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Publication number: DE126228C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

JVl 126228 KLASSE 21 ^. JVl 126228 CLASS 21 ^.

In beschränktem Mafse ist eine Aenderung der Umdrehungszahl von Gleichstrommotoren bei gleichbleibender Spannung und eine Aenderung der Spannung von Gleichstromerzeugern bei gleichbleibender Umlaufszahl stets möglich durch passende Regelung der Stärke des Nebenschlufsfeldes. Will man indessen erhebliche Aenderungen der Umdrehungszahl bezw. der Spannung erzielen, so bedarf man zweier getrennter Wicklungen auf dem Anker bezw. eines zweiten Stromwenders, wodurch der Bau der Maschine erheblich verwickelt und vertheuert wird. Die im Nachstehenden beschriebene Ankerwicklung geht von der bekannten Thatsache aus, dafs eine η polig gewickelte Ankerspule in einem 2 ρ η poligen Felde (p — eine beliebige ganze Zahl) derartig inducirt wird, dafs sich die inducirten elektromotorischen Kräfte gegenseitig aufheben.A change in the number of revolutions of direct current motors with constant voltage and a change in the voltage of direct current generators with constant number of revolutions is always possible to a limited extent by suitable regulation of the strength of the secondary loop field. However, if you want to change the number of revolutions considerably. achieve the voltage, you need two separate windings BEZW on the armature. a second commutator, making the construction of the machine considerably more complicated and expensive. The armature winding described below is based on the well-known fact that an armature coil wound with η poles in a 2 ρ η pole field (p - any integer) is induced in such a way that the induced electromotive forces cancel each other out.

Der neue Gleichstromanker wird durch eine zweckmäfsige Combination verschiedenartig gewickelter Ankerspulen hergestellt. Dadurch wird er befähigt, in Feldern verschiedener Polzahlen gut zu laufen; es kann somit in einfachster Weise durch Umschaltung der Polzahl des Feldes eine Regelung der Maschine innerhalb weiter Grenzen erreicht werden.The new direct current armature is wound in different ways through an expedient combination Armature coils manufactured. This enables it to work in fields with different numbers of poles to run well; it can thus be done in the simplest way by switching the number of poles of the field a control of the machine can be achieved within wide limits.

Der weiteren Betrachtung legen wir als besonderen Fall eine Maschine zu Grunde, deren Feld nach Belieben zwei- oder vierpolig geschaltet werden kann. Schaltet man hinter jede Spule des vierpolig gewickelten Ankers noch eine zweipolig gewickelte Spule, so werden diese Spulen im vierpoligen Feld keiner Induction unterliegen. Wird nun das Feld derart umgeschaltet, dafs es nur noch aus einem einzigen magnetischen Stromkreis besteht, so werden jetzt lediglich die zweipolig gewickelten Spulen inducirt, während die vierpolig gewickelten uninducirt bleiben. Da die Windungszahlen der beiden Spulengattungen beliebig und unabhängig von einander gewählt werden können, so hat man es lediglich durch Umschalten der Pole in der Hand, bei Motoren jede gewünschte Aenderung der Geschwindigkeit bei gleichbleibender Spannung, bei Generatoren jede gewünschte Spannungsänderung bei gleichbleibender Umlaufszahl zu erzeugen.As a special case, we base the further consideration on a machine whose Field can be switched with two or four poles as required. If you switch behind each coil of the four-pole wound armature still has a two-pole wound coil, see above these coils will not be subject to induction in a four-pole field. Now the field becomes like this switched so that it consists only of a single magnetic circuit, so Now only the two-pole wound coils are induced, while the four-pole wound ones remain uninduced. Since the number of turns of the two types of coil is arbitrary and can be chosen independently of each other, you just have to go through it Switching of the poles in the hand, with motors every desired change of the speed with constant voltage, with generators every desired voltage change with constant number of revolutions produce.

Damit beim Uebergang von einer Polzahl zur anderen während des Betriebes eine Bürstenverstellung nicht nöthig wird, ist die Wicklung, wie leicht einzurichten, so auszuführen, dafs für eine gewisse Bürstenlage, die dann als die Betriebslage gewählt wird, sowohl die vierpolig als auch die zweipolig gewickelte Kurzschlufsspule in der neutralen Zone liegt.This means that when changing from one number of poles to the other during operation, one Brush adjustment is not necessary, the winding is easy to set up in such a way that that for a certain brush position, which is then chosen as the operating position, both the four-pole as well as the two-pole wound short-circuit coil in the neutral zone lies.

