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Elektrische Maschine
Bei gewissen Kommutatormaschinen, wie z. B.
Spaltpolmaschinen oder Querfeldmaschinen, werden durch die Bürsten Leiter kurzgeschlossen, die zwischen zwei gleichgerichteten Polfüssen liegen. Eine ungünstige Beeinflussung dieser
Leiter durch das Maschinenhauptfeld ist daher im allgemeinen nicht zu vermeiden. Als Folge der Lage zwischen zwei gleichnamigen Polen kommt in der kurzgeschlossenen Spule ein Feld zur Wirkung, das durch die übliche Wendepolanordnung nicht kompensiert werden kann. Das Wendefeld müsste in diesem Fall nicht nur stromabhängig sein, sondern auch dem Hauptfeld folgen können, d. h. jeweils der magnetischen Durchflutung der Hauptpole und der Sättigung im Hauptpolkraftlinienkreis angepasst sein.
Die Modellausnützbarkeit solcher Maschinen ist daher unabhängig von der Erwärmungsund Sättigungsgrenze vor allem dadurch sehr eingeengt, dass der Einfluss der Hauptpolwicklung in der Pollücke möglichst gering gehalten werden muss, d. h. die Maschine muss mit schwacher Hauptfelderregung, schwacher Sättigung, geringem Strombelag, grosser Pollücke und daher kleiner Polbedeckung ausgeführt werden, wodurch der Ausnützungsfaktor sehr gedrückt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, sowohl bei schon vorhandenem als bei neu zu entwerfendem Maschinenmodell diese Beschränkungen weitgehend auszuschalten und dadurch die Leistung der Maschine zu erhöhen bzw. für eine gegebene Leistung die Maschine kleiner zu bemessen, ohne dass sich der ungünstige Einfluss der Hauptpolwicklung auf die Kommutierungszone störend bemerkbar macht.
Gemäss der Erfindung wird die Maschine mit Kommutatorbürsten vorzugsweise aus ungeglühter Kohle ausgerüstet, die in der Kommutatorumfangsrichtung Zonen verschieden grossen Widerstandes enthalten, insbesondere Randschichten oder-zonen mit gegenüber dem Bürstenmittelteil wesentlich erhöhtem Widerstand. In vorteilhafter Weise kann die Wirkung solcher Bürsten im vorliegenden Zusammenhang noch dadurch verbessert werden, dass für sie, wie an sich bekannt, ungeglühte Kohle mit ausgesprochen richtungsabhängiger Leitfähigkeit verwendet wird, u. zw. derart, dass vorzugsweise in allen Widerstandszonen der Bürste der Querwiderstand gegenüber dem Längswiderstand erhöht ist.
Durch die Anwendung ungeglühter Kohlebürsten und die gleichzeitige Widerstandsstufung solcher Bürsten gelingt es ohne praktische
Beeinträchtigung der Längsleitfähigkeit der Bürste die Unterschiede der Widerstandswerte in den einzelnen Bürstenzonen so hoch zu treiben, dass dadurch Restspannungen in den kurz- geschlossenen Spulen bewältigt werden können, die bisher unbedingt als unzulässig bezeichnet werden mussten. Bürsten der genannten Art lassen wegen ihrer niedrigen Herstellungstemperatur die Zumischung nicht leitender oder anderseits gut leitender Zusätze in beliebiger Menge und Auswahl in den einzelnen Zonen zu, so dass man bei der Wahl der Widerstandsunterschiede innerhalb der Bürste praktisch fast unbeschränkt ist.
Wesentlich ist ferner, dass die schlecht leitenden Zonen beliebig dünn gemacht werden können, da sie mit dem übrigen gut leitenden Teil der Bürste eine kontinuierliche mechanische Einheit bilden und der gut leitende Teil daher praktisch in seinem Querschnitt nicht verkleinert zu werden braucht. Die Verwendung von Kohle mit richtungsabhängiger Leitfähigkeit trägt zur weiteren Verbesserung dieser Verhältnisse wesentlich bei. Durch die vorgenannten Bürsten ist es möglich, die insbesondere bei Spaltpol-oder Querfeldmaschinen auftretenden, vom Hauptfeld hervorgerufenen Restspannungen sicher und anstandslos zu beherrschen, denen durch die Wendepole an und für sich nicht ausreichend beigekommen werden kann.
Damit ist die Möglichkeit gegeben, die genannten Maschinen besser auszunützen bzw. bedeutend kleiner und leichter als bisher zu bauen, ohne dass die Kommutierung schlechter oder gegebenenfalls unbrauchbar wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kommutatormaschine mit Bürsten, die zwischen gleichgerichteten Polflüssen liegende Leiter kurzschliessen, insbesondere Spaltpol-oder Querfeldmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine mit Bürsten aus vorzugsweise ungeglühter Kohle ausgerüstet ist, die in an sich bekannter Weise in der Kommutatorumfangs- richtung Zonen verschieden grossen elektrischen Widerstandes enthalten, insbesondere Rand- schichten oder-zonen mit gegenüber dem Bürstenmittelteil wesentlich erhöhtem Widerstand.
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