DE102663C

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Publication number: DE102663C
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PATENTAiM¹ PATENTAiM ¹

Wechselstromtriebmaschine.AC prime mover.

Zur Erklärung der vorliegenden Anordnung möge zunächst die Grundform der gewöhnlichen Einphasentriebmaschine (Fig. 1) betrachtet werden.To explain the present arrangement, let us first consider the basic form of the usual Single-phase prime mover (Fig. 1) can be considered.

M sei der Feldring (Stator) mit einer Erregerspule EE, A der Anker mit vier Spulen z'¹ Z²Wi¹W², welche an den beiden Stirnseiten durch die Kupferringe s¹ s'² geschlossen sind. Ein in der Erregerspule verlaufender Strom erzeugt ein Feld SN und secundäre Ströme in /¹Z²; letztere schliefsen sich über die auf den Stirnseiten des Käfigankers angebrachten Kupferringe, ohne die im Kraftlinienfelde gelegenen, also allein motorisch wirksamen Spulen (oder Leiter) ot¹ wi² zu durchfliefsen. Ein Drehmoment in der Ruhelage ist somit, wie bekannt, nicht vorhanden. Die vorliegende Erfindung verbindet nun die inducirten und motorischen Spulen nicht direct parallel mit einander, sondern legt zwischen dieselben in Zweig- oder Brückenschaltungen Drossel- oder Impedanzspulen so, dafs mindestens zwei Zweige zwischen den inducirten Spulen und den motorischen entstehen, von denen der eine Zweig eine gröfsere Impedanz erhält, wenn seine Impedanzspule gerade unter einem das Feld derselben verstärkenden Eisenstück (Impedanzstück) steht und somit dem Strom grofsen Widerstand entgegensetzt, während der andere Zweig geringere Impedanz besitzt, da seine Drosselspule zu der Zeit nicht unter jenen Impedanzstücken steht und sonach eher den Strom durchläfst. Let M be the field ring (stator) with an excitation coil EE, A be the armature with four coils z ' ¹ Z ² Wi ¹ W ² , which are closed on the two end faces by the copper rings s ¹ s' ² . A current running in the excitation coil generates a field SN and secondary currents in / ¹ Z ² ; the latter are closed by the copper rings attached to the end faces of the cage armature, without flowing through the ^{coils (or conductors) ot 1} wi ^{2 located in the field of force lines, i.e. solely motor-driven coils (or conductors) ot 1 wi 2.} As is known, there is no torque in the rest position. The present invention does not connect the induced and motor coils directly in parallel with one another, but places between them in branch or bridge circuits choke or impedance coils in such a way that at least two branches arise between the induced coils and the motor coils, one branch of which is one A larger impedance is obtained when its impedance coil is just under a piece of iron (impedance piece) that reinforces the field of the same and thus offers greater resistance to the current, while the other branch has a lower impedance, since its choke coil is not under those impedance pieces at the time and therefore rather the one Electricity runs through it.

In Fig. 2 ist beispielsweise eine derartige Anordnung dargestellt.In Fig. 2, for example, such an arrangement is shown.

Ein Anker A mit Spulen i m i¹ m¹ dreht sich innerhalb des Feldringes M; die Spulen E des letzteren erzeugen in i i¹ secundäre Ströme und ein zu demselben senkrecht stehendes Feld, welches bezüglich i i^l motorisch unwirksam ist. Die hinteren Spulenenden des Ankers sind hier unter sich verbunden durch den Kupferring s, die Anfänge dagegen sind an einen besonderen Anker R mit den geschlossen verketteten Drosselspulen η>^λ w¹ n>'^A w⁴ geführt. Einseitig verdreht ist hier in dem ebenfalls mit A gleichzeitig sich drehenden Impedanzanker R ein wie ein Innenpolmagnet angeordnetes festes Eisenstück J angebracht, welches in den jeweils über ihm befindlichen Spulen von R eine gröfsere Impedanz hervorruft, wie in den nebenliegenden. Die Folge ist, dafs der secundäre Strom aus i sich eher über W⁴In¹Si bewegt, als nach m oder i¹ fliefst, desgleichen geht der Strom aus i^l eher nach m nach dem Satze, dafs die Stromstärken sich umgekehrt verhalten wie ' die Impedanz der einzelnen Zweige.An armature A with coils imi ¹ m ¹ rotates within the field ring M; the coils E of the latter generate secondary currents in ii ¹ and a field which is perpendicular to the same and which has no motor ^{effect with respect to ii l.} The rear coil ends of the armature are connected to each other by the copper ring s, the beginnings, however, are led to a special armature R with the chained choke coils η> ^λ w ¹ n>' ^A w ⁴ . Rotated on one side a as a Innenpolmagnet arranged fixed iron piece J is mounted here in the likewise with A simultaneously rotating impedance armature R, which causes a gröfsere impedance in the respectively located above it coils of R, as in addition to lying. The result is, the secondary current DAF from i rather than W ⁴ In ¹ Si moved, as by m or i ¹ fliefst, as are the current from i ^l is rather by m according to the principle that currents DAF inversely behave as' the impedance of each branch.

