CH413996A - Elektrische Maschine - Google Patents

Description

  Elektrische Maschine    Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine elek  trische Maschine mit mehreren     Stator-    und     Rotorwick-          lungen    verschiedener Polzahl, wobei die induzierten  Wicklungen gleichzeitig mit verschiedenen Frequenzen  arbeiten, während die     Induktorwicklungen    mit Gleich  strom erregt werden, wobei aber diese Maschine ein  einziges     Flussleitersystern.    aufweist.  



  Solche elektrische Maschinen sind bekannt, weisen  jedoch den Nachteil auf, dass wegen der     Flussver-          kettung    der überlagerten     Dreafelder    der induzierten       Statorwicklungen    die Rotor- oder     Induktorflüsse    mit  .starken Streufeldern behaftet sind. Diese Streuflüsse  können dadurch reduziert werden, dass die wirksa  men     Induktorfeldstromleiter    verschiedener Polzahl  mit     entgegengerichtetem    Erregerstrom in verschiedene  Nuten, beziehungsweise Pollücken gelegt werden. Sol  che Mittel werden jedoch beim Erfindungsgegenstand  als bekannt vorausgesetzt.  



  Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine solche  elektrische Maschine zu schaffen, welche die Effekte  durch Trennung der Flüsse verschiedener Polzahlen  durch Anordnung der     Induktorfeldwicklungsstromlei-          ter    verschiedener Polzahl mit entgegengesetztem Er  regerstrom in verschiedenen Wicklungsräumen noch  übertreffen.  



  Dies geschieht dadurch, dass in Pollücken zwischen  Polen eines     niedrigerpoligen        Induktorteiles    mit we  nigstens einem Pol versehene     Hilfsflussleiter    angeord  net sind, deren magnetische Rückschlüsse unabhän  <B>gig</B> vom induzierten Teil und von, dem     niedrigerpoli-          gen        Induktorteil    sind und dass diese     Hilfsflussleiter     induktiv nur mit einer     höherpoligen        generatorischen     Wicklung verkettet sind.  



  Beiliegende Zeichnungen stellen den Erfindungs  gegenstand in verschiedenen Ausführungsformen, teils  schematisch, dar:         Fig.   <B>1</B> ist ein Längsschnitt nach Linie<B>1-1</B> der     Fig.    2  einer ersten Ausführungsform der Maschine.  



       Fig.    2 ist ein Querschnitt nach Linie     II-II    der       Fig.   <B>1</B> durch den Rotor der Maschine.  



       Fig.   <B>3</B> ist eine schematische Darstellung der     in          Fig.   <B>1</B> illustrierten Maschine.  



       Fig.    4 ist ein     Querschm-itt    durch den Rotor einer  zweiten Ausführungsform der Maschine.  



       Fig.   <B>5</B> ist ein     Axialschnitt    des Rotors nach Linie       V-V    der     Fig.    4.  



       Fig.   <B>6</B> ist eine Sicht des Rotors der     Fig.    4 in Rich  tung des Pfeiles<B>A.</B>  



       Fig.   <B>7</B> ist ein     Teilschnitt    nach Linie     VII-VII    der       Fig.   <B>5.</B>  



       Fig.   <B>8</B> bis<B>11</B> sind Querschnitte verschiedener Aus  führungsformen, des Rotors.  



  Die erste Ausführungsform der Maschine nach       Fig.   <B>1</B> bis<B>3</B> weist einen     Stater    auf, der aus einem  Gehäuse 2 besteht, welches mit zwei, Lagern<B>3</B> für eine  Welle 4 versehen ist und ein Blechpaket<B>5</B> trägt, in  dessen Nuten einerseits eine     ni#ederpolige    motorische  Wicklung<B>6</B> und andererseits eine     höh#erpolige        gene-          ratorische    Wicklung<B>7</B> gelegt sind. Diese Wicklungen  <B>6</B> und<B>7</B> sind aber gegenseitig elektrisch getrennt.  



  Die Welle 4 trägt einen     Rotorkörper,    der aus  einem Blechpaket<B>8</B>     und    in Lücken<B>10</B> frei liegenden  Polen<B>9</B> besteht und in dessen Lücken<B>10</B> einerseits  eine motorische Feldwicklung 12 und andererseits in  den Nuten<B>15</B> eine     generatorische    Feldwicklung<B>11</B>       (Fig.    2) gelegt sind. In dieser Ausführungsform weist  das Blechpaket<B>8</B> sechs Pole<B>13</B> auf.  



  Der     Rotorkörper    ist achtpolig, das Blechpaket<B>8</B>  aber weist nur sechs Pole<B>13</B> auf, da zwei Pole, die  diametral entgegengesetzt sind und ein Paar bilden  würden, ausgeschnitten sind, so dass dieses Blech  paket<B>8</B> vier Nuten<B>15</B> und zwei Lücken;<B>10</B> aufweist.

