DE1218048B - DC machine with laminated Wendefeld bridges - Google Patents

DC machine with laminated Wendefeld bridges

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Publication number
DE1218048B
DE1218048B DES75207A DES0075207A DE1218048B DE 1218048 B DE1218048 B DE 1218048B DE S75207 A DES75207 A DE S75207A DE S0075207 A DES0075207 A DE S0075207A DE 1218048 B DE1218048 B DE 1218048B
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DE
Germany
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reversing
bridges
laminated
main
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DES75207A
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German (de)
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Dipl-Ing Dr Techn Gerhar Calvi
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/40DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits

Description

Gleichstrommaschine mit lamellierten Wendefeldbrücken Gleichstrommaschinen, vor allem Reihenschlußmaschinen, werden häufig unter Bedingungen betrieben, die zu starken und raschen Änderungen der Belastung führen, unter ähnlichen Bedingungen arbeitet auch der mit Mischstrom gespeiste Bahnmotor. Die Änderung des Erregerfeldes induziert in den Ankerwindungen eine transformatorische EMK. Da die Bürsten der Gleichstrommaschine jeweils einige Ankerwindungen kurzschheßen, treibt diese transforinatorische EMK einen Kurzschlußstrom durch die Bürsten. Diese werden dadurch zusätzlich belastet und damit ihre Lebensdauer verringert. Um die Bürstenbelastung zu begrenzen, ist es zweckmäßig, die Größe der Wechselkomponente des Hauptpolflusses herabzusetzen. Zu diesem Zweck kann man die dämpfende Wirkung der in den massiven Teilen des Ständereisens hervorgerufenen Wirbelströnie benutzen; man kann aber auch besondere Kurzschlußringe anwenden, die das Erregerfeld um-,eben. Auch ist es möglich, die Wechselkomponente durch einen zur Erregerwickluno, parallelgeschalteten ohmschen Widerstand (Glättungswiderstand) zu vermindern.DC machine with laminated helical field bridges DC machines, especially inline machines, are often operated under conditions that lead to strong and rapid changes in load under similar conditions the rail motor fed with mixed current also works. The change in the excitation field induces a transformer emf in the anchor windings. Since the brushes of the The DC machine short-shoots a few anchor windings each time, drives this transformer EMF a short circuit current through the brushes. This places an additional burden on them and thus their service life is reduced. To limit the brush load is it is expedient to reduce the size of the alternating component of the main pole flux. For this purpose one can use the damping effect of the in the massive parts of the stand iron use evoked eddy currants; but you can also use special short-circuit rings apply that surround the excitation field, just. It is also possible to use the interchangeable component by an ohmic resistor connected in parallel to the exciter winding (smoothing resistor) to diminish.

