CH401231A - Gleichstrommaschine - Google Patents

Description

  Gleichstrommaschine    Die vorliegende     Erfindung        betrifft    eine Gleich  strommaschine, die Haupt- und Wendepole aufweist.  Sie ist dadurch gekennzeichnet,     dass    in     sich        geschlos-          sene        Statorzusatzwindungen        vorgesehen    sind, die je  weils einen     Hauptpol    sowie den in     einer        bevorzugten     Drehrichtung folgenden Wendepol umfassen.  



  In der Zeichnung sind     Ausführungsbeispiele    des  Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt.  



       Fig.    1     veranschaulicht    den     prinzipiellen    Aufbau  einer     erfindungsgemässen    Maschine,       Fig.    2 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise,  und in       Fig.    3 wird eine Abwicklung der Haupt- und  Wendepole schematisch wiedergegeben.  



       Fig.    1     zeigt    die     wesentlichsten        Teile    :eines zwei  poligen Gleichstrommotors. Hierbei sind mit     N1,        S1     der Nord- und     Südhauptpol,    mit<B><I>N.,</I></B>     S2        der        Nord-          und        Südwendepol        bezeichnet.    1 ist das     Ständerjoch,     2 der Anker, dessen Drehrichtung ,der Pfeil n angibt.

    Eine gerade in der     Kommutation        befindliche,        d.    h.  durch nicht dargestellte Bürsten     kurzgeschlossene     Spule hat das. Bezugszeichen 3. Die     Ankerstromrich-          tun:g    wird durch Kreuze und Punkte gekennzeichnet.  Ein Kreuz bedeutet hierbei einen in die Zeichen  ebene eintretenden, ein Punkt einen     hieraus    austre  tenden Strom. Die Wendepole haben     bekanntlich     u. a. die Aufgabe, das     Ankerquerfeld    A aufzuheben.

    Daher folgt beim Motor in Drehrichtung auf einen  Hauptpol gegebener     Polarität    ein Wendepol mit       gleicher    Polarität. Die in, sich kurzgeschlossenen     Sta-          torzusatzwindungen    4     umschliessen        jeweils    einen  Hauptpol und :den in     Drehrichtung    folgenden     Wende-          pol.    4' sind die     Stirnverbindungen    der Zusatzwin  dungen.

   Um eine übersichtliche Darstellung zu -er  möglichen, wurden die Hauptpol- und Wendepol-         wicklungen,    der Kollektor usw. in     Fig.    1 nicht ein  gezeichnet.  



  Zur Erläuterung der Wirkungsweise dient     Fig.    2.       Gleiche    Teile weisen dort dieselben     Bezugszeichen     auf wie in     Fig.    1. Elemente, welche zum     Verständnis     der Funktion     nicht        unmittelbar        :erforderlich.    sind,  wurden fortgelassen. Es sei nun angenommen, dass  der Fluss     01    des Polpaares<B>NI,</B>     S1        plötzlich    abnehme.

    Dann entsteht in den     kurzgeschlossenen        Zusatzwin-          dungen    4 eine     EMK    bzw. .ein Strom mit der .einge  zeichneten     Richtung,    da eine kurzgeschlossene Spule  stets den .mit ihr verketteten: magnetischen     Fluss    kon  stant zu halten     sucht.    Dasselbe gilt auch für     die     kommutierende Windung 3, .deren     durch    die Ände  rung von 01 verursachte     transformatorische        EMK     m     it        E.1,    bezeichnet ist.

   Die Zusatzwindungen 4 er  zeugen im     Wendepolkreis    N2,     S2    einen     Zusatzfluss          OZ,        welcher    in .der Spule 3 eine     EMK    der     Rotation.     EZ zur Folge hat,     die        ET.        entgegengerichtet    ist. Ana  loge Zusammenhänge gelten auch     für    einen     Gleich-          strom-Generator,    bzw. bei :einer plötzlichen Zunahme  des magnetischen Flusses 01.  



  Der Erfindungsgegenstand ermöglicht eine weit  gehende     Unempfindlichkeit    der     Kommutation    gegen  über Schaltvorgängen, bei     welchen    der Erregerstrom  ein- oder     ausgeschaltet    wird. Dies     erfolgt    beispiels  weise dann, wenn.     Schutzschalter    ansprechen oder  Fahrzeugstromabnehmer abspringen.

   Ferner bewährt  sich die Anordnung auch bei periodischen     Fluss-          änderungen,    wie sie in     Maschinen        auftreten,    die aus,  einem     Wechselstromnetz    über     Gleichrichter    gespeist       werden.     



