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Gleichstrommaschine.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Gleiehstrommaschine, die die Vorteile der Unipolarmaschine (geringe Euenverluste) und den Hauptvorteil des Drehstrommotors (Kollektorlo @igkeit) mit den Vorteilen der Kollektorgleichstrommaschine verbindet (hohes Anzugsmoment und geringe Bürstenanzahl bei hoher Spannung).
Die Maschine besteht aus einem zylindrischen Rotor 1 (Fig. 1), der innerhalb des hohlzylindrrchen
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Durch die Erregerwicklung 6 entsteht in der Maschine der charakteristische Flux der Unipolarmaschine.
Die Kraftlinien treten von einem Eide des Ankers radial aus, am ändern Eide radial in ihn ein. Die Kraftlinien durchsetzen den Luftspalt aber nicht homogen, sondern gruppenweise, weil der Stator breite Nuten 7 besitzt, welche prakti'ch kraftlinunfrei bleiben.
Der Rotor besitzt drei Windungssysteme, von denen Fig. 2 alle drei und Fig. 3 ein einziges darstellt.
Jedes System (Fig. 3) besteht aus Spulen, die untereinander derart in Serie geschaltet sind, dass alle Spulen einer Hälfte den gleichen Wickelsinn besitzen, wobei der Wicke13inn der einen Hälfte dem der andern Hälfte entgegengesetzt ist. Die drei Spulensysteme jeder Hälfte liegen um ein Drittel Nutenteilung des Stators zueinander verschoben (ähnlich der Dreiphasenwieklung).
Die Rotorwicklungen sind an die Wellell3chleifringe angeschlossen, u. zw. liegt das erste System
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an 11 und 12 (Fig. 6).
Die Spulenweite ist derartig gewählt, dass die beiden zur Welle parallelen Spulenseiten niemals gleichzeitig induziert werden.
Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende : Es sei der Rotor in der durch Fig. 3 und 4 dargestellten Lage, wobei Fig. 4 den Schnitt C-D der Fig. 3 darstellt. Sendet man durch die in Fig. 3 und 4 gezeichnete Motorwicklung einen Gleichstrom in der dargestellten Richtung, so ent3teht in j'der Hälfte des Rotors ein Feld, welches radial gerichtete, gleichnamige Pole besitzt. Ist nun z. B. (Fig. 4) die Polarität der Rotorpole jeder Hälfte die entgegengesetzte der Pole des gegenüberliegenden Statorteiles, so entsteht das in Fig. 4 dargestellte Drehmoment, welches erst aufhört, wenn sich jede Ankerspule einer Statomut gegenüber befindet. Der in den Rotor geschickte Gleichstrom wird in diesem Augenblicke unterbrochen, u. zw. mit Hilfe des Wellenschleifringes.
Auch in die beiden andern Wicklungssy@teme werden derartige, aussetzende Gleichstrome geschickt. Die Fig. 5 zeigt den ganzen zeitlichen Verlauf der drei Speiseströme. Infolge dieser Ströme erhält der Rotor immer von neuem ein Drehmoment, ähnlich dem Drehmoment des Synchronmotordrehfeldes. E entsteht also im Rotor ein Gleichstromdrehfeld, welches sich im Verhältnis zum Rotoreisen dreht und da es vom R. 1Uptfelde festgehalten wird, dem Rotor ein ständiges Drehmoment erteilt.
Die Maschine ist aber so konstruiert, dass sie nicht an eine bestimmte Tourenzahl gebunden ist, da sie die Stromunterbrechung und Wiedereinschaltung selbsttätig erzeugt und nach der erreichten Tourenzahl regelt. Dies erfolgt durch den Wellenschleifring 5. Dieser besteht aus den welligen Ringteilen 8-12, welche gegeneinander isoliert sind. Auf dem WIlenschleifring gleiten vier Bürsten 13, 14, 15 und 16, die derart angeordnet sind, dass bei der Rotation des Gasamtschleifringes die Ströme gemäss Fig. 5 in die Rotorspule fliessen.
Beginnt nun die Maschine zu rotieren, so schalten die Bürsten 13, 14, 15 die an die Schleifringe angeschlossenen Wicklungen I, II und III abwechselnd ein und aus. Selbstverständlich können die
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Wird der dreiphasige Gleichstrom direkt von aussen in den Motor z. B. in eine am Stator befindliche Dreiphasenwicklung (Fig. 7) geleitet und besitzt der Rotor Kurzschlusswindungen (Fig. 7 und 8), so nimmt das entstehende Gleichstromdrehfeld den Rotor mit der vom Wechselstromdrehfeld her bekannten
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gleichstrommaschile, dadurch gekennzeichnet, dass zueinander in der Phase verschobene, unterbrochene Gleichströme in zueinander entsprechend räumlich verschobenen Spulensystemen (I, II, III) ein Feld erzeugen, das sich im Rotoreisen (1) mit eine der Halbwellenzahl und der Spulenzahl pro Phase entsprechenden Winkelgeschwindigkeit dreht und dadurch ein Gleichstromdrehfeld darstellt, das mit untereinander gleichnamigen Statorpolen in Wechselwirkung tritt.