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Repulsionsmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Repulsionsmotor
und bezweckt in erster Linie, bei solchen Motoren mit mehr als zwei Polen eine wesentliche
Vereinfachung hinsichtlich der Bürstenanordnung und der Kommutatorausbildung zu
erbringen.
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Repulsionsmotore werden insbesondere wegen ihres hohen Anzugsmomentes
und wegen der Möglichkeit, die Drehzahl durch Verstellen der Bürsten in einfacher
Weise ändern zu können, angewendet. Dies gilt insbesondere für Repulsionsmotore
nach D6ri. Ein solcher Motor bietet noch den Vorzug, daß seine Drehrichtung sich
leicht ändern läßt. Der Repulsionsmotor nach D6ri besitzt für jedes Polpaar zwei
Bürstenpaare. Das eine Bürstenpaar steht in der Richtung der Achse der Erregerwicklung
still. Die beiden anderen Bürsten können verschoben werden. Dabei sind
je eine feste und eine bewegliche Bürste miteinander verbunden. Zur Drehzahländerung
wird die bewegliche Bürste der stillstehenden Bürste gegenüber genähert oder von
dieser entfernt. Zur Unikehrung der Drehrichtung genügt es, die Verstellrichtung
der verschieblichen Bürste umzukehren. Neben seinen Vorzügen besitzt der D&i-Motor
einige Eigenschaften, die als nachteilig empfunden werden. Insbesondere bei Motoren
niedrigerer Drehzahl, also solchen, die mehr- als zwei Pole besitzen, ist es mißlich,
daß beim Umkehren der Drehrichtung die beweg glichen Bürsten an den feststehenden
Bürsten vorbeigeführt werden müssen. Dies ist nur dadurch zu erreichen, daß die
beweglichen und festen Bürsten, in Motorlängsrichtung gesehen, hintereinander auf
dem Kommutator angeordnet werden. Infolgedessen muß der Kommutator verhältnismäßig
lang bemessen werden. Die hierfür benötigte Kommutatorlänge liegt bei Motoren kleinerer
Leistung weit über der aus elektrischen Gründen notwendigen Länge. Nachteilig wird
auch die verhältnismäßig große Zahl der Bürsten angesehen. Demgegenüber kann beim
Repulsionsmotor nach der Erfindung die Kommutatorlänge wesentlich kürzer gehalten
werden als bisher, und außerdem wird die Bürstenzahl erheblich verringert. Dieser
Vorteil wird dadurch erreicht, daß bei einem Repulsionsmotor mit mehr als zwei Polen
und auf dem Kollektor verschiebbaren Bürstensätzen erfindungsgemäß jedem Polpaar
eine in Richtung der Achse der Erregerwicklung feststehende Bürste und diametral
gegenüberliegend eine mit der feststehenden Bürste leitend verbundene, in Ankerumfangsrichtung
verschiebbare Bürste zugeordnet ist.
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Durch diese Ausbildung kommt bei dem erfindungsgemäßen Repulsionsmotor
gegenüber dem D6ri-Motor für jeden Pol eine Bürste in Fortfall. Auch entfallen Bürstenhalter.
Außerdem brauchen keine Bürsten mehr hintereinander angeordnet zu werden, sie können
viehnehr in gemeinsamer Ebene vorgesehen werden. Infolgedessen kann die Baulänge
des Kommutators wesentlich verkürzt werden. Durch den Fortfall eines Teiles der
bisher benötigten Bürsten wird auch die mechanische Reibung geringer.
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Wie durchgeführte Versuche gezeigt haben, weist der Motor nach der
Erfindung grundsätzlich das gleiche Drehzahl-Drehmoment-Verhalten auf wie ein Repulsionsmotor
bisheriger Bauweise. Die Erfindung läßt sich mit Sicherheit bis zu einer Polpaarzahl
von p = 4 anwenden, da innerhalb des Polpaarzahlbereiches von
p = 2 bis p = 4 ein stabiler und regelungstechnisch einwandfreier
Betrieb möglich ist. Bei Polpaarzahlen, die größer sind als p 91,
liegen noch keine Erfahrungen vor.
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Die Erfindung ist vornehmlich zur Anwendung bei kleineren Maschinen
empfehlenswert, bei welchen durch Fortlassung jeweils einer Bürste bei jedem Pol
keine allzu hohe Stromdichte unter den restlichen Bürsten entsteht und bei welchen
Kommutierungsschwierigkeiten, wie sie bei großen Maschinen auftreten können, nicht
zu besorgen sind.
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Die Ankerwicklung kann in an sich bekannter Weise sowohl als Wellenwicklung
oder als Schleifenwicklung mit Ausgleichsverbindungen ausgeführt werden.
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Die Erfindune, ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, die
ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Dabei zeigt Fig. 1 einen zweipoligen
D6ri-Motor bisheriger Bauart, schematisch, Fig. 2 einen vierpoligen D6ri-Motor bisheriger
Bauart, schematisch,
Fig. 3 einen vierpoligen Repulsionsmotor
gemäß der Erfindung.