    In diesen Lücken<B>10</B> sind zwei     Hilfsflussleiter    29,ein-      gesetzt, die<B>je</B> mit einem freiliegenden Pol<B>9</B> versehen  sind.     Die    Enden jedes Flussleiters<B>29</B> verjüngen sich  in der Dicke     (Fig.   <B>1)</B> und erweitern sich in der Breite       (Fig.   <B>6).</B> Diese Enden sind starr auf zwei Scheiben<B>16,</B>       die        aus        mag        gnetischem        Material        hergestellt        sind,        auf-          gesetzt,

      und jede Scheibe<B>16</B> ist auf der Welle 4 fest  aufgezogen. Diese Ausführungsform der     Hilfsfluss-          leiter   <B>29</B> ist vorteilhaft, weil dadurch weniger Wickel  raum versperrt wird.  



  Auf der Welle 4 sind noch zwei Ringspulen<B>17</B>  aufgezogen. Diese Spulen liegen zwischen den     Rotor-          spulenköpfen    und den Scheiben<B>16</B> und erregen einen  Fluss in beiden freiliegenden Polen<B>9,</B> die gleichnamig  sind. Dieser Erregerfluss fliesst aus der Welle 4 über  beide Scheiben<B>16</B> zu<B>je</B> zur Hälfte über die freien  Pole<B>9,</B> verlässt diese und tritt über den Luftspalt<B>18</B>  in das     Statoreisen   <B>5</B> ein. Vom     Stator   <B>5</B> fliesst dieser  Drehfluss über die     generatorischen    Pole<B>13</B> zum     Rotor-          oder        Induktorkern   <B>8</B> und dann zur Welle 4 zurück.

    In     Fig.    2 ist die Polarität der Pole ersichtlich und im  achtpoligen Teil mit n und s bezeichnet. Hingegen  ist der zweipolige motorische Fluss rechts und links  bezüglich der Polarität mit<B>N</B> und<B>S</B> bezeichnet.  



  Somit weist dieser Induktor einen Eisenkern auf,  der motorisch zweipolig und     generatorisch    achtpolig  ist. Die Feldwicklung 12 erregt den zweipoligen mo  torischen Fluss, während die Feldwicklung<B>11</B> den     acht-          poligen        generatorischen    Fluss in den ausgeprägten  Polen des Eisenkörpers<B>8</B> erregt.  



  Die Feldwicklung<B>11</B> moduliert somit den Fluss  in den Schenkelpolen<B>13,</B> der als Drehfluss teilweise  vom motorischen Drehfeld und teilweise von der     In-          duktorwicklung    12 erregt wird und durch die Welle  4 fliesst.  



  Die dargestellte Maschine weist noch einen Erre  ger auf, dessen     Statoreisenkern   <B>19</B> in einer Verlänge  rung 20 des Gehäuses<B>9</B> angebracht ist und dessen       Rotoreisenkern    21 auf der Welle 4 festsitzt. Der     Sta-          torkörper   <B>19</B> weist Nuten auf, in welchen eine Wick  lung 22 liegt. In den Nuten des     Rotorkörpers    liegt  eine Wicklung<B>23,</B> die ein- oder     mehrph#asig    sein kann  und die über Gleichrichter 24<B>-</B> die auf den Flügeln  <B>25</B> eines auf der Welle 4 befestigten Ventilators fest  angebracht sind<B>-</B> die Feldwicklungen<B>10, 11</B> und<B>17</B>  des     Rotorkörpers   <B>8, 9, 16</B> erregt.  



  Diese Gleichrichter bestehen vorzugsweise aus Si  lizium- oder     Germaniumdioden,    die in beliebiger  Schaltungsart arbeiten können.  



  Die Wirkungsweise der beschriebenen Maschine  ist die folgende:  Wird die beispielsweise zweipolige     Statorwicklung     <B>6</B> an ein Drehstromnetz der     Landesversorgung    geschal  tet, so läuft der Induktor<B>8</B> asynchron an und will  das     Statordrehfeld    einholen. Dieser asynchrone Lauf  wird dadurch ermöglicht, dass in den     Induktorpollük-          ken    über den Wicklungen<B>11</B> und 12 nicht darge  stellte metallene     Verschlusskeile    angebracht sind, die  auf den beiden Stirnseiten des Rotors<B>8</B> mit an sich  bekannten     Kurzschlussringen    zu einem Anlaufkäfig  vereinigt sind.

   Nach dem Anlauf wird die Wechsel-    oder     Drehstromstatorwicklung    22 der Erregermaschi  ne<B>19</B> an das Drehstromnetz geschaltet. Das Feld der       Erregerstatorwicklung    22 induziert die     Erregerrotor-          wicklu#ng   <B>23,</B> deren Spannung über die Gleichrichter  den Erregerstrom in den     Rotorwicklungen   <B>11,</B> 12 und  <B>17</B> treibt. Dadurch bildet sich in der     zweipoligen    mo  torischen     Feldwicklung    12 ein kräftiges Gleichstrom  feld aus, welches den Rotor in den     Synchronismus     zieht.

