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Wechselstromkommutatormaschine mit Querfeld und Wendespulen.
Die Erfindung bezieht sich auf Wechselstromkollektormaschinen mit Querfeld. Darunter sind solche Maschinen verstanden, bei welchen die Arbeitsamperewindungen von Ständer und Läufer zusammenwirkend ein Feld erzeugen, das phasensenkrecht zum Arbeitsstrom ist. Dies tritt beispielsweise ein bei den Motoren mit Kurzschlussachse nach Patent 30082. bei den Maschinen nach Patent 25879 (Fig. 4 und 5), ferner auch bei kompensierten Reihenschlussmaschinen, bei denen zum Ständer oder Anker ein geeigneter Widerstand parallel geschaltet ist.
Bei solchen Maschinen können die Wendespulen eine zweifache Verwendung finden ; erstens könnnen sie dazu herangezogen werden, das sich in der Maschine bildende Querfeld an der Kommutierungszone zu beeinflussen, zweitens kann man mittels der Wendespulen an der Kommutierungsstelle ein Feld erzeugen, das die Stromwendung unterstützt, indem es gegen den Ankerstrom um J800 phasenverschoben ist. Im Patent 33295 sind Anordnungen angegeben, durch welche die Stromwendung allein oder die Stromwendung und die Kurzschlussspannung beeinflusst werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung, bei der ebenfalls sowohl die Stromwendung als auch die Kurzschlussspannung in günstigem Sinne beeinflusst werden. und zwar dadurch, dass das in der Maschine selbst entstehende Querfeld teilweise unverändert mitbenutzt wird. Dies wird dadurch erreicht. dass die Wendespulen nicht in sämtlichen Polfeldern. sondern nur in einzelnen angeordnet sind. Da, Querfeld bildet sich dann in denjenigen Polfeldern, in denen keine Wendespulen angebracht ist, in der gewöhnlichen Weise aus und liefert unter den kurzgeschlossenen Bürsten eine elektromotorisce Kraft, welche die Kurzschlussspannung vollständig oder in weitgehendem Masse aufhebt.
Die Wendespulen an den anderen Polfeldern können dann, etwa ähnlich wie in dem erwähnten Patent angegeben ist, zur Erzeugung eines Feldes herangezogen werden, das entweder nur die Stromwendung oder aber die Stromwendung und die Kurzschlussspannung beeinflusst.
Die Anwendung der Erfindung setzt selbstverständlich voraus, dass die von einer einzelnen
Bürste kurzgeschlossenen Drähte in mindestens sei Polfeldern liegen. Dies ist bei jeder Trommel- wicklung der Fall ; man kann daher bei jeder Maschine mit Trommelwicklung die Hälfte der Wendespulen weglassen. Bei Maschinen mit Reihenwicklung kann man noch weitergeben.
Um durch die Wendespulen das Querfeld in richtiger Weise zu beeinflussen, kann man sie in bekannter Weise beispielsweise an eine Spannung legen, welche der Ankerspannung in der
Achse des Hauptfeldes (Erregerachse) proportional ist, oder an eine Spannung, welche der Netz- öder Ständerspannung proportional ist, oder an einer Spannung, welche sich aus einem der
Ankerspannung und einem der Netz-oder Ständerspannung proportionalen Teile zusammensetzt.
Die Spannung kann gegebenenfalls noch besonders geregelt werden, und zwar kann in dem zuletzt genannten Fall die Summenspannung oder eine oder beide Teilspannungen geregelt werden.
Statt die Wendespulen von aussen mit Strom zu speisen, kann man sie auch mit sich selbst oder auf unveränderliche oder regelbare Widerstände irgendwelcher Ajtt kurzschliessen.
Es ist bekannt, bei Gleichstrommaschinen mit ausgeprägten Haupt- und Wendepolen (Hilfspolmaschinen) einen Teil der Hilfspole fortzulassen ; es ist, dies von Swinburne, Arnold u. a.
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wo keine Wendespulen sässen, die Selbstinduktion der unter den Bürsten kurzgeschlossenen Läuferspulen sehr gross wäre. Das gleiche gilt a. h für Wechselstromkommutatormaschinen mit gleichmässig verteiltem Feldeisen, die kein phasenverschobenes Querfeld besitzen.
Die vorliegende Anordnung hat gegenüber den bekannten Anordnungen den Vorteil, dass das in der Maschine entstehende Querfeld, soweit es zur Kommutierung nützlich beitragen kann, bestehen bleibt und nur ein Teil desselben in der Phase und Grösse so verändert wird, wie es für die Unterdrückung der Kurzschlussspannung und für die Stromwendung zweckmässig ist. Eine solche künstliche Beeinflussung ist meist erst über einer gewissen Geschwindigkeit, welche in der Nähe des Synchronismus oder auch darüber liegt, notwendig. Daher erfolgt die Einschaltung bezw. Kurzschliessung der Wendespulen gegebenenfalls erst bei einer gewissen Geschwindigkeit. Den richtigen Zeitpunkt kann man dabei beispielsweise von der Tourenzahl oder von der Ankerspannung abhängig machen.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele für vierpolige Maschinen, und zwar in Fig. 1 für eine Maschine nach Patent 30582, deren Läufer in der Ständerachse über die Bürsten b kurzgeschlossen und in der dazu senkrechten Achse über die Erregerbürsten e vom Reihentransformator t aus erregt wird. a ist die Arbeitswicklung auf dem Ständer. w die Wendespulenwicklung, welche nur zwei um eine Polteilung voneinander abstehende Spulen umfasst, indem auf dem Läufer eine Reihenwicklung vorausgesetzt ist, und welche für gewisse Geschwindigkeiten bei geöffnetem Sohalter 8 mit dem Ständer in Reihe geschaltet und für andere Geschwindigkeiten durch Schliessen des Schalters s an einem Teil des Erregertransformators t angelegt werden kann wobei die Reihenschaltung aufrechterhalten bleibt.
Von den beiden Kurzschlussbürstenpaaren könnte eines auch fehlen. Fig. 2 zeigt einen Atkinson'schen Repulsionsmotor mit der Ständererregerwicklung el. Die Wendespulenwicklung ist hier beispielsweise über einen induktiven Widerstand 1 und einen regelbaren ohmschen Widerstand r in sich geschlossen.