<Desc/Clms Page number 1>
Kollektoranker mit mehreren Wicklungen.
Um den Strom besser zu kommutieren, ist es öfters von Vorteil, die Lamellen des Kommutators oder des Hilfskommutators elektrischer Maschinen durch Widerstände wu verbinden ; dies ist z. B. bei den Wechselstromkommutatoren von A. Heyland, bei dem Kommutator von Seidener und bei den im deutschen Patent Nr. 156959 beschriebenen Kommutatoren der Fall.
Die konstruktive Ausführung dieser Widerstände macht grosse Schwierigkeiten. Diese können aber in folgender Weise beseitigt werden.
Es werden die Widerstände in den isolierenden Zwischenlagen zwischen den Kommutatorlamellen untergebracht und es werden die Widerstände aus dünnen Metallblättchen, Metallgeweben oder Metallösungen, die in breiten Streifen auf Isolationsmaterial aufgetragen sind, hergestellt.
In den Fig. 1 und 2 bedeuten al und a2 zwei benachbarte Kommutatoriamellen, b1 und b2 die isolierenden Zwischenlagen zwischen denselben. In diese Isolationsschicht wird der Widerstandskörper c eingebracht und z. B. durch die Metallbänder dl und , die durch die Isolationsschicht bl hindurchgehen, mit der Lamelle al leitend verbunden.
In gleicher Weise wird der Widerstand durch das Metallband d2, welches durch die Isolationsschicht b2 geht, mit der Lamelle a2 leitend verbunden. Durch die Unterl) ringung der Widerstände im Kommutator wird erstens viel Raum gespart, zweitens fallen alle Lötstellen fort und drittens wird auch für eine gute Abkühlung und dauerhafte Konstruktion der Widerstände gesorgt.
Die Anwendung der oben beschriebenen Widerstände bei einphasigen Wechselstromkommutatormaschinen soll nun im folgenden gezeigt werden.
Es werden bei Kommutatormaschinen oft mehrfach geschlossene Ankerwicklungen, sogenannte Westonwicklungen, angewandt, um ein Kurzschliessen der einzelnen Ankerspulen zu vermeiden. Soll aber ein Kurzschliessen der Spulen vollständig vermieden werden, so müssen die einzelnen in sich geschlossenen Wicklungen der Reihe nach zeitweise ausgeschaltet werden. Dieses Ausschalten erlaubt aber nicht, die Ankerwicklung voll auszunützen und führt ausserdem leicht zur Funkenbildung am Kommutator.
EMI1.1
in sich geschlossenen Wicklungen vermieden werden, indem man zwischen den einzelnen Wicklungen Widerstände einschaltet.
Während die Äquipotentialverbindungen bei Gleichstrommaschinen einen möglichst kleinen Widerstand haben sollen und zur Vermeidung von Funkenbildung, herrührend von Unsymmetrien der Wicklung oder des magnetischen Feldes, dienen, so sollen diese Widerstandsverbindungen einen so grossen Widerstand haben, dass die durch das Kurzschliessen der Ankerspulen entstehenden zusätzlichen Ströme unterhalb einer zulässigen Grenze gehalten werden. Andererseits sollen die Widerstände so klein gehalten werden, dass die Wicklung, deren Lamellen nicht von den Bürsten berührt werden, nicht stromlos wird.
In Fig. 3 haben wir drei in sich geschlossene Ankerwicklungen , , 4g, von denen A, an die Lamellen kl'A2 an die Lamellen k : ! und an die Lamellen k3 angeschlossen ist. Die Bürste B darf nur höchstens drei Lamellen berühren ; die Breite derselben ist deswegen etwas kleiner als die doppelte Breite einer Lamelle. In der in Fig. 3 gezeichneten Lage schliesst die Bürste eine Spule S2 der Wicklung A2 kurz. Da der Kurzschlussstrom aber durch die beiden Widerstände 'verlaufen muss, so wird die Grösse desselben durch diese Widerstände begrenzt.
Die Wicklung A2 ist in diesem Moment nicht wie bei den gewöhnlichen Westonwicklungen ausgeschaltet, denn durch die vielen Widerstände r, die alle drei Wicklungen parallel schalten, wird der Wicklung A2 Strom von der Bürste B zugeführt. Damit keine inneren Ströme in den drei Spulen 81, 82 und 8a entstehen, so sollen die Spulen S1, S2, S3, welche durch die Widerstände 1" parallel geschaltet werden, wie bei dem Heylandschen Kommutator am liebsten in denselben Nuten liegen.