   Die Wicklungen<B>11</B> und<B>17</B> modulieren den  zweipoligen     Drehfluss    der     Statorwicklung   <B>6</B> und der       Rotorwicklung    12, so dass ein achtpoliger Drehfluss  auf dem Rücken des motorischen Grundflusses reitet  und auch mit<B>3000</B> Umdrehungen pro Minute umläuft,  wodurch die achtpolige     Statorwicklung   <B>7</B> induziert  wird. Dadurch entsteht in dieser     Statorwicklung   <B>7</B> die  induzierte Spannung, welche die Betriebsströme in  den Belastungskreisen mit 200 Perioden pro Sekunde  treibt.  



       Diese        Erreg        gerrnaschine        kann        beispielsweise        auch     mit mehreren Wechsel- oder     Drehfeldem    verschiede  ner Polzahl arbeiten. Dies geschieht derart, das     bei-          spielisweise    die     Rotorwicklung   <B>23</B> des Erregerrotors  21 aus zwei elektrisch getrennten Wicklungen be  steht, von denen die eine vierpolig und die andere  sechspolig ist.

   Die vierpolige arbeitet auf einer     Gleich-          richtergruppe    und der Gleichstrom derselben erregt  die motorische Feldwicklung 12 des Leistungsrotors.  Die sechspolige     Erregerrotorwickl-ung    hingegen ar  beitet auf einer anderen     Gleichrichtergruppe    und de  ren Gleichstrom erregt die     generatorische    Feldwick  lung<B>11</B> und<B>17</B>     d'es    Leistungsrotors. Die     Erregerstator-          wicklung    22 besteht dann ebenfalls aus einer     vierpo-          ligen    und einer sechspoligen Wicklung.

   Jede dieser  Wicklungen kann dann unabhängig von der anderen  reguliert werden, wodurch über die ihr gleichpoligen       Rotorwickl,ung    jeweilen auch die von dieser gespeiste       Leistungsrotorwicklung    in     bezug    auf ihre aktive<B>Feld-</B>  stärke reagiert. Dadurch können die induzierten Span  nungen verschiedener Frequenzen in den     Statorwick-          lungen   <B>7</B> und<B>6</B> unabhängig voneinander beliebig re  guliert werden.

   Die somit zu regulierende Leistung in  den     ErregerstatorwickIungen    22 ist ausserordentlich  gering im Vergleich zur nutzbaren Leistung in den  Wicklungen<B>7</B> und<B>6</B> des     Stators   <B>5.</B> Die Regulierung  in den Teilwicklungen der     Erregerstatorwicklung    22  kann beispielsweise mit     Transduktoren    unabhängig  voneinander und praktisch verlustlos geschehen. Die       Vormagnetisierung    dieser     Transduktoren    kann vor  teilhaft mit Transistoren gesteuert werden, um Fein  regulierung zu erzielen.  



  Die     Erregerstatorwicklungen    22 können mit Dreh  strom, Einphasen- oder Gleichstrom erregt werden.  Wenn diese Maschine mit den Wicklungen<B>7</B> und  <B>6</B>     generatorisch    arbeiten soll und Wechsel-, bezie  hungsweise Drehströme verschiedener Frequenzen ab  zugeben hat, so dient der freie Wellenzapfen 34 zum  mechanischen Antrieb beispielsweise durch einen Ben  zin- oder Dieselmotor.  



  Bei allen Ausführungsformen dieser Maschine nach  dem Erfindungsgegenstand können auch die Rollen      von     Stator    und Rotor vertauscht werden, indem der  induzierte     Stater    walzenförmig ausgebildet und kon  zentrisch angeordnet ist, während der Induktor als       zylinderföriniges    Gebilde um die Mantelfläche aussen  rotiert.  



  Ferner kann bei allen dargestellten und beschrie  benen Ausführungsformen beispielsweise die indu  zierte höhenfrequente     Statorwicklung    2 einphasig aus  geführt werden, wenn nur Einphasenstrom benötigt  wird. Bei dieser speziellen     Ausführungsforrn    für ein  phasige Belastung sind die Polschuhe des hochpoligen       In#duktorteiles    mit     Dämpferkäfig    oder Polgitter aus  zurüsten. Ist der Luftspalt zwischen Induktor und       Stator    gross genug, so können die Polschuhe auf  der ganzen Polfläche mit Kappen aus Kupfer versehen  werden, die an beiden Stirnseiten mit Kurzschlussrin  gen metallisch verbunden sind.  



  In den     Fig.    4 bis<B>7</B> ist nur der Leistungsrotor eines       Frequ#enzumformers    nach einer zweiten Ausführungs  form dargestellt.  



  Der     Rotorkörper   <B>8,</B> der starr auf der Welle 4  sitzt, ist mit einer zweipoligen Feldwicklung 12 ver  sehen, die in tief im Eisenkern liegenden     bogenförrni-          gen    Nuten<B>26</B> eingelegt ist. Diese     bogenförTnigen    Nu  ten<B>26</B> sind mittels Pollücken,<B>27</B> mit dem äusseren  Umfang des     Rotoreisenkernes    verbunden. In diesen  Pollücken sind die zwei     Hilfsflussleiter   <B>29</B> eingesetzt,  welche<B>je</B> einen Pol<B>9</B> aufweisen und durch die, die  auf der Welle 4 starr angebrachten Scheiben<B>16</B> ge  tragen werden.