Damit wird der in i bezw. i¹ inducirte Strom motorisch wirksam in ot¹ bezw. m, den Spulen, die im Felde liegen. Der Anker erhält somit ein kräftiges Drehmoment proportional der Stromstärke und geht mit Belastung an.So that in i respectively. i ¹ induced current motorically effective in ot ¹ resp. m, the coils that lie in the field. The armature thus receives a powerful torque proportional to the current strength and starts with a load.

Eine andere Schaltung zeigt Fig. 3.Another circuit is shown in FIG. 3.

Hier sind die Spulenenden von i i^l unter sich auf der einen Seite durch den Ringleiter s^l Here the coil ends of ii ^{l are} below one another on one side through the ring conductor s ^l

verbunden, die Spulen mm¹ durch s². Es I addiren sich die Ströme von i i^l zuerst und I fliefsen dann erst zusammen durch in ηι^λ, wobei ihre Richtung in m in¹ über den einen I oder anderen Zweig durch die Drosselspulen w bezw. die Stellung von J bestimmt wird.connected, the coils mm ¹ through s ² . I add the currents from ii ^l first and I then flow together through in ηι ^λ , their direction in m in ¹ via the one I or the other branch through the choke coils w respectively. the position of J is determined.

Letztere Anordnung führt zur Trommelschaltung Fig. 4.The latter arrangement leads to the drum circuit in FIG. 4.

Hier stellen die Spulen i i¹ eine Trommelwickelung dar, ebenso die Spulen mm¹; die Anfänge sind durch die Drosselspulen w verknüpft. Die Wirkung ist die beschriebene.Here the coils ii ^{1 represent} a drum winding, as do the coils mm ¹ ; the beginnings are linked by the choke coils w. The effect is as described.

Verbindet man an der Kreuzungsstelle c die Leiter, dann erhält man den Fall Fig. 2. In der Anordnung Fig. 5 sind die sämmtlichen Ankerspulen hinter einander geschlossen verkettet geschaltet, sowohl die zur Zeit iiiducirten wie die motorischen. Zwischen je zwei Spulen liegt eine Abzweigung nach den Drosselspulen w¹ w² n>³ jvⁱ auf R, deren Enden, unter sich verbunden, hier am Eisenkörper von R angeschlossen sind.If the conductors are connected at the crossing point c , the case of Fig. 2 is obtained. In the arrangement of Fig. 5, all of the armature coils are connected in a closed chain one behind the other, both those currently involved and the motorized ones. Between every two coils there is a branch to the choke coils w ¹ w ² n> ³ jv ⁱ on R, the ends of which, interconnected, are connected here to the iron body of R.

In der gezeichneten Stellung geht der Strom von i nicht nach jp^l, sondern nach m, JP^, R, w⁴, i; der Strom von i^l nur nach w-, R, w⁴,In the position shown, the current does not go from i to jp ^l , but to m, JP ^, R, w ⁴ , i; the current from i ^l only to w-, R, w ⁴ ,

Aehnlich wie in Fig. 3 wirkt die Anordnung Fig. 6 mehr wie ein Stromwender. Die Spulen / und m sind doppelt, kreuzweise durch die Drosselspulen 1, 2. 3, 4 verbunden und die bezüglichen Impedanzstücke beispielsweise bei der zweipoligen Bauart so angeordnet, dafs sie im ersten Quadranten die Spulen 2, 4, im zweiten die Spulen 1, 3, im dritten bezw. vierten dieselben Spulen wie im ersten bezw. zweiten beeinflussen. In der gezeichneten Stellung fliefst der gröfste Theil des Stromes nur über i, 3, in. 1; nach einer Vierteldrehung, wo wz inducirt und i motorisch ist, fliefst der Strom von m über 2, i, 4, so dafs die gleiche Richtung in der im Magnetfelde gelegenen Spule beibehalten ist, wie mit Hülfe eines Stromwenders. Similar to FIG. 3, the arrangement in FIG. 6 acts more like a commutator. The coils / and m are double, cross-connected by the choke coils 1, 2, 3, 4 and the related impedance pieces, for example in the two-pole design, are arranged in such a way that they have the coils 2, 4 in the first quadrant and the coils 1, 3 in the second , in the third resp. fourth the same coils as in the first respectively. second affect. In the position shown, the greater part of the current flows only over i, 3, in. 1; after a quarter turn, where wz is induced and i is motorized, the current flows from m through 2, i, 4, so that the same direction is maintained in the coil located in the magnetic field, as with the aid of a commutator.

Die angeführten Schaltungen und Figuren sind nur Beispiele aus einer grofsen Zahl von Anordnungen nach dem gekennzeichneten Princip, und sind verschiedene Abänderungen denkbar. Zunächst kann der Magnet bei stillstehendem Anker umlaufen, dann drehen sich die Impedanzstücke J mit dem Magneten.The circuits and figures given are only examples from a large number of arrangements according to the principle indicated, and various modifications are conceivable. First, the magnet can rotate when the armature is stationary, then the impedance pieces J rotate with the magnet.

