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KommutierungseinrichtungfürDynamomaschinen.
Die im Stammpatenbe und in den Zusatzpatenten beschriebene Kommutierung gestattet, sowohl eine grobe Teilung der Ankerwicklung, als auch die Benützung zweckmässiger Kurvenformen der Stromwendung und der balancierenden Spannung. Eine besonders günstige Kurvenform ist die sin2-Funktion oder eine dieser Funktion ähnliche WeUenspannung. Eine solche ist in dem Diagramm in Fig. 1 durch die Linie e-e veranschaulicht.
Diese Kurve verläuft in der Null-und Scheitelzone sehr flach und ist symmetrisch derart geformt, dass zwei um eine halbe Welle (#) (2)
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verhältnismässig schmalen Magnetpolen und weiten Ankerspulen in Wecbselstrommaschinen, also auch in der synchronen Hilfsmaschine der Kommutierung ; auch durch Transformation von Wechselspannungen, deren Kurve bei höherer Eisensättigung am Scheitel abgeflacht wird, ähnlich
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werden. Mit der Kommutierungseinrichtung gemäss der Erfindung kann man aber Wechselspannungen gleichrichten, den Strom zwangläung nach bestimmter Form wenden, damit eine
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Die für diesen Zweck grundlegende Anordnung ist in Fig. 2 schematisch dargestellt und besteht aus zwei Gruppen A und B, von je vier zu einem Schliessungskreise vereinigten Spulen 1 bis 4
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schobenen Winkelstellung der Kontaktlamellen den zwei Phasen A und B der Wellcnsptmnutigcn entsprechen, hintereinander, so wie in Fig. 2 gezeigt ist, dann wird zwischen den Endklommen 17 und 18 Gleichspannung entstehen.
In Fig. 3 ist die Ausführung einer Gfeichstrommasciine in einem zweipoligen Beispiel schematisch dargestellt. Diese Maschine gleicht einer Wechselstrommaschine mit ruhendem Anker, an den die BÜrsten einer Kommutierungseinrichtung angeschlossen werden. Der Anker ist in acht diametral gewickelte Spulen 1 bis 8 geteilt, also scheinbar achtphasig bewickelt. Jedoch
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induzierten Spannung. Folglich entspricht ein Achtel des Umfanges dem Phasenwinkel (-q.
Die '2' schraffierten Spulen 1 bis 4 der Phase A nach Fig. 3 sind miteinander und mit den Bürsten 9 bis 12
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*, Erstes Zlaatzpateut Nr. 57438, zweites Zusatzpatent Nr. 57439, drittes Zusatzpatent Nr. 57440. viertes Zusatzpatent Nr. 60793.
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gehörigen Spulen 5 bis sind bloss angedeutet ; sie sind in gleicher Anordnung und in Verbindung mit einem zweiten (nicht dargestellten) Stromwender, der auf der Achse des erstgenannten Stromwenders sitzt und dessen Kontakte um ein Achtel des Umfanges gegen den ersten verschoben sind.
Bei der dargestellten Beziehung der Ankerspulen zu der Kommutierungseinrichtung werden die von den Hauptpolen 18 induzierten Spannungen der Spulen 1 und 3 an den Anzapfungspunkten 13 und 14 als Wellenspannung zum Vorschein kommen und gleichzeitig werden die von den Hilfspolen 17 in den Spulen 2 und 4 induzierten, sowie auch die in den Hilfsvorrichtungen (z. B. Wechselstromerzeuger) 13 und 14 erzeugten Spannungen, eventuell unterstützt von Kondensatoren, die Kommutierungsreaktion der Ankerspulen 2 und 4 balancieren. Von diesen drei Kommutierungsbehelfen werden unter Umständen bloss zwei oder auch nur einer genügen, man wird demgemäss die Hilfspole 17 auch ganz entbehren können in Fällen, wo die Hillsmaschine 13, 14 allein oder mit Hilfe der Kondensatoren den Zweck zu erfüllen vermag.
Bei der Arbeitsweise der Maschine nach Fig. 3 wechseln die paarweise gleichachsigen Spulen (1 und 3, 2 und 4 usw.) periodisch ihre Funktion, indem jedes Spulenpaar bald Nutzspannung liefert,, bald den Spannungsausgleich der Stromwendung bewirkt. Das gleiche geschieht auch in der zweiten Phase um eine Viertelperiode früher oder später. Die Nutzspannungen beider Phasen addieren sich zu einer Gleichspannung, wenn man die Anzapfungen der Stromwender hintereinander schaltet, wie durch die strichlierten Linienstücke die Verbindung von 13 bis 20 angedeutet ist und die Enden des vereinigten Stromkreises an die Schleifringe 19 und 20 anschliesst.