   Diese freien Pole<B>9</B> sind von ungleich  namiger Polarität und die Scheiben<B>16</B> weisen die  allgemeine Form eines Kreuzes     (Fig.   <B>7)</B> auf. Die freien  Pole<B>9</B> weisen Enden<B>28</B> auf, die sich in der Dicke  verjüngen     (Fig.   <B>5)</B> und in der Breite erweitern     (Fig.   <B>6).</B>  



  Damit die Welle 4 nicht mehr als Flussleiter wir  ken soll, schliesst sich der Fluss von Pol zu Pol über  zwei Arme jeder Scheibe<B>16,</B> die von der Erregerwick  lung<B>17</B> umschlungen sind     (Fig.   <B>7).</B>  



  Die Wirkungsweise dieser Maschine, deren Wick  lungen 12,<B>11</B> und<B>17</B> mit Gleichstrom erregt werden,  in ähnlicher Weise wie bei der anhand der     Fig.   <B>1</B>  bis<B>3</B> beschriebenen ersten Ausführungsform des     Fre-          quenzumformers,    ist die folgende:  Auch diese Maschine läuft mit dem motorischen       Statordrefifeld    und dem Anlaufkäfig des Rotors, der  aus den nicht dargestellten metallenen     Nutenkeilen     und     Kurzschlussringen    gebildet wird, asynchron hoch.

    Dann wird die Erregermaschine mit der     Statorwick-          lung    22     (Fig.   <B>1)</B> eingeschaltet, wodurch die     Induk-          torerregerwicklung    in Aktion tritt und den Rotor  (Induktor) in den Synchronismus zieht.  



  Da die     Hilfsflussleiter   <B>29</B> in den grossen     Pollük-          ken    des Rotors<B>8</B> ungleichnamige Polarität aufweisen,  die sich aus der Polzahl des     höherpoligen        Induktor-          teiles    ergibt, so fliesst der Erregerfluss nur einachsig  in gleicher Richtung durch die Scheiben<B>16</B> bezie  hungsweise durch<B>je</B> zwei Schenkel derselben.

   Dieser  Fluss e fliesst vom<B>S</B> Pol eines     Hilfsflussleiters   <B>29</B> zu    <B>je</B> über die Tragscheiben<B>16,</B> erregt von den Wick  lungen
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  <B>17,</B> zum     Hilfsflussleiter   <B>N</B> Pol und tritt von  diesem auf den     Statorkörper   <B>5</B>     (Fig.   <B>1)</B> über. Er     fhi*esst     nicht in der Welle 4 in     Längsrichtung,    sondern nur  an zwei Stellen quer über diese. Der Verlauf dieses  Erregerflusses der Pole<B>9</B> an den     Hilfsflussleitern   <B>29</B>  ist durch Pfeile bei     Fig.   <B>5</B> angedeutet.  



  Die Betriebseigenschaften dieser Maschine sind  analog der, wie in der beschriebenen Wirkungsweise  der Maschine des Erfindungsgegenstandes,     Fig.   <B>1</B> bis<B>3.</B>  



       Fig.   <B>8</B> stellt einen Querschnitt durch den Leistungs  rotor der Maschine nach einer weiteren Ausführungs  form dar.  



  Die Welle 4 trägt das Blechpaket<B>8</B> des Induktors  der Maschine, die beispielsweise     zweipollig    -und     acht-          zehnpolig    ausgebildet ist. Die grossen Buchstaben<B>N</B>  und<B>S</B> zeigen die Polarität des     zwäipoligen    motori  schen Flussleiters, wenn die Maschine beispielsweise  als     Frequenzumformer    mit Drehstrom von<B>50</B> Hz  angetrieben wird. Die kleinen Buchstaben n -und s  stellen die Polarität der     Rotorflassleiter   <B>8</B> und<B>9-</B> des       achtzehnpoll,igen        generatorischen    Teiles für 450 Hz  dar.

   Das     Rotorblechpaket   <B>8</B> ist in der Darstellung oben  und unten nur mit vierzehn Polzacken<B>13</B> ausgebil  det, welche die Pole des     höherfrequenten        Induktor-          teiles    zum Teil bilden. Rechts und links im Blechpaket  <B>8</B> sind zwei grosse Pollücken<B>28</B> in denen die zwei  polige Feldwicklung 12 des motorischen Systems liegt.

    In jeder dieser grossen Pollücken<B>33</B> liegt ein     lElfs-          flussleiter   <B>29,</B> der mit zwei freien Polen<B>9</B> (n und     s)     des     höherfrequenten        Induktorteiles    versehen ist, wo  durch die für 450     Ilz    erforderliche Polzahl<B>18</B> erreicht  wird. Diese     Hilfsflussleiter   <B>29</B> sind beispielsweise mit  zwei Polzacken<B>9</B> verschiedener Polarität ausgebildet  und können aus Blechsegmenten oder massivem Ma  terial hergestellt werden.

