CH230570A - Unipolarmaschine. - Google Patents

Description

  Unipolarmaschine.    Bei Unipolarmaschinen für grosse Ströme  macht die Aufhebung der     Rückwirkung    des  Stromes auf das Maschinenfeld Schwierig  keiten. Es ist bereits bei Unipolarmaschinen  bekannt, die Ankerrückwirkung dadurch auf  zuheben, dass man zwei oder mehr hinter  einandergeschaltete Scheibenanker zwischen  den Polen eines festen Magnetgestelles in  entgegengesetzter Richtung umlaufen lässt.  Diese Ausführung lässt jedoch die Anordnung  grösserer Stromabnahmeflächen und -bürsten  praktisch nicht zu und bietet auch sonst kon  struktiv verwickelte Verhältnisse.  



  Die Erfindung ermöglicht eine praktisch  vollständige Aufhebung der Ankerrückwir  kung in der Maschine, macht aber zugleich  auch die Anordnung der notwendigen grossen  Schleifflächen für die Stromabnahme ohne  weiteres möglich. Nach der Erfindung ist  der Träger des magnetischen Flusses der Ma  schine, das sogenannte Magnetgestell, selbst       aus    zwei gegeneinander umlaufenden Teilen    gebildet, von denen jeder mit Stromabnahme  vorrichtungen versehen ist.  



  In der Zeichnung ist die Erfindung an  Hand von Ausführungsbeispielen erläutert.  In Fig. 1 bedeuten 1 und 2 die beiden Teile  des Magnetgestelles, die in entgegengesetzter  Richtung umlaufen. 3 bezw. 4 sind die  Naben beider Läufer, die in die Wellen  stummel 5 bezw. 6 übergehen, welche in den  Lagern 7 bezw. 8 gelagert sind. 9 und 10  sind die Läuferarme, 11 bezw. 12 die Läufer  kränze. Die     Erregerwicklung    der Maschine  ist mit 13     bezeichnet.    Sie ist mit dem einen  Umlaufteil 1 des Magnetgestelles fest verbun  den und läuft mit diesem um. Gespeist wird  sie über die Leitungen 14 und die Schleif  ringe 15.

   Die Abnahme des in der Maschine  erzeugten Stromes erfolgt an den Aussen- und  Innenzylinderflächen der Kranzteile der Läu  fer zu beiden Seiten des Luftspaltes 16, der  .nach einer zur Maschinenachse     konzentri-          sehen        Konusfläche    verläuft. Auf der Aussen-      zylinderfläche der Kränze schleifen die fest  stehenden Bürsten 1 7 und 18, zur Strom  abnahme an der Innenseite der Kränze dienen  mit dem Läufer 1 fest verbundene und mit  umlaufende Teile 19, die Bürsten 20 tragen,  welche auf dem Läufer 2 schleifen. Wie die  eingezeichneten     Induktionspfeile    zeigen, sind  bei dieser Schaltung der Stromabnahmeein  richtung die Läufer hintereinandergeschaltet,  die Ankerrückwirkungen beider Läufer heben  sich gegenseitig auf.

   Dadurch, dass die Er  regerwicklung 13 und die Stromabnahmevor  richtungen an der Innenseite der Läufer     in     dem einen Läufer selbst mitumlaufend an  geordnet sind, entfällt jede Notwendigkeit,  innerhalb der     Maschine    ruhende Teile zum  Tragen der Erregerwicklung und der Strom  abnahmevorrichtungen     vorzusehen.    Nur die  Lager 7 und 8, die Stromabnahmebürsten<B>1,7</B>  und 18 und die Bürsten für die Erregerstrom  zuleitung müssen in diesem Fall feststehend  angeordnet werden. Das Innere der Maschine  besteht dagegen lediglich aus umlaufenden  Teilen, ist daher konstruktiv einfach durch  zubilden und erfordert auch ein     Mindestmass     an Platz und Baustoff.  



  Wie ersichtlich, bietet das beschriebene  Ausführungsbeispiel in einfacher Weise die  Möglichkeit, die Stromabnahme an den zylin  drischen Kranzflächen der umlaufenden Ma  gnetgestellteile selbst vorzusehen, also an den  grössten zur Verfügung stehenden Flächen  am grössten Durchmesser der Maschine über  haupt. Die Abnahme grosser Ströme bietet  hier also keine Schwierigkeit.  