Die in den Figuren auf der einen Stirnseite ausgeführten Brückenschaltungen können auch doppelt bezw. mehrfach auf anderen Seiten des Ankers an Stelle der directen Verbindung durch s angeordnet sein.The bridge circuits executed in the figures on one end face can also be doubly or. be arranged several times on other sides of the anchor in place of the direct connection through s .

Die Drosselspulen können als Ring- oder Trommelwickelung gleichsinnig oder entgegengesetzt ausgeführt und geschaltet werden; sie können aufsen oder innen gewickelt sein und in Nuthen oder Bohrungen des Eisenkernes von R liegen. R kann als Flachring, Cylinderring oder Trommel gebaut werden. Die Impedanzstücke können dementsprechend von verschiedenen Seiten auf die Drosselspulen einwirken.The choke coils can be designed and switched as ring or drum winding in the same direction or in opposite directions; they can be wound on the outside or inside and lie in grooves or holes in the iron core of R. R can be built as a flat ring, cylinder ring or drum. The impedance pieces can accordingly act on the choke coils from different sides.

Die Drosselspulen können selbst auf dem Hauptanker passend untergebracht sein. Die ImpedanzstUcke können getrennt von einander sein oder magnetisch leitend zusammenhängen, z. B. wie ein Zahnrad mit der Polzahl entsprechenden Zähnen. Letztere bezw. die zwischen ihnen gelegenen Lücken oder Nuthen können mit in sich schliefsbaren tertiären Spulen bewickelt sein. Schliefslich lä'fst sich auch ein geschlossener Eisenkörper J mit tertiären Spulen t (Fig. 7) als Impedanzstück verwenden. Zum Zwecke der Aenderung der Drehrichtung sind die Impedanzstücke verstellbar zu machen, z. B. bei zweipoligen Maschinen um 90°. Bei mehrpoligen Maschinen kann man, wie es sich leicht ergiebt, der Polzahl entsprechende getrennte Gruppen von Ankern und Drosselspulen anwenden oder sie: unter sich schalten, z. B. alle in einer gewissen Stellung inducirten Spulen parallel oder in Reihe, und desgleichen die Drosselspulen und dann erst die Brückenschaltung machen. Man braucht schliefslich nur einen Doppelpolsector mit Drosselspulen zu versehen oder mit Impedanzstücken. Auch kann man nur einzelne Spulen oder Leiter mit der Brückenschaltung versehen, die übrigen, wie gewöhnlich, unter sich verbinden. Statt zwei Spulengruppen i m kann man noch mehr (n) verwenden und entsprechende mehrfache Drosselspulen, auch mehrfache Impedanzstücke anordnen.The choke coils can themselves be suitably accommodated on the main armature. The impedance pieces can be separate from one another or connected in a magnetically conductive manner, e.g. B. like a gear with the number of poles corresponding teeth. The latter respectively. the gaps or grooves between them can be wound with closable tertiary coils. Finally, a closed iron body J with tertiary coils t (FIG. 7) can also be used as an impedance piece. For the purpose of changing the direction of rotation, the impedance pieces must be made adjustable, e.g. B. with two-pole machines by 90 °. In multi-pole machines, as it is easy to see, separate groups of armatures and reactors corresponding to the number of poles can be used, or they: switch between themselves, e.g. B. all coils induced in a certain position in parallel or in series, and likewise the choke coils and only then make the bridge circuit. After all, you only need to equip a double-pole sector with choke coils or with impedance pieces. You can also only provide individual coils or conductors with the bridge circuit, the others, as usual, connect among themselves. Instead of two coil groups can be even more (n) use and corresponding multiple reactors, also order multiple impedance pieces.

Die Drosselspulen können gleichzeitig als Anlafswiderstand dienen und ganz oder theilweise nach Erreichung des vollen Laufes ausgeschaltet oder kurzgeschlossen werden; ebenso könnten dann die Impedanzstücke z. B. durch Entfernen unwirksam gemacht werden. Im übrigen können besondere Anlafswiderstände, wie üblich, benutzt werden. 'The choke coils can serve at the same time as a starting resistor and in whole or in part be switched off or short-circuited after reaching full speed; as well could then the impedance pieces z. B. can be made ineffective by removing. in the Otherwise, special starting resistors can be used as usual. '

Claims

Patent claims: \

i. AC drive machine with torque in the rest position, characterized in -dafs the induced and the motor-driven conductors or coils on the flat anchor are not directly parallel to one another, but (at least on one end face) with the interposition of choke coils are connected with each other, in which the latter alternately partly greater impedance due to the influence of iron pieces of impedance standing in their vicinity, sometimes lower is achieved by leaving them out, so that the current of the induced armature coils for the most part via the choke coils

lower impedance to the related motor coils and in certain Direction to flow is forced and the inductors of greater impedance only let through little electricity.

AC prime mover according to claim i, wherein in place of the gaps the impedance pieces iron cores provided with closed tertiary coils are arranged (according to FIG. 7, for example).

1 sheet of drawings.