   Die Befestigung dieser     Hilfs-          flussleiter   <B>29</B> geschieht wie in den oben beschriebenen  Ausführungsformen mittels der Scheiben<B>16,</B> die<B>je-</B>  doch in diesem Falle aus     unmagnetischem    Material  sein müssen. Die Erregerwicklung<B>11</B> der     höherfre-          quenten    Teiles kann in Ein- oder     Zweischichtwick-          lung    ausgeführt werden. Die     Erregerwieldung    12 des  zweipoligen motorischen Flussleiters ist in den gros  sen Pollücken<B>33</B> des Induktors<B>8</B> untergebracht und  die Wickelköpfe liegen beidseitig auf den Stirnflächen.  



  Da die Rückleiter von den Erregerwicklungen<B>11</B>  der freien Pole<B>9</B> auch in den grossen Pollücken<B>33</B>  liegen können' ist darauf zu achten, dass die Strom  richtung derselben     mt    der     Strornrichtung    der Wicklung  12 konform ist. Ferner kann die Feldwicklung<B>11</B> der  freien Pole<B>9</B> als Durchmesserwicklung ausgeführt  werden, indem die eine     Spulenseite    in der Pollücke<B>30</B>  des einen Flussleiters<B>29</B> und die andere     Spulenseite     in der Pollücke<B>30</B> des anderen     Flussleiters   <B>29</B> liegt.

    Der Erregerstrom fliesst dann in der Pollücke des einen       Hilfsflussleiters   <B>29</B> hin und in der anderen Pollücke  des zweiten     Hilfsflussleiters   <B>29</B> zurück.      Solche Umformer können bei grösseren Einheiten  motorisch, beispielsweise auch vier- und     mehrpolig     ausgeführt werden. Beim     vierpolilgen    Induktor be  findet sich dann in jeder der vier grossen Pollücken  <B>33</B> je ein     I-Elfsflussleiter   <B>29</B> mit der Feldwicklung<B>11.</B>  



  Bei Umformern dieser Art für hohe Frequenzen  mit entsprechend kleiner Polzahl des motorischen  Teiles, können auch in den grossen Pollücken des  niederfrequenten     Induktorteiles    mehr als zwei solcher  Polzacken<B>9</B> nebeneinander oder ineinander angeord  net werden. Im letzteren Falle liegt ein kleinerer     U-          förmiger        Hilfsflussleiter    in dem Hohlraum beziehungs  weise in der     Pollücke   <B>30</B> eines grösseren     rinnenförrni-          gen    Flussleiters magnetisch getrennt.

   Es können<B>je-</B>  doch auch noch mehr als zwei solcher     rinnenförmiger          Flussleiter    magnetisch getrennt ineinander angeordnet  werden, wodurch dann die Trennung der nieder- und       höherfrequenten    Erregerflüsse im     Induktorjoch,    be  ziehungsweise im Eisenrücken noch begünstigt wird.  



  In den Pollücken der     höherfrequenten    Pole n und  s sind oberhalb der Feldwicklungen<B>11</B> und 12 nicht  dargestellte metallene     Pollückenverschlusskeile    einge  schoben, die das Heraustreten der Feldwicklungen ver  hindern. Diese metallenen Verschlusskeile können zu  beiden Seiten des Eisenpaketes<B>8</B> mit Metallringen zu  einem     Anlaufkafig    verbunden werden, der zugleich  zum asynchronen motorischen Anlauf dient.

   Es kann  auch nur ein Metallring auf einer Seite dieses Anlauf  käfigs angebracht werden, während auf der anderen       Induktorseite    die diametral liegenden Metallkeile     je-          weilen    durch Stirnverbindungen beim zweipoligen Mo  torsystem paarweise metallisch verbunden werden. Bei  vier- und mehrpoligen Ausführungen sind diese Stirn  verbindungen dem Winkel der Polteilung entsprechend  als Sehnenverbindung auszuführen.  



  Ferner können in den     Potschuhen    n und s in der  Mitte oder auf dem Polbogen verteilt in kleinen Nuten  noch Metallstäbe angebracht werden, die auf den     In-          duktorstirnseiten    mit dem Anlaufkäfig oder separat  metallisch verbunden sind. Diese dienen als     Dämp-          ferkäfig    bei     Beiastungsstössen    und in der Ausführung  als     Polgitter    zur Verhinderung der Verzerrung der       Sin#uskurve    bei     Schieflast.     



       Fig.   <B>9</B>     stellteinen    Induktor einer sechspoligen Ma  schine im     höherfrequenten    Teil im Querschnitt dar,  die im niederfrequenten Teil zweipolig ist. Auf der  Welle 4 ist der motorische Teil<B>8</B> des Blechpaketes  des Induktors befestigt, der jedoch auch aus massi  vem Stahl sein kann. Dieser Induktor<B>8</B> bildet zu  gleich den zweipoligen motorischen Teil mit den Polen  <B>N</B> und<B>S,</B> sowie zwei Pole des sechspoligen Teiles n  und s. In den grossen Pollücken<B>31</B> dieses     Rotorkör-          pers   <B>8</B> befinden sich die     Hilfsflussleiter   <B>29</B> magnetisch  getrennt angeordnet.

