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Einphasen-Wechselstromkollektormaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einphasen-Wechselstromkollektormaschine mit Nebenschlussverhalten und im Stator angeordneter Erreger- und Kompensationswicklung, wobei im Erregerstromkreis eine Impedanz mit festem ohmschen Widerstand zusammen mit einem Kondensator in Reihe geschaltet ist.
Die erfindungsgemässe Einphasen-Wechselstromkollektormaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationswicklung parallel zur Erregerwicklung an die Stromquelle geschaltet und der Kollektor über die Bürsten direkt kurzgeschlossen ist. Eine so ausgebildete Einphasen-Wechselstromkollektormaschi- ne besitzt Nebenschlussverhalten und ist damit in besonderem Masse geeignet für ihre Verwendung als Antriebsaggregat in Regeleinrichtungen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt Fig. ! schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrischen Maschine, Fig. 2 ein Schaltschema für die Maschine nach Fig. l, Fig. 3 ebenfalls schematisch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrischen Maschine und Fig. 4 ein Schaltschema für die Maschine nach Fig. 3.
In dem in Fig. ! dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt ein Elektromotor einen Ständer 1 und einen Läufer 2. Der Ständer 1 ist mit zwei getrennten elektrischen Wicklungen DF und GH versehen, die in üblichen Ständernuten verteilt und so angeordnet sind, dass deren Achsen senkrecht auf- einanderstehen. Der Läufer 2 ist mit einer Anzahl von im Winkel zueinander angeordneten Wicklungen aa, bb und cc versehen, die hintereinandergeschaltet sind und in bekannter Weise von dem Bürstenpaar yy kommutiert werden.
Die Achsen der Bürsten yy stehen senkrecht aufderAchse derStänder-oder Feldwicklung G-g-g-h-h-H und damit parallel zur Feldachse der andern Wicklung D-d-d-e-e-f-f-F, an welche eine Erregung angelegt wird und welche nachstehend einfach als Kompensationswicklung DF (M) bezeichnet wird.
Die Kommutatorbürsten y, y sind so miteinander verbunden, dass die kurzgeschlossenen Windungen der Läuferwicklung eine induktive Kompensation der Kompensationswicklung M ergeben. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Kompensationswicklung M in ihrem Stromkreis keinen Kommutator aufweist und daher für jede praktisch in Frage kommende Spannung gewickelt werden kann, ohne dass sie durch die Isolierung der Kommutatorlamellen beschränkt ist.
Eine geeignete Schaltung für einen Wechselstrommotor dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. Die Feldwicklung F und die Kompensationswicklung M sind effektiv parallel zueinander an die Wechselstromquelle angeschlossen. Die Kompensationswicklung M wird über einen regelbaren Autotransformator gespeist, so dass die Drehzahl des Motors gesteuert werden kann. Mit der Feldwicklung F sind ein Widerstand R und ein Kondensator C in Reihe geschaltet, um zwischen den Strömen in dieser Wicklung und in der Kompensationswicklung M ein solches Phasenverhältnis herzustellen, dass das erforderliche Drehmoment erzeugt wird.
Der Motor kann umgesteuert werden, indem man entweder die Feldwicklung F oder die Kompensationswicklung M bzw. den in einer dieser Wicklungen fliessenden Strom umpolt.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist jede Bürste y durch zwei Bürsten yz ersetzt worden, wobei jede Bürste y oder z eines Paares an eine Bürste y oder z des andern Paares angeschlossen ist, so dass die Läuferwicklungen zwischen den einander benachbarten Bürstenpaaren, die nicht über die Bögen y, z
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kurzgeschlossen sind, den Windungen der Feldwicklung benachbart und die Achsen der kurzgeschlossenen
Bürsten mehr oder weniger parallel zur Achse der Kompensationswicklung M angeordnet sind. Dadurch wird über den Bögen y-y und z-z zwischen einander benachbarten kurzgeschlossenen Bürsten durch die
Wechselwirkung der Läufer- und Ständerwicklungen innerhalb dieser Bögen eine Kompensation erzielt.
In der in Fig. 4 gezeigten Schaltung sind die Feld-und Erregerwicklung F bzw. M wie vorstehend be- schieben, parallelgeschaltet.
Vorstehend sind nur zweipolige einphasige Maschinen beschrieben worden, doch können auch mehr- polige bzw. mehrphasige Maschinen 0erfindungsgemäss ausgebildet werden.
Die vorstehende Beschreibung betrifft zwar nur Elektromotoren, doch versteht es sich, dass die vor- stehend beschriebenen Maschinen unter ähnlichen Bedingungen auch als selbst- oder fremderregte Gene- ratoren oder als umlaufende Verstärker verwendet werden können.
Die vorstehend beschriebene Maschine kann mit Vorteil in einem elektrischen Regelsystem verwendet werden, wie es in der österr. Patentschrift Nr. 218131 beschrieben ist.
Wie vorstehend beschrieben, sind in dem Feldstromkreis ein Widerstand Rl und ein Kondensator C in Reihe geschaltet, um die Phase des Stromes in dem Feldstromkreis genügend nahe an die Phase des Stromes in der Kompensationswicklung1 heranzubringen. Es hat sich gezeigt, dass ein Phasenabstand von 200 und häufig mehr zulässig ist.
Gegebenenfalls kann mit der Kompensationswicklung ebenfalls ein nicht gezeigter Kondensator in Reihe geschaltet werden, um die Induktivität dieser Wicklung zu kompensieren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einphasen-Wechselstromkollektormaschine mit Nebenschlussverhalten und im Stator angeordneter Erreger- und Kompensationswicklung, wobei im Erregerstromkreis eine Impedanz mit festem ohmschen Widerstand zusammen mit einem Kondensator in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationswicklung parallel zur Erregerwicklung an die Stromquelle geschaltet und der Kollektor über die Bürsten direkt kurzgeschlossen ist.