       Im    letzteren Fall     entsteht    eine .dauernde Wärme  entwicklung in den     Zuastzwindungen    4, was u. U.  unerwünscht sein kann. Es ist     dann        zweckmässig,         zumindest einen Teil der Zusatzwindungen in Reihe  zu schalten     und    über einen     ausserhalb    der Maschine  befindlichen Widerstand zu     schliessen.        Fig.    3 zeigt  eine solche Anordnung. Sie gibt die Abwicklung  einer vierpoligen Maschine wieder, wobei die Haupt  pole wiederum durch den Index 1, die Wendepole  durch den Index 2 gekennzeichnet sind.

   Die in Reihe  liegenden Zusatzwindungen 4, deren:     Anzahl    gleich der  Polzahl ist, schliessen. sich über den Widerstand 5.  



  Die     EMK        Ez        (Fig.    2)     kann,die        EMK        Er    nur bei  einer ganz bestimmten Drehzahl vollständig kompen  sieren. Läuft die Maschine mit annähernd konstanter  Geschwindigkeit, so ist die     Zusatzwindung        hierfür    zu  dimensionieren. Liegt hingegen ein grosser Drehzahl  bereich vor, so ist dem Entwurf :eine mittlere Dreh  zahl zugrunde zu legen. Vorzugsweise soll der Wi  derstand     R_1    der     Zusatzwindung    4 zumindest an  nähernd der Beziehung     R,    = 0,8 . a2.     (1/8w)    . D .

         n        .10-s        (.)    genügen, wobei<I>l</I> (cm) die Ankerlänge,       äw.    (cm) den     Wendepolluftspalt,    D (cm)     den    Anker  durchmesser und' n     (sec-')    die Drehzahl bedeuten.  Damit dieser Widerstand auch bei stark veränder  lichen Temperaturen der Zusatzwindungen gleich  gross bleibt, können diese     zweckmässigei@.veise    aus  Widerstandsmaterial mit niedrigem Temperaturkoef  fizienten bestehen.  



  Die Zusatzwindungen 4 gemäss     Fig.    1 haben  nur für die dort angegebene Drehrichtung ihre vor  teilhafte Wirkung. Bei     Drehrichtungsumkehr    tritt  eine     Verschlechterung    des     Stromwenidevorganges    ein.  Um dies zu vermeiden, müssen weitere Zusatzwin  dungen vorgesehen werden, welche dann den Haupt  pol     NI    und den links     benachbarten    Wendepol, sowie  den Hauptpol     S,    und den hierzu in Drehrichtung  folgenden Wendepol umfassen.

   Ausserdem wären       Schalter    in den Zusatzwindungen vorzusehen, die  man je nach der     Drehrichtung    zu     schliessen    bzw. zu       öffnen    hätte.     Falls    die Drehzahl in Gegenrichtung  relativ klein: bleibt oder die     Schaltvorgänge    vorwie  gend in einer bestimmten     Drehrichtung    auftreten,  brauchen die Zusatzwindungen nur für diese vorge  sehen zu werden.

      Schliesslich sei bemerkt, dass die Zusatzwindun  gen dann am günstigsten wirken, wenn nicht nur der  Rotor, sondern auch der magnetische Kreis des     Sta-          tors    der Gleichstrommaschine zumindest teilweise  lamelliert wird und die Zusatzwindungen gegenüber  dem     Statoreisen    isoliert sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gleichstrommaschine, die Haupt- und Wendepole aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in sich ge schlossene Statorzusatzwindungen (4) vorgesehen sind, die jeweils einen Hauptpol (N" S<B>,</B>) sowie den in einer bevorzugten Drehrichtung folgenden Wende- pol (N.> , S.>) umfassen. UNTERANSPRÜCHE 1. Gleichstrommaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zusatz windungen (4) gleich der Polzahl ist.

   2. Gleichstrommaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand R, einer Zusatzwindung (4) zumin dest näherungsweise der Beziehung R, = 0,8 . @ . (1!@@.,.) . D . n . 10-\ (t2) genügt, wobei l (cm) die Ankerlänge, b - (cm) den Wendepolluftspalt, D (cm) den Ankerdurchmesser und n (sec-') die Drehzahl bedeuten. 3.

   Gleichstrommaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzwindungen (4) aus Widerstandsmaterial mit niedrigem Tempe raturkoeffizienten, bestehen. 4. Gleichstrommaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Zusatzwindungen (4) in Reihe geschaltet und über einen ausserhalb der Maschine befindlichen Wider stand (5) geschlossen sind.

   5. Gleichstrommaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass .der Stator der Gleich strommaschine zumindest teilweise lamelliert ist und die Zusatzwindungen (4) gegenüber dem Statoreisen isoliert sind.