Im Gegensatz zum Hauptpolfeld ist es für den Wendepolfluß der Gleichstrommaschine erwünscht, daß dieser möglichst genau der Kurvenform des Stromes entspricht, da diese Proportionalität die Voraussetzung für einen funkenfreien Betrieb der Gleichstrommaschine ist. Es empfiehlt sich deshalb, dafür zu sorgen, daß im Weg des Wendepolflusses möglichst keine Wirbelströme entstehen. Um dies zu erreichen, ist es bekannt, den Wendepolfluß über ein völlig vom massiven Ständerrücken getrenntes, mit den Wendepolen verbundenes, lamelliertes Joch zu leiten oder nur lamellierte Wendefeldbrücken vorzusehen, die den Wendepolfluß am massiven Ständerrücken vorbeileiten. Diese Wendefeldbrücken können als ein auf dem massiven Ständerrücken aufgesetzter lamellierter Ring ausgeführt sein oder als Stege, die an die Bleche der Pole angestanzt und durch Luftspalte vom Ständerrücken getrennt sind. Bei diesen bekannten Bauformen fließt jedoch infolge der magnetischen Parallelschaltung des massiven Ständerrückens und der lamellierten Wendefeldbrücken auch ein Teil des Hauptpolflusses über die Wendefeldbrücken. Um unerwünschte Sättigungserscheinungen zu vermeiden, muß daher der Querschnitt der Wendefeldbrücken größer bemessen werden als für den Wendepolfluß allein. Der Motor wird dadurch schwerer und teuerer, sein Außendurchmesser größer. Ferner wird die eingangs beschriebene erwünschte Dämpfung der Wechselkomponente des Hauptpolfeldes dadurch herabgesetzt, daß ein Teil des Hauptpolflusses über lamelliertes Eisen fließt, Es ist zwar bekannt, in den Wendefeldbrücken Luftspalte vorzusehen, die durch ihren zusätzlichen magnetischen Widerstand eine Minderung des über die Wendefeldbräcken tretenden Hauptflußanteiles bedingen; jedoch mindern diese Luftspalte in unerwünschter Weise ebenso den Wendepolfluß.In contrast to the main pole field, it is desirable for the reversing pole flux of the DC machine that this corresponds as precisely as possible to the curve shape of the current, since this proportionality is the prerequisite for spark-free operation of the DC machine. It is therefore advisable to ensure that as far as possible no eddy currents arise in the path of the reversing pole flux. In order to achieve this, it is known to direct the reversing pole flux via a laminated yoke which is completely separated from the solid stator back and connected to the reversing poles, or to provide only lamellar reversing field bridges which bypass the reversing pole flux on the solid stator back. These turning field bridges can be designed as a laminated ring placed on the solid stator back or as webs that are punched onto the metal sheets of the poles and separated from the stator back by air gaps. In these known designs, however, as a result of the magnetic parallel connection of the solid stator back and the laminated helical field bridges, part of the main pole flux also flows over the helical field bridges. In order to avoid undesirable saturation phenomena, the cross-section of the helical field bridges must therefore be made larger than for the reversal pole flux alone. This makes the engine heavier and more expensive and its outer diameter larger. Furthermore, the initially described desired attenuation of the alternating component of the main pole field is reduced by the fact that part of the main pole flux flows over laminated iron ; however, these air gaps also undesirably reduce the reversing pole flux.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Verbesserung der bekannten Gleichstrommaschine mit einem starken Schwankungen unterliegenden Erregerfeld und mit einem massiven Ständerrücken, der mit, gegebenenfalls lamellierten, Hauptpolen versehen ist, sowie mit lamellierten Wendepolen und längs des Ständerumfanges zwischen jedem Haupt-und Wendepol angeordneten, lamellierten Wendefeldbrücken, bei der die Wendepole und Wendefeldbrücken durch Luftspalte vom Ständerrücken getrennt sind und der für den Wendepolfluß vorgesehene Weg einen für den Hauptpolfluß großen magnetischen Widerstand in Form zusätzlicher Luftspalte enthält.The present invention is concerned with improving the known DC machine with an excitation field subject to strong fluctuations and with a massive back of the stand, with the main poles, possibly laminated is provided, as well as with laminated reversible poles and along the stator circumference between laminated helical field bridges arranged at each main and reversing pole, in which the Reversing poles and reversing field bridges are separated from the back of the stator by air gaps and the path provided for the reversing pole flux is a large magnetic path for the main pole flux Contains resistance in the form of additional air gaps.

