AT99850B - Kollektorloser Einphasen-Wechselstrommotor. - Google Patents

Description

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  Kollektorloser Einphasen-Wechselstrommotor. 



   Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein kollektorloser Einphasen-Wechselstrommotor. 



   Bringt man einen Anker mit geschlossener Wicklung in ein Wechselfeld, so werden in der Wicklung   Wechselströme   hervorgerufen, die um eine zur Richtung des Wechselfeldes parallele Achse symmetrisch verteilt sind.   Die #Stromachse" fällt   also in die Richtung der Feldachse und der Anker wird kein Drehungsbestreben aufweisen. Wird jedoch die Stromachse gegen die Feldachse geneigt, indem z. B. im Anker eine entsprechende Stromverteilung   begünstigt   wird, so kommt ein Drehmoment zustande, wenn die zeitliche Phasenverschiebung zwischen Feld und Strom nicht etwa   900 beträgt,   was sich vermeiden lässt. 



  Bei den Kollektormotoren dieser Art wird die erforderliche Stromverteilung durch in entsprechender Lage auf den Kollektor aufgesetzte   Bürstenbrücken   erzielt. Um den Kollektor zu ersparen, hat man vorgeschlagen, mittels an die Ankerwicklung fest angeschlossener variabler Selbstinduktionen die Stromverteilung nach einer bestimmten Achse zu begünstigen (s. österr.   Patent Nr.   87626). 



   Im Gegensatze zu den erwähnten Anordnungen wird erfindungsgemäss die Stromachse im Anker durch einen diesen speisenden Transformator bestimmt, dessen eine Wicklung   (Primär-oder Sekundärwicklung)   synchron mit dem Motor umläuft. In einem derartigen Apparat werden allerdings nicht nur durch ruhende Transformation, sondern auch durch die Rotation des Sekundärteiles in seinem Feld elektromotorische Kräfte induziert. Der Apparat wird so zugleich zum Generator und entwickelt als solcher ein Gegendrehmoment, das das wirksame Motordrehmoment schwächen oder ganz aufheben kann. Im letzteren Falle ist die Anordnung unbrauchbar, dagegen kann eine mässige Schwächung des Motordrehmomentes angesichts der grossen Vorteile, die sich durch den Wegfall des Kollektors ergeben, in Kauf genommen werden. 



   Die Zeichnung stellt als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen zweipoligen Motor mit Reihenschlusscharakteristik vereinfacht dar. Es bedeutet a den Läufer des Motors, b dessen   Ständerwicklung,     c,     et, den   Primärteil mit der Wicklung e, e'und d den umlaufenden Sekundärteil des Transformators. 



  Dieser ist unmittelbar auf der Motorwelle angeordnet und wird bei der praktischen Ausführung des Motors zweckmässig von dessen Gehäuse mit umfasst. Die   sekundäre     Transformatorwicklung   ist mit der Wicklung des Motorläufers in der weiter unten beschriebenen Weise verbunden. Die Achse des   Transformatorkraftflusses   steht auf der Achse der   Ständerwiddung   b im normalen Betriebe ungefähr elektrisch senkrecht bzw. so weit geneigt, als zur Einhaltung günstigster Betriebsverhältnisse erforderlich ist. Zur Verdeutlichung sind für einen bestimmten Augenblick die Richtungen des Motorständerfeldes F und des   Transformat'orfeldes f, f'durch   Pfeile angedeutet.

   Damit im Apparat dessen Wirkungsweise als Transformator überwiegt, werden   erfindungsgemäss   die in ihm entstehenden Querfelder geschwächt oder praktisch   unterdrückt.. Hiezu   können Mittel an sich bekannter Art, wie geeignet angeordnete Hilfswicklungen verwendet werden. Ein weiteres Mittel zeigt das vorliegende Ausführungsbeispiel. Der 
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 sich, u. zw. in den Polmitten, eisenfreie Lücken befinden. Hiedurch erhält der magnetische Kreis für Querfelder q erhöhten magnetischen Widerstand. Der Sekundärteil d des Transformators ist   ähnlich   wie der Motoranker a ausgeführt und gleichartig bewickelt. Die Wicklungen sind durch gleichmässig verteilte   Anzapfleitungen g   miteinander verbunden.

