichen Kollektor-und Polwenderbürsten sind durch eine Nebenschlussleitung miteinander verbunden. Dadurch werden die angeschlossenen Polwicklungen auf der einen Seite der Ebene, welche durch die Auflagestelle der Polwenderbürsten bestimmt ist, vom Gleichstrom in der einen, auf der andern Seite in der andern Richtung durchflossen. Es entstehen also auf der einen Seite der Bürstenebene stets lauter Nordpole, auf der andern stets lauter Südpole. Somit ist das auf den Trommelanker wirkende Feld ein ruhendes und es können somit die Kollektorbürsten ihre räumliche Lage beibehalten.
Weiters führt eine Nebenschlussleitung von den Kollektorbürsten zu zwei Schleifringen, welche mit dem Polrad umlaufen. Der Gleichstrom tritt von einem Ring durch eine Leitung in eine Wicklung des Polkranzes am Aussenumfang des Polrades ein und da alle Polwicklungen dieses Kranzes in Serie geschaltet sind, durchfliesst der Gleichstrom alle diese Wicklungen und kehrt zum zweiten Schleifring zurück. Diese Polwicklungen sind derart, dass abwechselnd Nord-und Südpole entstehen. Da in
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diesem Falle ein umlaufendes Wechselfeld entsteht, so wird in den Windungen des darüber gebauten Stators ein Wechselstrom induziert, der gesondert abgenommen wird.
Die Maschine besteht aus einem als Aussenanker wirkenden Stator 1, der in seinen Lagern la und 1 b eine feste, nicht drehende Achse 2 trägt. Um dieselbe laufen auf einer gemeinsamen Büchse 3 befestigt, der Gleichstromanker 4, der dazugehörige Kollektor 5 und eine Riemenscheibe 6 um. Der vom Kollektor 5 abgenommene Gleichstrom wird durch die Leitungen. 7 und 8 den Abgabestellen 9 und 10, zum Teil aber auch dem parallelgeschalteten Polwender 11 zugeführt, wodurch die Pole des Innenkranzes 12i erregt werden, u. zw. auf dem Halbkreiswege auf der einen Seite der Bürstenebene zu lauter Nord-, auf der andern zu lauter Südpolen. Die Wirkung dieses Polkranzes ist also die eines ruhenden Nord-und eines ruhenden Südpols.
Ein weiters von 5 abgezweigter Nebenschlussstrom wird durch Schleifringe 13 und 14 dem äusseren Polkranz 12a zugeführt und erzeugt in den Wicklungen des Aussenankers (1 m) einen Wechselstrom, der an den Stellen W1 und W2 abgenommen wird.