Einanker-Ruf- und Signalmaschine. Die Erfindung betrifft eine Einanker- Ruf- und Signalmaschine, die zur Erzeugung der in Telephonanlagen benötigten Ruf- Wechselströme und tonfrequenten Wechsel ströme dient. Gegenüber den ebenfalls be kannten Motor-Dynamo-Aggregaten haben Gleichstrom -Wechselstrom - Einankerumfor mer den Vorteil grösserer Billigkeit.
Es sind Einankerumformer bekannt, bei denen. :der Gleichstromanker mit offenen Nu ten ausgeführt ist, so dass die Zähne zwischen den Nuten zu gleicher Zeit die Pole für die zu erzeugenden tonfrequenten Wechselströme bilden. In den Polschuhen des Stators sind die entsprechenden Wicklungen eingebettet. Dieser Einankerumformer hat den Vorzug grosser Billigkeit und eines hohen Wirkungs grades, dagegen befriedigt er hinsichtlich :der Reinheit der Frequenz der erzeugten Wech selströme nicht ganz. Es treten nämlich in der Wechselstromwicklung, welche die Grundfrequenz von 25 Hz für den.
Rufstrom führt und auf der Gleichstromseite über- lagerte tonfrequente Wechselströme auf, wo durch: störende Brummtongemische auf die Telephone übertragen werden. Diese müssen durch zwischen die Maschine und die Bat terie und gegebenenfalls auch in die Ruf stromleitung eingeschaltete Drosseln unter drückt werden.
Die Ursache dieser Erscheinung liegt in der geringen Zahl von Polen bezw. Anker zähnen. Bei den bekannten Anordnungen werden diese Umformer mit sechs Zähnen ausgeführt, um bei der normalen Drehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute einen tonfrequenten Wechselstrom von 150 Hz zu erzeugen. Bei der Ankerdrehung treten aber infolge der geringen Zähnezahl so grosse magnetische Umsymmetrien auf, dass der Ge- samtkraftfluss im Umformer pulsiert und :da mit in allen Wicklungen ein der Zähnezahl entsprechender Wechselstrom von 150 Hz induziert wird.
Wenn man auch versucht 'hat, diese Erscheinung durch symmetrische Anordnung der Polschuhe des Stators und durch Einfügen von Eisenteilen zwischen den Polschuhen zu vermeiden, so konnte nur eine geringfügige Verbesserung erzielt wer den, und dies nur auf Kosten :der Leistung.
Ein weiterer Nachteil der bekannten ge- ringpoligen Einankerumformer ist ihre schlechte Anlauffähigkeit. Bei :den hier er forderlichen geringen Luftspalten ändert sich das Drehmoment während einer Um drehung derart, dass das Bestreben :des An kers, sieh im Erregerfeld zu richten, häufig zum völligen ,Stillstand führt. Diese Tot punktlagen des Ankers: konnten bisher noch nicht vermieden werden.
Die neue Einanker-Ruf- und Signal maschine gemäss :der Erfindung vermeidet :diese Nachteile :der bekannten Maschinen.
Das Prinzip der Maschine gemäss der Er findung besteht :darin, dass die Pole des: Sta- tors in Unterpole unterteilt sind und dass auf ,dem Rotor neben :der Gleichstrom-Rufstrom wicklung eine weitere Wicklung, deren Tei lung :der Teilung :der Unterpole entspricht, an- gebracht ist, in welcher :die Unterpole :des Stators einen tonfrequenten Wechselstrom erzeugen..
Während bei :der erwähnten, bekannten Einanker-Ruf- und Signalmaschine :die Pole an :den festliegenden Wechselstromwicklun gen vorbeirotieren, rotieren hier :die Wick lungen an den Polen vorbei. Da, :die Pole, welche :die tonfrequenten Wechselströme in duzieren, still stehen und der Anker auf der Oberfläche nur von den schmalen Nuten schlitzen unterbrochen ist, treten keinerlei magnetische Unsymmetrien bei der Anker umdrehung auf. Das. Ankerfeld wird von keinerlei pulsierenden Kraftflüssen durch setzt und es werden keine störenden Wech selströme, weder auf der Gleichstromseite, noch in der Rufstromwicklung, welche die Grundfrequenz von 25 Hz führt, induziert.