   Jeder     Flussleiter   <B>29</B> weist zwei  Polzacken<B>9</B> auf, deren Polarität mit n und s be  zeichnet ist.  



  Die zweipolige Feldwicklung 12 liegt mit ihren  wirksamen Leitern in den grossen Pollücken<B>31</B> zwi  schen dem     Induktorkern   <B>8</B> und den     Flussleitern   <B>29,</B>  deren Verbindungen auf den Stirnseiten des Induktors    liegen. Die     Fel#dwicklungen   <B>11</B> der Polzacken<B>9</B> sind  in den kleinen Pollücken<B>32</B> der Flussleiter<B>29</B> unter  gebracht. Die Rückleiter dieser Wicklung<B>11</B> können  in den grossen Pollücken<B>31</B> zwischen dem     Rotorkern     <B>8</B> und den Flussleitern<B>29</B> liegen.

   In den sechs Pol  lücken zwischen den Polen n und s befinden sich  noch die nicht dargestellten metallenen Verschluss  keile,     dieauf    den Stirnseiten des Induktors, wie nach       Fig.   <B>8</B> beschrieben, verbunden werden können. Ferner  können auch hier in den Polschuhen     Dämpferstäbe     oder Polgitter Verwendung finden.  



  Auch sind bei dieser Ausführungsform die Pol  schuhe<B>9</B> auf den Stirnseiten des Induktors mit     un-          magnetischen    Metallträgern an der Welle 4 befestigt.  



  Diese Maschine zur Umformung der Frequenz im  Verhältnis<B>1:3</B> oder<B>3:1</B> kann auch mit     höhe'ren    Pol  zahlen als<B>2:6</B> ausgeführt werden. Bei der Ausführung  beispielsweise     4:12-polig    ist der     Induktorteil   <B>8</B> kreuz  förmig und mit vier Polen und vier grossen Pollücken       darzwischen    versehen. In diesen vier Pollücken sind  auch vier     Hilfsflussleiter    mit<B>je</B> zwei Polzacken an  geordnet, wodurch die zwölfpolige     höherfrequente    Po  larität n und s entsteht.

   Der kreuzförmige Haupt  kern<B>8</B> mit den Polen<B>N</B> und<B>S</B> bildet den niederfre  quenten Teil des Induktors, und zugleich auch noch  vier Polzacken n und s von den zwölf     höherfrequen-          ten    Polzacken desselben. Bei grösseren Maschinen  kann die Polzahl noch erhöht werden bei analoger  Anordnung der Polform der freien Pole<B>9</B> mit der  Wicklung<B>11</B> desselben.  



       Fig.   <B>10</B> zeigt den Induktor eines Umformers im  Querschnitt mit zweipoligem motorischem und     sech-          zehnpoligern        generatorischem    Teil. Auf der Welle 4  ist der aktive Eisenkörper<B>8</B> aus Blechen befestigt, der  zugleich den zweipoligen motorischen Teil mit den  Polen<B>N</B> und<B>S,</B> sowie beidseitig mit den sechs     Polzak-          ken   <B>13</B> n und s einen Teil des sechzehnpoligen     gene-          ratorischen    Teiles bildet. Ferner sind in den beiden  grossen     Polläcken   <B>33</B> des Eisenkörpers<B>8</B> die beiden  freien Pole<B>9</B> angeordnet.

   Die Feldwicklung 12 erregt  den zweipoligen motorischen     Fluss,    während die Feld  wicklung<B>11</B> den achtpoligen     generatorischen    Fluss in  den Polzacken des Eisenkörpers<B>8</B> erregt. Die Befe  stigung der     Hilfsflussleiter   <B>29,</B> sowie deren Erregung  und Flussführung ist, wie anhand der     Fig.   <B>1</B> bis<B>3</B>  beschrieben, hergestellt.  



  Die Feldwicklung<B>11</B>     modukert    diesen zweipoligen       Drellfluss    in den Polschenkeln des sechzehnpoligen  Systems mit der Polarität n und s. Auch die     Fluss-          iührung    über die Welle 4, die beiden Eisenscheiben  <B>16,</B> die     Hilfsflussleiter   <B>29</B> und der     Rotorkörper   <B>8</B>       antsprechen    der anhand der     Fig.   <B>1</B> beschriebenen Aus  führungsform.  



       Fig.   <B>11</B> veranschaulicht einen Induktor im, Quer  schnitt mit zweipoliger motorischer und     zweiundzwan-          zigpoliger        generatorischer    Wicklung. Im     Rotorkörper     <B>8</B> auf der Welle 4 wird von der     Feldwicklung    12 der  zweipolige     Grundfluss    erregt. In den grossen     Pollük-          ken   <B>33</B> sind die     Hilfsflussleiter   <B>29</B> mit<B>je</B> vier Pol  schenkeln<B>9</B> magnetisch getrennt vom     Rotorkörper   <B>8</B>      angeordnet.