  Die konische Ausbildung des Luftspaltes  hat vor allem den Vorteil, dass sie weniger  Erregeramperewindungen für den Luftspalt  erfordert, weil die Kraftliniendichte in die  sem entsprechend kleiner ist als bei senk  recht zum Kraftfluss liegendem Luftspalt.  Ferner ermöglicht der konisch     geformte    Luft  spalt eine entsprechend vergrösserte Schleif  fläche für die Bürsten 20 an der Läuferinnen  fläche. Dadurch kann an der Innenfläche  eine gleich grosse Bürstenschleiffläche gewon  nen werden wie an der Kranzaussenfläche,  trotzdem der Durchmesser der Innenfläche    kleiner ist.

   Diese Vergrösserung der Schleif  fläche für die Bürsten ?0 ist im wesentlichen  nur bei der     Ausführung    mit einer mit dem  Kranz fest verbundenen Stromabnahmevor  richtung 19 möglich, weil nur in diesem  Fall wegen des Wegfalles der Übergangsver  luste an der festen Verbindung die Kontakt  stelle entsprechend schmal bemessen werden  kann.  



  Wird der Luftspalt nach einem Doppel  konus entsprechend Fig. ? ausgebildet, so  können auch bei Erregeramperewindungen  sparendem     Luftspalt    gleich breite Schleif  flächen an beiden Kränzen innen und aussen  erhalten werden.  



  Eine weitere Ausführungsform der Er  findung zeigt Fig. 3. Ausser durch den achsen  senkrechten Luftspalt 16 unterscheidet sich  dieses     Ausführungsbeispiel    von dem nach  Fig. 1 dadurch, dass hier die Erregerwicklung  13 und die Innenbürsten 19 und 20 ruhend  angeordnet sind. Zum Tragen der zweck  mässig zweiteilig ausgebildeten Erregerwick  lung und der Innenbürsten. dient hier ein  zwischen beiden Läufern liegender, als Dop  pelkonus ausgebildeter Teil 21, der zugleich  die magnetische Brücke zwischen beiden Läu  fern bildet. Getragen wird     dieser    Teil von der  Achse 22, auf der auch beide     Umlaufteile    bei  7 und 8 gelagert sind. Die Stützlager für die  Achse 22 sind mit 23 und 24 bezeichnet.

   Der  Luftspalt 25     zwischen    dem ruhenden Teil 21 ;  und den beiden Läufern 1 und 2 hat Doppel  konusform, wodurch auch in diesem Fall der  Amperewindungsbedarf für den Luftspalt       herabgesetzt        wird.    Beide Innenbürsten stehen  im Raum still und schleifen auf den     zu-          0.ehörigen        Stromabnahmeflächen    der Läufer  1 und 2.  



  U m die     Bürstenübergangsverluste,    die bei  den geringen Spannungen der Maschine be  sonders ins Gewicht fallen, klein zu halten,  können die Schleifflächen der Läufer mit  einem Belag zur     Verbesserung    der Strom  abnahme versehen sein. Zweckmässig kann  zum Beispiel eine     Aufspritzung    oder     Plattie-          rung    von Kupfer, Zink oder dergleichen vor  gesehen werden. Als besonders     vorteilhaft     r.      erweist sich, eine Kohleschleiffläche, die  zum Beispiel in Form eines ungeteilten oder  geteilten Ringes auf die Kranzfläche aufge  bracht wird. Zur Verbesserung der Strom  abnahme können in an sich bekannter Weise  spiralige Nuten auf der Schleiffläche ange  ordnet werden.

      Die Zugänglichkeit der Innenbürsten  wird durch die in den gezeichneten Beispielen  gezeigte Ausführung der Läuferräder mit  Armen und Ausnehmungen zwischen diesen  ermöglicht. Zur Änderung des     Bürstendruk-          kes    der Innenbürsten während des Laufes der  Maschine können erforderlichenfalls geeig  nete mechanische Kraftübertragungsmittel  vorgesehen werden, die beispielsweise durch  die hohl ausgeführte Achse hindurch betätigt  werden. Der Antrieb beider Läufer kann ge  gebenenfalls auch von einer und derselben  Seite erfolgen. Zu diesem Zweck kann der  eine Läufer als die Welle des andern Läu  fers umfassende Hohlwelle ausgebildet sein.  Beide Wellen sind zum Beispiel durch Zahn  räder miteinander so gekuppelt, dass sie in  entgegengesetztem Sinn umlaufen.  