Unter" inneren Strömen" sind hiebei Ströme zu verstehen, die in der Wicklung allein laufen und nicht in den äusseren Stromkreis übertreten. Liegen zwei parallel ge- schaltete Windungen einer Wicklung nicht in denselben Nuten, sondern umschlingt die durch zwei parallel geschaltete Windungen gebildete Schleife Zähne des Ankers, so wird infolge der Änderung des Kraftnusses, der die Zähne durchsetzt, in der durch die Windungen gebildeten Schleife eine elektromotorische Kraft induziert, die einen inneren Strom erzeugt.
<Desc/Clms Page number 2>
In Fig. 4 ist das Schema für eine dreifach geschlossene Schleifenwicklung für eine andere Lage des Kommutators relativ zu den Bürsten dargestellt. Die Buchstaben haben hier dieselbe Bedeutung wie in Fig. 3. Hier ist die Spule S1 durch die Bürste B und den Widerstand t-kurzgeschlossen ; alle drei Wicklungen J, Jg und Aa erhalten in diesem Moment direkt Strom von der Bürste B.
In Fig. 5 ist das Schema einer dreifach geschlossenen Wicklung dargestellt, und zwar der Teil, der unter den Bürsten derselben Polarität liegt. Die Buchstaben haben dieselben Bedeutungen wie in den vorhergehenden Figuren. Bei der Wellenwicklung werden die Bürsten nicht genau um eine ganze gerade Anzahl von Polteilungen voneinander entfernt angeordnet, sondern sie werden so eingestellt, dass alle Bürsten Bl, , B der gleichen
EMI2.1
berühren.
Da aber zwischen zwei Lamellen k1 oder k2 eine oder mehrere Arbeitsspulen liegen, in welchen elektromotorische Kräfte bei Gleichstrommaschinen vom Nutenfelde und bei Wechselstrommaschinen durch die Pulsationen des Hauptfeldes induziert werden, so ist man gezwungen, in die äusseren Verbindungen und zwischen den gleichnamigen Bürsten ebenso grosse gegenelektromotorische Kräfte einzuschalten, damit keine inneren Ströme entstehen. Man kann in der beschriebenen Weise bei mehrfach geschlossenen, symmetrischen Wellenwicklungen die Zahl der Bürsten gleich der Polzahl machen, wodurch der Kommutator schmal gehalten werden kann.
Die elektromotorischen Kräfte in den äusseren Verbindungen zwischen den gleichnamigen Bürsten erzeugt man bei Wechselstrom-Kommutatormaschinen am einfachsten, indem man in die Verbindungen der gleichnamigen Bürsten ebensoviele Statorwindungen einschaltet, als die Zahl der Rotorwindungen zwischen den beiden Bürstensätzen beträgt.
Die Statorwindungen sollen möglichst in demselben Felde wie die Rotorwindungen liegen.
Durch. diese Anordnung werden nämlich durch die Pulsationen des Hauptfeldes der Maschinen gleichgrosse elektromotorische Kräfte in den Bürstenverbindungen wie in den Rotorwindungen induziert.
Die beschriebene Ankerwicklung eignet sich sowohl für gewöhnliche Gleichstrom- maschinen hoher Spannung und Tourenzahl, wie für Ein-und Mehrphasen-Kommutatormotoren, Generatoren und Umformer. Bei Gleichstrommaschinen könnte man in den Bürstenverbindungen kleine Akkumulatoren von der gewünschten Spannung einschalten ; diese Anordnung wird aber keine praktische Bedeutung erlangen können.
Die beschriebene Erfindung besteht somit in der Anwendung einer n-fachen Parallel- schaltung in Verbindung mit Widerständen, welche die n unabhängigen Wicklungen unter- einander verbinden. Die Widerstände können in der angegebenen Art zwischen den Lamellen des Kommutators eingebaut werden oder in anderer bekannter Weise aus Metalldraht ausserhalb des Kommutators angeordnet werden. PATENT-ANSPRÜCHE :
EMI2.2
mit aufeinander folgenden Kollektorlamellon verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese Wicklungen durch besondere, zwischen aufeinander folgende Kollektorlamellen ge-
EMI2.3
gleicher Polarität Spulen geschaltet sind, in denen dieselbe elektromotorische Kraft geweckt wird wie in den zwischen diesen Bürsten liegenden Ankerspulen.
EMI2.4