   Die vierzehn Polschenkel n und s des       Rotorkernes   <B>8,</B> sowie die acht Polschenkel n und s  der     Hilfsflussleiter   <B>29</B> werden von der     zweiundzwan-          zigpoligen    Feldwicklung<B>11</B> erregt, beziehungsweise  der zweipolige Grundfluss moduliert. Der nicht dar  gestellte     Stator    hat eine zweipolige     motorische    und  eine     zweiundzwanzigpolige        generatorische        Wicklung.     Dieser Umformer dient zur Umformung von Dreh  strom von<B>50</B> Hz in Drehstrom von<B>550</B> Hz.

   Bei dieser  Ausführung nach     Fig.   <B>11</B> mit anderen Polzahlen, bei  spielsweise mit noch höheren Polzahlen, ergeben -sich  bei gleicher Breite der motorischen Pollücken auch  Polzacken<B>9</B> mit noch höherer     Polschenkelzahl    als  im zeichnerisch dargestellten Beispiel.

   Diese Polzacken  <B>9</B> mit beliebig vielen Polzacken können auch<B>je</B> Pol  lücke in mehrere magnetisch getrennte     Hilfsflusslei-          ter    aufgeteilt werden, so dass sich die     unmagnetischen     Trennfugen     zwschen    den motorischen Hauptpolen<B>N</B>  und<B>S,</B> sowie den Polen<B>9</B> addieren, denn<B>je</B> grösser  die Summe aller Trennfugen ist,<B>je</B> kleiner ist auch       die        Bei        Streuung        Maschinen,

          zwischen        die        den        mit        Polen        freien        N        und        Polen        S        *        versehene          Hilfsflussleiter,    die in den grossen Pollücken.

   des     Ro-          toreisenkörpers    arbeiten und bei denen jeder     Hilfs-          flussleiter    mit mehreren Polzacken versehen ist, die  mehrere Polschenkel des     höherpoligen        Induktorteiles     ersetzen, ist es zweckmässig, dass die Feldwicklung  dieser     Hilfsflussleiter    unabhängig von der Erregung  des anderen     höherpoligen        Induktorteiles    geregelt wer  den kann.

   Dadurch kann die Ausnützung von     Strom-          und    Feldbelag des     Stators    jeweilen im Bereich der  grossen Pollücken noch gesteigert werden.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Elektrische Maschine mit mehreren Stator- und Rotorwicklungen verschiedener Polzahl, wobei die induzierten Wicklungen gleichzeitig mit verschiede nen Frequenzen arbeiten, während die Induktorwick- lungen mit Gleichstrom erregt werden, wobei aber die Maschine ein einziges Flitssleitersystem aufweist, da durch gekennzeichnet, dass in Pollücken<B>(10, 27, 31,</B> <B>33)</B> zwischen Polen<B>(13)</B> eines niedrigerpoligen In- duktorteiles mit wenigstens einem Pol versehene Hilfs- flussleiter <B>(29)

   </B> angeordnet sind, deren magnetische Rückschlüsse unabhängig vom induzierten Teil und von dem niedrigerpoligen Induktorteil sind und dass diese Hilfsflussleiter <B>(29)</B> induktiv nur mit einer höher- poligen generatorischen Wicklung<B>(6)</B> verkettet sind. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass diese Hilfsflussleiter <B>(29) je</B> Pol lücke mit nur einem Polschenkel<B>(9)</B> versehen sind, welche einen Pol des höherpoligen Induktorteiles er setzen. 2.

   Maschine nach Patentanspruch und Unteran spruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsfluss- leiter <B>(29)</B> die in<B>je</B> einem Pollückenpaar <B>(10, 27, 31,</B> <B>33)</B> zweier Hauptpole<B>(13)</B> ungleicher Polarität liegen, Pole<B>(9)</B> gleichnamiger Polarität aufweisen. <B>3.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran spruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die I-Elfsfluss- leiter <B>(29),</B> die in<B>je</B> einem Pollückenpaar <B>(10, 27, 31,</B> <B>33)</B> zweier Hauptpole<B>(13)</B> ungleicher Polarität liegen, Pole<B>(9)</B> ungleichnamiger Polarität aufweisen.

   .4. Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass jeder in einer Pollücke <B>(10, 27,</B> <B>31, 33)</B> liegende Hilfsflussleiter <B>(29)</B> mehrere Polzak- ken <B>(9)</B> aufweist, die eine gleiche Anzahl Polschenkel <B>(13)</B> des höherpoligen Induktorteiles ersetzen.

   <B>5.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran- sprächen <B>1</B> bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Pollücke<B>(10, 27, 31, 33)</B> zwischen zwei Haupt polen<B>(13)</B> des niederpoligen# Induktorteffes, minde stens zwei, solche HilfsflIussleiter <B>(29)</B> mit mehreren Polschenkeln<B>(9)</B> des höherpoligen. Induktorteiles an geordnet sind, wobei zwischen den vom selben Hilfs- flussleiter <B>(29)</B> getragenen Polschenkeln<B>(9),</B> sich auch Pollücken<B>(30)

   </B> befind#an. <B>6.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran- sprächen <B>1</B> bis<B>3,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden<B>(28)</B> jedes Hilfsflussleiters <B>(29)</B> zu beiden S#eiten des Induktorkörpers mit auf der Welle fest angebrachten ferromagnetischen Platten<B>(16)</B> fest verbundene sind, die auch zugleich als Flussleiter des magnetischen<B>.</B> Rückschlusses der Hilfsflussleiter <B>(29)</B> dienen.