   Es kommen hiebei geschlossene GleichstromTrommel-oder Ringwicklungen in Betracht ; ausserdem könnten die   Wicklungen   auch aus elektrisch getrennten   Einzelspulen   bestehen, von denen je eine Motor-und eine Transformatorspule zusammengeschaltet sind, so dass die Wicklung in eine Reihe von Schleifen zerfällt, die sowohl den   Motorkraftfluss   als auch den   Transformatorkraftfluss umschlingen.   

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    Würde man den Motor in der gezeichneten Stellung des Transformators einschalten, so bekäme man wegen der anfänglich hohen Phasenverschiebung zwischen Ständerfeld und Läuferstrom kein genügend grosses Anlaufmoment. Diesem Umstand wird durch Verstellbarkeit des Transformatorständers Rechnung getragen ; seine Achse kann also in einen spitzen oder stumpfen Winkel zur Ständerwicklungsachse eingestellt werden, was auch eine Regelung und ein Umsteuern der Drehrichtung sowie die Erzielung günstiger Betriebsbedingungen ermöglicht, die sich mitunter nicht im vorhinein rechnerisch feststellen lassen. 



  Fig. 2 zeigt eine Anordnung des Transformatorständers, bei der die Erhöhung des magnetischen Widerstandes für Querfelder durch Unterteilung des aktiven-Eisens in senkrecht zu dessen Stirnflächen verlaufende Schichten h mit dazwischen liegenden Luftspalten l erreicht ist. 



  Die Schaltung des Motors ist in verschiedener Weise möglich. So können beispielsweise ähnlich   
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 an verschiedene, unabhängig voneinander regelbare Spannungsbereiche eines Spannungsteilers gelegt sein. Der Transformator kann durch parallel geschaltete Ohmsche oder induktive Widerstände geregelt   r und-dadurch atch   die Phasenverschiebung beeinflusst werden. Der Motor arbeitet unter geeigneten
Bedingungen auch als Generator und erlaubt Anwendung der Kurzschlussbremsung und der Nutzbremsung ; hiebei muss aber in den Bremsstromkreis eine Drosselspule eingeschaltet werden um Überbeanspruchungen auszuschliessen. Es lassen sich auch zwei Motoren in Scottscher Schaltung an ein   Drehstromnetz   an- schliessen, wie dies bei Repulsionsmotoren bekannt ist. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :    l. Kollektorloser Einphasen-Wechselstrommotor, dadurch gekennzeichnet,   dass die Stromachse des Ankers (a) durch einen diesen speisenden Transformator (c, d) bestimmt wird, dessen eine Wick- lung (d) mit dem Motor synchron umläuft.

Claims (1)

1. 2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die volle Ausbildung von Querfeldern im Transformator, z. B. durch entsprechende Ausbildung seines magnetischen Kreises oder durch geeignete Anordnung von Hilfswicklungen erschwert oder praktisch gehindert ist.

   3. Ausführungsform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Kreis des Transformators in jeder Polmitte eine eisenfreie Lücke besitzt.

   4. Ausführungsform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Eisen des Trans- formators in senkrecht zu seinen Stirnflächen verlaufende Schichten (h) mit dazwischen liegenden Luft- spalten unterteilt ist, die den Kraftlinienweg des Querfeldes schneiden. (Fig. 2.) 5. Ausführungsform nach Anspruch l bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Trans- formatorkraftflusses zum Regeln, Anlassen, Umsteuern od. dgl. des Motors gegen die Achse der Ständer- wicklung (b) des Motors verstellbar ist.

   6. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärteil (d) des Transformators auf der Motorwelle angeordnet ist.

   7. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferwicklung des Motors und die Sekundärwicklung des Transformators als geschlossene Gleichstromwicklungen aus- gebildet und durch verteilte Anzapfleitungen (g) miteinander verbunden sind.

   8. Ansführungsform nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferwicklung des Motors und die Sekundärwicklung des Transformators aus elektrisch getrennten Einzelspulen bestehen, von denen je eine Motor-und eine Transformatorspule zusammengeschaltet sind. EMI2.2