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Mehrphasige Wechselstrom- Kollektormascmne.
Die Erfindung bezieht sich auf mehrphasige Wechselstrom-Kollektormaschimn derjenigen Art, bei welchen die Isolationsbreite zwischen zwei benachbarten Lamellen gleich oder grösser als die Bürstenbreite gemacht wird und sämtliche Bürsten nie gleichzeitig auf Isolation zu liegen kommen, so dass der Armaturstrom bei irgendwelcher Stellung des Kollektors unter keinen Umständen vollkommen unterbrochen ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem Polpaar der Maschine mehr als zwei, an Teilwicklungen (1 r-6 r) eines mehrphasigen Wechselstromtransformators angeschlossene Bürsten (1-6) entsprechen, wobei diese Bürsten auf dem Kollektor so verteilt sind, dass immer mindestens zwei Bürsten auf Lamellen zu liegen kommen.
(Fig. 1.)
Die beiliegende Zeichnung stellt beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar.
In Fig. 1 ist R der Rotor einer Wechselstrom-Kollektormaschine und S ihr Stator ; die Statorwicklung ist durch ls, 2s,... 6s bezeichnet ; T ist ein Drehfeldtransformator. Seine Primärwicklung
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ist in Stern geschaltet und über die Statorwicklung ls, 2s,... 6s mit den Bürsten verbunden. Dabei ist die Lamellenisolation gleich der Bürstenbreite. Im Moment der in Fig. 1 eingezeichneten Bürstenlage sind die Bürsten 2, 4, 6 ausgeschaltet, während die Bürsten 1, 2,5 eingeschaltet sind. Bei Drehung des Rotors um 1/2 Lamellenteilung werden die Kontakte 1, 3, 5 unterbrochen, während der Kollektor mit den Bürsten 2, 4, 6 verbunden wird.
Auf diese Weise können weder Kurzschlussströme zwischen zwei benachbarten Lamellen noch vollkommene Stromunterbrechung vorkommen.
In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind alle mit grosser Selbstinduktion behafteten äusseren Teile (in vorliegendem Falle die Sekundärwicklung des Transformators und die Statorwicklung) in Vieleck geschaltet, an dessen Knotenpunkte die Bürsten angeschlossen sind ; aus diesem Schema ist leicht ersichtlich, dass unter keinen Umständen ein mit Selbstinduktion behafteter Stromkreis unterbrochen werden kann.
Durch Vieleckschaltung der mit Selbstinduktion behafteten und mit den Bürsten verbundenen äusseren Teile wird eine grosse Erniedrigung der Reaktanzspannung der Kommutationsströme erzielt, wodurch die Funkenbildung am Kollektor bedeutend verkleinert wird.
Die Bürsten, welcher dieselbe Lage gegen Kollektorlamellen einnehmen, z. B. die Bürsten 1, 3, 5
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arten m + n ist, und wenn der Phasenwinkel zwischen ihnen gleich ist, so wird dadurch die gesamte Auflagefläche zwischen den Bürsten und dem Kollektor konstant gehalten. Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist ein Einzelfall dieser allgemeinen Prinzipien.
Alle oben angeführten Ausführungsformen leiden unter dem Übelstand, dass zur Erzielung eines minimalen Kommutierungsstromes eine entsprechende Erhöhung der Phasenzahl erforderlich ist. Im folgenden wird eine Ausführung (Fig. 3) beschrieben, welche ein Minimum der Reaktanz zu erzielen erlaubt, ohne die Anzahl der Phasen ungemessen zu steigern.
Das Wesen dieser Ausführungsform liegt im Vorhandensein von zwei oder mehr voneinander elektrisch unabhängigen Wicklungen auf dem Rotor. Jede Wicklung hat ihren besonderen Kollektor mit zugehörigem, ebenfalls elektrisch unabhängigem Bürstensystem.
Dabei werden die verschiedenen Rotorwicklungen so ausgeführt, dass ihre magnetische Abhängig- keit vom Felde möglichst gleich wird, und dass seine möglichst enge gegenseitige elektromagnetische Beeinflussung zwischen den Leitern, welche die Kommutierungsströme der verschiedenen Bürstensysteme führen, erzielt wird.
Somit wird die Energie der Selbstinduktionsfelder der Kommutierungsströme in ihrem grössten Teile nicht zwischen Kollektor und Bürste frei, sondern wird in bedeutendem Masse infolge gegenseitiger Induktion auf andere Systeme übergeben. Wenn nun die Kommutation in den magnetisch verketteten Systemen Stromänderungen zur Folge hat, die in entgegengesetzter Richtung auf das Feld ihrer gegenseitigen Induktion einwirken, so wird diese Einwirkung eine grosse Erniedrigung der Reaktanzspannung veranlassen und wenn eine genügend enge Verkettung vorhanden ist, so wird die Reaktanzspannung zu einem Minimum geführt.
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