Um ferner zu verhindern, dafs durch die erhöhte Windungszahl des unter Kurzschlufs befindlichen Wicklungstheiles das Feuern der Maschine erhöht wird, ist die Anordnung so getroffen, dafs sich die elektromotorisch inactiven Theile diametral gegenüberstehender Kurzschlufsstromkreise in bifilarer Lage befinden, also selbstinductionslos sind. Hierdurch wird das Feuern gegenüber einem Anker gewöhnlicher Ausführung sogar verringert, da infolge der Vergröfserung des Ohm'schen Widerstandes des Kurzschlufsstromkreises ohneIn order to prevent further that the increased number of turns of the short circuit located winding part the firing of the machine is increased, the arrangement is like this taken so that the electromotive inactive parts diametrically opposite one another Short-circuit circuits are in a bifilar position, i.e. are self-inductionless. Through this the firing is even reduced compared to an anchor of conventional design, because due to the increase in the ohmic resistance of the short circuit without

gleichzeitige Vergröfserung der Selbstinduction der Kurzschlufsstrom kleiner ausfallen mufs.simultaneous increase in self-induction, the short-circuit current must be smaller.

In Fig. ι ist das Schema einer nach vorliegendem Verfahren ausgeführten Maschine angegeben. Vermittelst des Umschalters U findet die Umschaltung des Feldes auf verschiedene Polzahlen statt. Die stark ausgezogenen Linien deuten ein durch Bürste B₁ kurzgeschlossenes Wicklungselement an. Dasselbe besteht ersichtlich in diesem Falle aus der vierpolig gewickelten Spule α b und der zweipolig gewickelten Spule cd, welche mittels des Leiters b c hintereinander geschaltet sind. Sind die Pole so erregt, wie es die nicht eingeklammerten Bezeichnungen angeben, so werden nur die vierpolig gewickelten Spulen inducirt. Dann befindet sich in der gezeichneten Stellung der Bürsten B₁ B₂ B_s B₁ die Kurzschlufsspule ab in der neutralen Zone. Bei Umschaltung des Feldes in dem durch die eingeklammerten Bezeichnungen angegebenen Sinne werden nun die zweipolig gewickelten Spulen inducirt, und nunmehr befindet sich die Kurzschlufsspule c d ebenfalls in der neutralen Zone. Eine Bürstenverstellung ist also nicht nothwendig.In Fig. Ι the scheme of a machine designed according to the present method is given. By means of the switch U , the field is switched to different numbers of poles. The strong lines indicate a winding element short-circuited by brush B _1. The same can be seen in this case from the four-pole wound coil α b and the two-pole wound coil cd, which are connected in series by means of the conductor bc . If the poles are excited as the designations not in brackets indicate, only the four-pole wound coils are induced. Then, in the position shown for the brushes B ₁ B ₂ B _s B _1, the short-circuit coil is in the neutral zone. When switching of the field in the direction indicated by the bracketed designations sense now the two-wound coils are inducirt, and now there is the Kurzschlufsspule cd also in the neutral zone. A brush adjustment is therefore not necessary.

In Fig. 2 sind zwei Spulenkreise besonders angedeutet, welche durch zwei diametral gegenüberliegende Bürsten kurzgeschlossen werden. Die eingezeichneten Pfeile geben die Richtung der Kurzschlufsströme bei vierpoliger Induction an. Die in gleichen Nuthen liegenden zweipolig gewickelten Spulen c d und d d' werden dann von entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossen, verhalten sich also wie eine bifilar gewickelte Spule und sind selbstinductionslos.In Fig. 2, two coil circuits are particularly indicated, which are short-circuited by two diametrically opposed brushes. The arrows shown indicate the direction of the short-circuit currents in the case of four-pole induction. The two-pole wound coils cd and dd ' lying in the same slots are then traversed by currents directed in opposite directions, so they behave like a bifilar wound coil and are self-inductionless.

Claims

Patent Claims:

1. Winding for DC machine armatures, which run in fields with different numbers of poles, characterized in that each winding element consists of alternately or periodically consecutively connected η pole and 2 p η pole coils, for the purpose of a considerable regulation of the number of revolutions with constant voltage in motors , to be able to achieve a considerable regulation of the voltage with a constant number of revolutions in power generators.

2. Execution of the arrangement according to claim i, characterized in that for a certain brush position both the η pole as well as the ipn pole wound short-circuit coils are in the neutral zone, for the purpose of a brush adjustment when transitioning from one number of poles to the other to avoid.

3. Execution of the arrangement according to claim ι and 2, characterized in that that the electromotive inactive parts of diametrically opposite short-circuit circuits are in a bifilar position, for the purpose of canceling the self-induction of these parts and firing on the Prevent brushing.

For this purpose ι sheet of drawings.