  Es kann permanentmagnetischer Werk  stoff für das Magnetgestell oder für einen  Teil desselben verwendet werden, so dass  unter Umständen eine eigene Erregerwick  lung entfallen kann. Zweckentsprechend lässt  sich eine Fremderregung     anordnen,    die, da  sie mit einer wesentlich höheren     Spannung     gespeist werden kann, als die Unipolar  maschine erzeugt, nur schwache Zuführungs  kabel erfordert. Grundsätzlich ist aber auch  Nebenschlusserregung möglich. Besonders vor  teilhaft lässt sich eine Hauptschluss- bezw.  Kompounderregung anordnen. Diese kann  unmittelbar in die Verbindungsleitung zwi  schen den beiden     Innenbürsten    eingeschaltet  werden.

   Diese Anordnung kann daher auch  dort, wo die     Innenbürsten    und die Erreger  wicklung mit dem einen Läuferteil umlaufen,  ohne weiteres angewendet werden. Unter Um  ständen genügt es hierbei, nur einem Teil der  Bürsten einen lastabhängigen Strom zu ent  nehmen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Unipolarmaschine, besonders für grosse Stromstärken, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger des magnetischen Flusses der Ma schine aus zwei gegeneinander umlaufenden Teilen gebildet ist, von denen jeder mit Stromabnahmevorrichtungen versehen ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Unipolarmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die über Schleif ringe gespeiste Erregerwicklung der Maschine mit dem einen Teil des Magnetgestelles mit umläuft. 2. Unipolarmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromab nahme an den Aussen- und Innenzylinder flächen der gegeneinander umlaufenden Kranzteile des Magnetgestelles erfolgt. 3.

   Unipolarmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenein ander umlaufenden Magnetkränze durch einen nach einer zur Maschinenachse konzen trischen Konusfläche verlaufenden Luftspalt voneinander getrennt sind. 4. Unipolarmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strom abnahmevorrichtung mit dem einen Läufer fest verbunden ist und mit diesem umläuft. 5.

   Unipolarmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erreger wicklung und die an der Innenseite der Magnetgestellkränze liegenden Stromabneh- merbürsten von einem zwischen den beiden Läufern angeordneten ruhenden Teil getra gen werden, der zugleich eine magnetische Brücke zwischen beiden Läuferteilen bildet. 6. Unipolarmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass der ruhende, zwischen den umlaufen den Teilen angeordnete Teil des Magnet gestelles auf einer Tragachse sitzt, auf der auch die beiden Umlaufteile gelagert sind.

   7. Unipolarmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass die Luftspalte zwischen den um laufenden Teilen und dem ruhenden Teil des Magnetkörpers der Maschine nach zur Ma- schinenachse konzentrischen Konusflächen verlaufen. B. Unipolarmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftspalte zwischen den umlaufenden Teilen nach Dop pelkonusflächen verlaufen (Fig. 2). 9. Unipolarmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleif flächen der Läufer mit einem Belag aus die Stromabnahme verbesserndem Baustoff ver sehen sind. 10. Unipolarmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifflächen durch auf die Läufer aufge brachte Kohleringe gebildet sind. 11.

   Unipolarmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Läufer als die Welle des zweiten Läufers umfassende Hohlwelle ausgebildet ist und beide Läufer, von der gleichen Seite der Maschine angetrieben, so gekuppelt sind, dass sie in entgegengesetztem Sinn umlaufen. 12. Unipolarmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass minde stens ein Teil des Magnetgestelles aus per manentmagnetischem Werkstoff besteht. 13. Unipolarmaschine nach Patentan spruch, gekennzeichnet durch eine zwischen die Stromabnahmebürsten an der Innenfläche der Magnetkränze eingeschaltete Haupt- schlusserregung.