Dabei werden alle Ankerwindungen abwechselnd, aber gleichmässig beansprucht und verwertet.
Bei mehrpoligen Maschinen werden die Lamellen eines jeden Stromwenders entsprechend vermehrt und die gleichnamigen Teile der Kommutierung parallel geschaltet. Will man die Spulen- gruppen zur Erzielung höherer Spannung in Reihe schalten, dann muss man die Zahl der Strom- wender und der Hilfsvorrichtungen vermehren und diese Einheiten, die in der Fig. 3 mit 9 bis 16 bezeichnet sind, ebenfalls hintereinander schalten.
Die beschriebene Maschine kann folgerichtig auch als Gleichstrommotor und mit in zwei
Stromkreisen angeordneten Ankerspulen und Stromwendern auch als Einankerumformer benutzt
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einer Charakteristik in eine andere (z. B. konstante Spannung in konstantem Strom oder umgekehrt), auch in der Weise ausführen, dass man das eine der zwei Felder 17 und 18S'durch den primären und das andere durch den sekundären Strom in Reihenschaltung erregt und dadurch jedes Feld als Wendepol des betreffenden Stromkreises benutzt. Jedes Feld wird gleichzeitig auf den anderen Stromkreis induzierend wirken und in diesem die Xutzspannung hervorbringen.
Die Zone der Stromwendung und Stromabnahme wird in einem Stromkreis stets um einen
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und zwar nicht nur in demselben Stromkreise, sondern auch in einem, mit jenem magnetisch verketteten, sekundären Stromkreise. Auf diese Art kann man Wellenspamiungen transformieren und auch ohne Dyna. moanker und Feldmagnete Gteichstrom umformen. Die Eommutierungs- einrichtung für den letzteren Zweck wird an Hand der schematischen Darstellung nach Fig. 4,
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letzteren Stromwendung werden in dem zugehörigen, d. h. in dem anderen Teile der primären Spulen ebenfalls Wellenspannungen entstehen, welche sich zu einer der primären Spannung entgegengerichteten Gleichspannung zusammensetzen.
Weil in beiden Stromkreisen die Spannungen lediglich als Folge der Stromwendung entstehen, werden die Spannungen von der Stromstärke des anderen Stromkreises abhängig sein, wogegen der in den Spulen fliessende Gleichstrom (z. B. primär in den Transformatoren 1. und 3 und gleichzeitig sekundär in den Transformatoren 2 und 4) auf die zugehörigen, in Wendung begriffenen Spulen des anderen Stromkreises, abgesehen von dem Einfluss höherer Eisensättigung, keine Rückwirkung ausübt. Der beschriebene Umformer wird infolge der gegenseitigen Abhängigkeit der Spannungen und Stromstärken voneinander eine gegebene Charakteristik des Gleichstroms in eine andere Charakteristik umwandeln, z. B. konstante Spannung in konstanten Strom oder umgekehrt.
Man wird die rotierenden Teile der Kommutierung beider Phasen und Stromkreise am besten auf einer gemeinsamen Welle anbringen, ebenso auch die zur Stromabnahme dienenden Schleifringe. Als Kommutierungseinrichtung (13 bis 20) für diesen ruhenden Umformer eignet sich die mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene Umformermaschine mit primären und sekundären Polen, indem die ruhenden und rotierenden Teile vertauscht werden.
Auch diesen ruhenden Umformer kann man analog den Mehrpolmaschinen, mit mehreren Transformatorgruppen und mit vermehrter Lamellen-und Bürstenzahl in ParalleIschaltung herstellen und kann die Transformatorspulen zur Erzielung höherer Spannungen auch in Reihe schalten, wenn für jede Teilspannung ein Doppelkollektor, wie 15 und 16 und die Hilfsspulen 13 und 14 vorgesehen werden. Die Zahl der Schleifringe kann, nach durchgeführter innerer Verbindung der Teilspannungen und Phasen, auf zwei für jeden Stromkreis (19 und 20) beschränkt bleiben, soferne nicht für Regelungszwecke auch zwischenliegende Punkte der Stromkreise zugänglich sein sollen.
Die Transformatoren 1 und 3 und 2 und 4 können je einen gemeinsamen Kraftfluss haben, so dass für die Gesamtanordnung in jeder Phase nur zwei Transformatoren mit je zwei primären und zwei sekundären Spulen, oder auch im Ganzen zwei Zweiphasentransformatoren notwendig sind.
PATENT ANSPRÜCHE :