   <B>7.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran- sprächen <B>1</B> bis<B>3</B> und<B>6,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsflussleiter <B>(29)</B> in zwei benachbarten Pol lücken<B>(10, 27, 31, 33)</B> gleichnamiger Polarität von ringförmigen Feldspulen<B>(17),</B> welche die Welle (4) umschlingen, erregt werden.

   <B>8.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran- sprächen <B>1</B> und<B>3,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsflussleiter <B>(29)</B> in zwei benachbarten Pollücken <B>(10, 27, 31, 33)</B> ungleichnarmiger Polarität von<B>Feld-</B> spulen<B>(17)</B> erregt werden, welche Schenkel von auf der Welle (4) fest angebrachten ferromagnetischen Platten<B>(16)</B> umschlingen, wobei diese Platten<B>(16)</B> die Enden<B>(28)</B> der Hilfsflussleiter <B>(29)</B> tragen.

   <B>9.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran- sprächen 4 und<B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, d'ass die Hilfsflussleiter <B>(29)</B> mit mehreren Polschenkeln<B>(9)</B> des höherfrequenten Induktorteiles von den Strom leitern erregt werden, die in Pollücken<B>(30)</B> dieser Hilfsflussleiter zwischen deren Polschenkel<B>(9)</B> liegen.

   <B>10.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran- sprächen <B>1</B> bis<B>9,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Polschenkel des höherfrequenten Induktorteiles mit Dämpferkäfigen ausgerüstet sind.

   <B>11.</B> Maschine n-ach Patentanspruch und Unteran- sprächen <B>1</B> bis<B>9,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Polschenkel des höherfrequenten Induktorteiles mit Polgitter versehen sind, die von zwei Kurzschlussrin- gen beidseitig des Rotors verbunden werden. 12.

   Maschine nach Patentanspruch und Unteran- sprächen <B>1</B> bis<B>9,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Polschenkel, des höherfrequenten Induktorteiles mit Kupferplatten auf den Polflächen versehen sind, die von zwei. Kurzschlussringen beidseitig des Rotors ver- bund,en sind.

   <B>13.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran sprüchen<B>1</B> bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Erregermaschine mit Statorkörper und Rotor- körper aufweist, die mit mehreren Statorwicklüngen und mehreren Rotorwicklungen versehen ist, die elek trisch getrennt angeordnet sind und mit verschiedener Polzahl ausgeführt, mit überlagerten Feldern ar beiten, derart, dass mit den Erregerwicklungen mit der einen Polzahl die motorische Feldwicklung des Leistungsrotors erregt wird, während mit der Erregerwicklung mit der andern Polzahl die genera- torische Feldwicklung erregt wird,

   so dass die Ma schine motorisch und generatorisch unabhängig von einander geregelt werden kann. 14. Maschine nach Patentanspruch und Unteran sprüchen<B>1</B> bis<B>13,</B> dadurch gekcnnzeichnet, dass die Rollen von Stator und Rotor vertauscht sind, derge stalt, dass der Stator walzenförmig ausgebildet und konzentrisch angeordnet ist, während der Rotor als zylinderförmiges Gebilde um die Mantelfläche des Stators aussen rotiert.

   <B>15.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran sprüchen<B>1</B> bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine am Wellenzapfen (34) angeordnet ist und generatorisch arbeitet, so dass von den induzierten Statorwicklungen <B>(6</B> und<B>7)</B> Wechsel- beziehungs weise Drehströme verschiedener Frequenzen abge nommen werden können.

   <B>16.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 4 und<B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsflussleiter <B>(29),</B> die in, den Pollücken<B>(10, 27, 31,</B> <B>33)</B> liegen, mit mehreren Polzacken<B>(9)</B> versehen sind, welche eine gleiche Anzahl Polschenkel<B>(13)</B> des hö- herpoligen Induktors ersetzen, und dadurch, dass die Enden<B>(28)</B> dieser Hilfsflussleiter mittels Trägern aus unmagnetischein Material an dem Rotorkörper (4) neutral befestigt sind,

   so dass kein magnetischer Rück- schlusspfad mit dem niederpoligen Induktorteil be steht. <B>17.</B> Maschine nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 4,<B>5</B> und<B>16,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Erregung der Hilfsflussleiter <B>(29),</B> die in den Pol lücken<B>(10, 27, 31, 33)</B> liegen, mit mehreren Pol zacken<B>(9)</B> versehen sind, die eine gleiche Anzahl Polschenkel<B>(13)</B> des höherpoligen Induktors ersetzen, unabhängig von der Erregung des anderen höherpo- ligen Induktorteil-es geregelt werden kann.