In :der Zeichnung sind Ausführungs beispiele :des Erfindungsgegenstandes dar gestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen. Schnitt durch - die Polschuhe :des Stators und :durch :den Rotor senkrecht zur Achse der Maschine, Fig. 2: eine schematische Darstellung der Wicklung für :die Erzeugung einer Summer frequenz von 150 Hz, Fig. 3 eine ,schematische Darstellung der Wicklungen für die Erzeugung zweier Summerfrequenzen von 150 Hz und 450 Hz.
Der Rotor R' trägt auf :der Aussenseite unmittelbar unter :der Ankeroberfläche eine Reihe kleiner Nuten n. In einige dieser Nu ten sind :die Wechselstromwicklungen T4'1 bis W6 gelegt. Innerhalb :dieses Nuten kranzes ist die Reihe :der Nuten N für die Gleichstrom- und Rufstromwicklung an geordnet. Die Enden :dieser Wicklung führen zu einem Kollektor und zu Schleifringen, über welche in bekannter Weise Gleichstrom zugeführt und Wechselstrom von 25 Hz ab genommen wird.
Auf -den Polschuhen PI und PII des Sta- tors sind Einfräsungen angebracht, welche .die Polschuhe in Unterpole pl-p5 untertei len. Diese Unterpole induzieren in den ge genüberliegenden rotierenden Wechselstrom wicklungen Wl-W6 Mittelfrequenzströme von 150 Hz. Der Polschuh PI ist in :drei Unterpole p1, p2, und p3 unterteilt, während der Polschuh PII nur in zwei Unterpole p4 und p5 unterteilt ist.
Diese Unterteilung der Polschuhe verschiedener Polarität in eine un gleiche Anzahl Unterpole ist erforderlich, da mit in jedem Augenblick in :den einzelnen Winklungen Wl-W6 Ströme der gleichen Richtung induziert werden: Die Unterpole p4 und p5 sind in bezug auf .die Wicklung des Rotors. gegenüber den Unterpolen. p1, p2 und p3 um<B>180'</B> elektrisch versetzt.
Der Ab stand zwischen den Unterpolen. p3 und p4 bezw. p5 und p1 verschiedener Polarität ist gleich dem :doppelten Abstand zwischen den Unterpolen p1, p2 und p3 bezw. p4 und p5 gleicher Polarität. Die Unterpole p1 p5, die Abstände der Unterpole gleicher Polarität und die Abstände der Nuten n, in denen die Summerwicklungen W1-ZV6 angeordnet sind, sind gleich. gross. Die Zahl der Spulen W1-W6 der Summerwicklung ist um 1 grösser, als die Zahl der Unterpole pl-p5 der Maschine.
Wird der Rotor im Sinne des Pfeils r in Fig. ? gedreht, dann nimmt .der durch die Pfeile unter den Unterpolen pl-p3 angedeu tete Kraftfluss in den Wicklungsspulen W1 bis W3 ab und es wird in diesen Spulen eine Spannung bestimmter Richtung indu ziert. Gleichzeitig nimmt der durch die Pfeile unter den Unterpolen p4 und p5 an gedeutete Kraftfluss entgegengesetzter Rich tung in .den Spulen W 4 und W5 zu. In die sen Spulen wird daher eine Spannung glei cher Richtung induziert wie in den Spulen Wl-W3.
Die Wicklungen W1-W6 sind mit Schleifringen verbunden, über welche der bei einer Drehung :des Rotors mit 1500! Um drehungen pro Minute erzeugte Wechsel strom von 150 Hz abgenommen wird.
Jeder der Unterpole pl-p5 kann durch eine kleinere Einfräsung nochmals unter teilt sein, wie dies für den Unterpol p1 in Fig. 1 und in Fig. 3 angedeutet ist. In einer dieser Unterteilung entsprechenden Wick lung Wn, deren Spulen in je zwei benach barte Nuten n eingelegt sind, wird dann ein Wechselstrom von 450 Hz erzeugt. Diese weitere Unterteilung der Unterpole ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da auch durch die Kanten der Unterpole pl-p5 in der Wicklung Wir. eine dreifache Harmonische des Wechselstromes von 150, Hz induziert wird. Durch die Zwischeneinfräsungen wird lediglich die Spannung dieses Wechsel stromes von 450 Hz erhöht.
Die gleichmässige Verteilung der Wick lungen Wl-W6 und Wn auf dem Rotor ist für die Reinheit der Frequenz der erzeugten Wechselströme von Bedeutung. Würde man einzelne Wicklungsspulen ausfallen lassen, so würden Schwebungen auftreten, welche die Reinheit der Frequenz stark beeinflussen.