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Bei dem D&i-Motor nach Fig. 1 sind dem Anker
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zwei Bürstenpaare zugeordnet. Jedes Bürstenpaar umfaßt eine feststehende
Bürste 2, 3 und eine bewegliche Bürste 4, 5. Die feststehenden Bürsten
2 und 3 liegen in Richtung der Achse A der nicht gezeigten Erregerwicklufig.
Die Bürste 2 ist mit der Bürste 4 durch eine Leitung 6 verbunden. In analoger
Weise ist die Bürste 3 mit der Bürste 5 durch eine Leitung
7 verbunden. Die Bürste 4 kann der Bürste 2 genähert oder von dieser entfernt
werden. Die Bürste 5 kann gegen-.über der mit ihr verbundenen Bürste
3 ebenfalls genähert oder von ihr entfernt werden. Beim gezeichneten Beispiel
sind die Bürsten 4 und 5 von ihren festen Bürsten jeweils um den Winkel a
voneinander entfernt.
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Bei dem Repulsionsmotor nach Fig. 2 handelt es sich um einen vierpoligen
Motor. Die Achsen der Erregerwicklung liegen in Richtung der Pfeile B und
C.
In gleicher Richtung hegen die feststehenden Bürsten 8 und
9 bzw. 10 und 11. Den feststehenden Bürsten sind bewegliche
Bürsten 12, 13 bzw. 14, 15 zugeordnet. Die Bürste 12 ist mit der Bürste
8 über die Leitung 16, die Bürste 9 mit der Bürste
13 über die Leitung 17, die Bürste 10 mit der Bürste 14 über
die Leitung 18 und die Bürste 11 mit der Bürste 15 über die
Leitung 19 verbunden. In der gezeigten Stellung sind die beweglichen Bürsten
12, 13, 14 und 15
gegenüber den zugehörigen feststehenden Bürsten im
Uhrzeigerdrehsinn verstellt worden. Soll die Drehrichtung des Motors umgekehrt werden,
dann müssen die beweglichen Bürsten von ihren zugehörigen festen Bürsten aus im
Gegenuhrzeigerdrehsinn verstellt werden. Sie müssen demzufolge aus ihrer in der
Fig. 2 gezeigten Lage an ihren festen Bürsten vorbeigestellt werden. Daher muß der
Kommutator so lang bemessen werden, daß die festen Bürsten und die zu-
gehörigen
beweglichen Bürsten, in axialer Richtung gesehen, hintereinander auf dem Kommutator
aufliegen können.
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In Fig. 2 sind gestrichelt die Linien D und E eingezeichnet.
Diese Linien deuten schematisch die durch die Wicklung gegebene Kommutatorverbindung
an. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht zwischen der Kommutatorlamelle, auf
der die Bürste8 aufliegt, und der Kommutatorlainelle, die der Bürste 9 zugeordnet
ist, eine leitende Verbindung. Deshalb weisen die Bürsten 8 und
9 gleiches Potential auf. Deswegen kann auf die Bürsten 9 und 12 verzichtet
werden, wenn die Bürste 8 mit der Bürste 13 elektrisch leitend verbunden
wird. Aus dem gleichen Grunde kann auf die Bürsten 10 und 15 verzichtet
werden, wenn die Bürste 11 leitend mit der Bürste 14 verbunden wird. Dann
ergibt sich eine Ausbildung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Bei dieser
sind nur noch zwei feste und zwei bewegliche Bürsten vorhanden. Sie sind mit 20,
21, 22 und 23 bezeichnet. Der festen Bürste 20 ist die bewegliche Bürste
21 zugeordnet, wobei über die Leitung24 eine elektrische Verbindung hergestellt
ist. Die feste Bürste22 ist über die Leitung 25 mit der beweglichen Bürste
23 verbunden.
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Soll der Motor nach Fig. 3 aus der gezeigten Stillstandlage
anlaufen, dann werden die Bürsten 23, 21 beispielsweise in Richtung der Pfeile
F, G verstellt. Die maximale Verstellung in dieser Richtung liegt
unter 901. Soll der Motor in Gegenrichtung umlaufen, dann werden die Bürsten
21 und 23 entgegen der durch die Pfeile F und G angedeuteten Richtung
aus ihrer - in Fig. 3 gezeigten Lage verstellt. Auch hier liegt der
Verstellwinkel unter 900.
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Fig. 3 läßt unschwer erkennen, daß zum Umkehren der Drehrichtung
des Motors die beweglichen Bürsten nicht mehr an irgendwelchen Bürsten vorbeibewegt
werden müssen. Infolgedessen ist es möglich, den Kommutator wesentlich kürzer zu
bemessen, als es bisher notwendig war. Außerdem werden Bürsten gespart, und schließlich
wird die Bürstenverstellvorrichtung wesentlich einfacher als bei dem Motor, wie
er in Fig. 2 veranschaulicht ist. Auch wird die Bürstenreibung insgesamt verringert,
weil weniger Bürsten vorhanden sind.