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Österreichische PATENTSCHRIFT ? 16857.
EMI1.1
BEIDE IN LUDVIKA (SCHWEDEN).
Gleich, atrommaschirie mit offener Ankerwicklung.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine offene Wicklung für GleichstromGeneratoren und-Elektromotoren.
Von den verschiedenen Arten von Ankerwicklungen, die zur Erzielung eines gleichgerichteten Stromes oder zur Umsetzung eines solchen Stromes in mechanische Arbeit verwendet worden sind, haben bisher die sogenannten offenen Wicklungen einen untergeordneten Platz eingenommen. Die Ursache hiervon ist die, dass die bisher bekannten Konstruktionen, z. B. diejenigen von Siemens ($-Anker), Brush, Thomson-Houston, Westinghouse, Grard, Wilde, Ferranti-Thomson und Bollman, sämtlich einen gleichgerichteten, aber bedeutend pulsierenden Strom liefern und sich deshalb hauptsächlich zum Speisen von Bogenlampen, dagegen aber nicht zum Motorbetriebe oder zu elektrolytischen Zwecken eignen.
Nach der vorliegenden Erfindung ausgeführte Maschinen unterscheiden sich wesentlich von bisher bekannten Konstruktionen dadurch, dass bei denselben alle oder eine beliebige Anzahl der in einem gewissen Zeitmomente induzierten Ankerspulen in diesem Momente durch längs der Umkreise der Stromsammler angeordnete Bürsten parallel geschaltet sind, wodurch ein wenig pulsierender Gleichstrom erhalten wird.
Freilich sind Versuche von Zeit zu Zeit gemacht worden, offene Wicklungen für kontinuierlichen Gleichstrom herzustollen : aber es sind hiebei stets einzelne Stäbe statt - wie gemäss dieser Erfindung - eine Poldistanz oder ungefähr eine Poldistanz umfassende Ankerspulen verwendet worden.
Auf der beigefügten Zeichnung werden schematisch und als Beispiele zwei Ausführung- formen vorliegender Erfindung gezeigt.
Bei vorliegender Erfindung wird jede gewünschte Spannung durch die Verwendung von in Serie geschalteten Ankerspulen erhalten. Die Anfänge und die Enden dieser Spulen werden entweder je zu Lamellen von zwei getrennten Stromsammlern geführt (Fig. 1) oder es worden alle Anfänge oder alle Enden an eine gemeinsame Verbindungsleitung angeschlossen, während die übrigen Anfänge oder Enden mit je einer Lamelle eines Strom- sammler' !. verbunden werden (Fig. 2). Bei der ersten Anordnung (Fig. 1) entstehen gleich- viele Stromkreise als Pole und diese Stromkreise können durch zweckmässige Verbindung der Bürsten oder Bürstengruppen der Stromsammler nach Belieben in Sorte oder parallel geschaltet werden.
Jede Bürste oder Bürstengruppe schaltet diejenige Gruppe von Ankerwindungen parallel, deren Stromsammlerlamellen für den Augenblick mit der Bürste hezw. der Bürstengruppe in Berührung sind. Durch die Serien-oder Parallelschaltung kann bei mehrpoligen Maschinen die elektromotorische Kraft innerhalb weiter Grenzen variiert werden, was bei den Konstruktionen von Motoren mit veränderlicher Geschwindigkeit von besonderer Bedeutung ist. Bei der in Fig. 2 angegebenen Anordnung ist der Potential- unterschied zwischen der gemeinsamen Verbindung und der positiven bezw. negativen Bürstengruppe gleich der halben Maschinenspannung bei Hintereinanderschaltung sämtlicher
Ankerspulen.
Wenn man durch einen Schleifring und Bürsten die gemeinsame Verbindung mit dem 0-Leiter eines Dreileitersystemes vereinigt, kann man die eine oder andere Seite unabhängig von der anderen voll ! belasten.
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Unter den Vorteilen, welche die nach dieser Brandung angeordneten Maschinen im Vergleich zu den jetzt verwendeten elektrischen Maschinen bieten, möge folgendes hervorgehoben werden : Wie oben erwähnt, wird ein wenig pulsierender Gleichstrom erzeugt, während gleichzeitig alle diejenigen Vorteile erreicht, werden,. welche offene Ankerwicklungen im allgemeinen darbieten. Die betreffenden Ankerwicklungen haben mit anderen offenen Ankerwicklungen das gemeinsam, dass nichtinduzierte Leiter dem Stromkreise nicht angehören, weshalb die Ohmschen Verluste in'der Ankerwicklung bedeutend reduziert werden.
Durch das Verlegen der Bürsten an die Stirnseite des Stromsammlers kann die achsialo Länge dieses letzteren in vielen Fällen wesentlich vermindert werden. Es ist besonders hervorzuheben, dass die Stromrichtung in den Leitern nicht wie in Maschinen mit geschlossener Wicklung während derjenigen Zeit abgeändert wird, während welcher die zu den Leitern gehörigen Stromsammlerkontakte sich unter den Bürsten befinden, womit die hauptsächliche Ursache zur Funkenbildung wegfällt. Zur funkenfreien Kommutierung ist nur erforderlich, dass die äussersten Bürsten innerhalb jeder Bürstengruppe Kontakte berühren, in deren Leitern-auf Grund der Form der Pole-elektromotorische Kräfte erregt werden, welche dem Ohmschen Spannungsverluste in den letztgenannten Leitern entsprechen, wodurch die äusseren Leiter selbstverständlich stromlos werden.
Die funkenfreie Kommutierung wird dadurch erleichtert, dass man für die äussersten Bürsten Kohle verwendet, oder dadurch, dass man die genannten Bürsten mit den übrigen Bürsten durch auf geeignete Weise abgepasste Widerstände verbindet. Übrigens können ohne Nachteil auch Metallbürsten verwendet werden, wodurch bekanntlich die Verluste in den Stromsammlern bedeutend reduziert werden.
Die Erfindung kann selbstverständlich unter Beibehaltung des Wesens derselben in verschiedenen Formen zur Ausführung gebracht werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Gleichstrommaschine mit offener Ankerwicklung, bei welcher die einen und die anderen Enden der Ankerleitung je an die Segmente zweier voneinander unabhängiger Kollektoren angeschlossen sind und die Ankerleiter durch auf den Kollektoren schleifende Bürsten in Serie oder parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankorleiter Spulen sind, welche derart gewickelt sind, dass die induzierten Leiterteile jeder Windung um die Poldistanz voneinander abstehen.