Gemäß der Erfindung sind die Wendefeldbrücken elektromagnetisch gut leitend mit den Hauptpolen verbunden und die Wendepolkerne weisen einen sich über ihre ganze Länge erstreckenden, in radialer Richtung verlaufenden Luftspalt auf. Die elektromagnetisch gut leitende Verbindung der Wendefeldbrücken mit den Hauptpolen ist an sich bekannt. Sie ermöglicht die Führung des Wendepolflusses im Stator ohne größere magnetische Spannungsabfälle. Durch den bezeichneten radialen Luftspalt der Wendepole enthält der für den Wendepolfluß vorgesehene Weg jedoch einen nur für den Hauptpolfluß wirkenden großen magnetischen Widerstand. Dieser bewirkt, daß der Hauptpolfluß praktisch ungeteilt über den massiven Ständer der Maschine geleitet wird, so daß eine möglichst gute Wirbelstromdämpfung der Wechselkomponente des Hauptpolflusses erzielt wird. Ferner braucht der Querschnitt der Wendefeldbrücke nur für die Größe des Wendepolflusses bemessen zu sein. Dadurch wird ein erheblicher Raumgewinn gegenüber den bekannten Gleichstrommaschinen erzielt. Da jedoch insbesondere bei Bahnmotoren der für den Motor zur Verfügung stehende Raum äußerst beengt ist, ergibt ein Raumgewinn einen wesentlichen technischen Vorteil.According to the invention, the helical field bridges are electromagnetically good Conductively connected to the main poles and the reversing pole cores point one over to the other their entire length extending in the radial direction air gap. The electromagnetically good conductive connection of the helical field bridges with the main poles is known per se. It enables the reversible pole flux to be guided in the stator without larger magnetic voltage drops. Through the designated radial air gap however, the path provided for the reversing pole only contains one of the reversing poles large magnetic reluctance acting for the main pole flux. This causes the main pole flux is practically undivided over the massive stator of the machine so that the best possible eddy current damping the interchangeable component of the main pole flux is achieved. Furthermore, the cross-section of the Wendefeld bridge needs to be dimensioned only for the magnitude of the polar flux. This becomes a significant one Gained space compared to the known DC machines. But there in particular In the case of rail engines, the space available for the engine is extremely narrow, a gain in space results in a significant technical advantage.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Figur zeigt einen Schnitt durch den Ständer einer Gleichstrommaschine, der aus einem Ring 11 aus massivem Eisen besteht, auf dem die aus lamellierten Blechen aufgebauten Hauptpole 12 aufgesetzt sind. Zur Erleichterung der Montage der Haupterregerwicklung 13 ist der Hauptpolkern 14 in bekannter Weise geteilt. Die Wendefeldbrücken 15 sind als seitliche Stege am Hauptpolkem 14 angestanzt. Zwischen dem massiven Ring 11 des Ständers und den Wendefeldbrücken 15 liegt der Luftspalt 16. Der Wendepolkern 17 ist auf den Wendefeldbrücken 15 aufgesetzt. Zur besseren Abstützung des Wendepolkernes 17 kann der Luftspalt 16 durch eingelegte unmagnetische, gegebenenfalls elektrisch gut leitende Abstandsstücke 18, die von den Wendefeldbrücken 15 isoliert sind, damit kein Kurzschluß der lamellierten Bleche eintritt, ganz oder teilweise ausgefüllt sein. Der Wendepolkern 17 ist durch den radialen Luftspalt 19 geteilt, der auch durch unmagnetisches, gegebenenfalls elektrisch gut leitendes Material ausgefüllt und auch zur genauen Zentrierung der Wendepole verwendet werden kann. Dieser Luftspalt 19 bildet einen großen magnetischen Widerstand, der den gestrichelt eingezeichneten Wendepolfluß nicht behindert, aber das Fließen von Teilen des Hauptpolflusses über die Wendefeldbrücken weitgehend unterdrückt.In the following the invention will be explained with reference to the embodiment shown in the figure. The figure shows a section through the stator of a direct current machine, which consists of a ring 11 made of solid iron, on which the main poles 12 made up of laminated metal sheets are placed. To facilitate the assembly of the main field winding 13 , the main pole core 14 is divided in a known manner. The turning field bridges 15 are punched as lateral webs on the main pole 14. The air gap 16 lies between the solid ring 11 of the stator and the reversing field bridges 15. The reversing pole core 17 is placed on the reversing field bridges 15 . For better support of the reversible pole core 17 , the air gap 16 can be completely or partially filled by inserted non-magnetic, possibly electrically highly conductive spacers 18, which are isolated from the reversing field bridges 15 so that no short circuit of the laminated sheets occurs. The reversible pole core 17 is divided by the radial air gap 19 , which can also be filled with non-magnetic, possibly electrically highly conductive material and can also be used for precise centering of the reversible poles. This air gap 19 forms a large magnetic resistance which does not hinder the reversing pole flux shown in dashed lines, but largely suppresses the flow of parts of the main pole flux over the helical field bridges.

Claims (1)

Patentanspruch: Gleichstrommaschine mit einem starken, Schwankungen unterliegenden Erregerfeld und mit einem massiven Ständerrücken, der mit, gegebenenfalls lamellierten, Hauptpolen versehen ist, sowie mit lamellierten Wendepolen und längs des Ständerumfangs zwischen jedem Haupt- und Wendepol angeordneten, lameRierten Wendefeldbrücken, bei der die Wendepole und die Wendefeldbrücken durch Luftspalte vom Ständerrücken getrennt sind und der für den Wendepolfluß vorgesehene Weg einen für den Hauptpolfluß großen magnetischen Widerstand in Form zusätzlicher Luftspalte enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendefeldbrücken elektromagnetisch gut leitend mit den Hauptpolen verbunden sind und daß die Wendepolkerne einen sich über ihre ganze Länge erstreckenden, in radialer Richtung verlaufenden Luftspalt aufweisen. In Betracht gezogene. Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 166 780, 289 420, 967 597; USA.-Patentschrift Nr. 2 475 535. Claim: DC machine with a strong, fluctuating excitation field and a massive stator back, which is provided with, if necessary laminated, main poles, as well as laminated reversing poles and laminated reversing field bridges arranged along the stator circumference between each main and reversing pole, in which the reversing poles and the turning field bridges are separated from the stator back by air gaps and the path provided for the turning pole flux contains a large magnetic resistance for the main pole flux in the form of additional air gaps, characterized in that the turning field bridges are connected to the main poles with good electromagnetic conductivity and that the reversing pole cores are connected via their have the entire length extending in the radial direction air gap. Considered. Publications: German Patent Nos. 166 780, 289 420, 967 597; U.S. Patent No. 2,475,535.
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GB988891A (en) 1965-04-14
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