Kollektorlose elektrische Maschine Der Anker von Kommutatormaschinen
ist in der Regel mit einer Polygonwicklung versehen, die zwischen je zwei aufeinanderfolgenden
Spulen eine Anzapfung besitzt. Bei den üblichen Kollektormaschinen sind diese Anzapfungen
mit je einer Lamelle des Kollektors verbunden. In der Spule, die mit den durch die
Bürste kurzgeschlossenen Lamellen verbunden ist, wird der Strom in seiner Richtung
umgedreht. Gleichzeitig mit der Stromwendung dreht sich auch das mit der kommutierenden
Spule verkettete Streufeld um und treibt einen Ausgleichstrom durch die über die
Bürste kurzgeschlossenen Lamellen. Dabei wird die in dem kommutierenden Abschnitt
gespeicherte magnetische Energie abgebaut und in anderer Richtung wieder aufgebaut.
Verluste entstehen durch Übergangswiderstände zwischen Bürste und Lamellen und einen
eventuellen Lichtbogen an der ablaufenden Bürstenkante. Bei kollektorlosen Maschinen,
die insbesondere mit gesteuerten Halbleiterelementen ausgestattet sind, ist ein
Umladekreis für die magnetische Energie, die in dem kommutierenden Abschnitt der
Polygonwicklung gespeichert wird, nicht vorhanden. Die in zeitlichem Wechsel mit
der Rotationsfrequenz der Maschine sich ablösenden Ventile verlöschen sehr schnell,
nachdem ein Folgeventil die Stromführung übernommen hat.Brushless electrical machine The armature of commutator machines
is usually provided with a polygon winding between each two consecutive
Coils has a tap. With the usual collector machines these are taps
each connected to one lamella of the collector. In the bobbin that begins with the through the
Brush is connected to short-circuited fins, the current is in its direction
turned around. Simultaneously with the commutation, the commutating one also rotates
Coil chained stray field around and drives an equalizing current through the over the
Brush short-circuited slats. This is the one in the commuting section
stored magnetic energy dissipated and built up again in a different direction.
Losses arise from contact resistance between the brush and the lamellas and one
possible arc on the trailing edge of the brush. With brushless machines,
which are particularly equipped with controlled semiconductor elements is a
Umladekreis for the magnetic energy in the commutating section of the
Polygon winding is saved, does not exist. The alternating with
Valves that come off the machine's rotation frequency go out very quickly,
after a sequence valve has taken over the current flow.
Es ist bekannt, bei Kommutatormaschinen Kondensatoren und/oder Widerstände
zwischen den Anzapfungen der Polygonwicklungen vorzusehen, die es gestatten, im
Bereich der kommutierenden Spule befindliche Energie abzubauen bzw. zum Umschwingen
zu bringen. Weiterhin gehören Anordnungen zum Stand der Technik, bei denen Kondensatoren
und Widerstände bzw. Alleinwiderstände über Sekundärwicklungen an Feld- und Ankerspulen
als Umladekreise angeschlossen sind. Dieser Stand der Technik weist hinsichtlich
der Kommutierung noch gewisse Nachteile auf, und es ist die Aufgabe der Erfindung,
diese zu beseitigen.It is known to use capacitors and / or resistors in commutator machines
to be provided between the taps of the polygon windings, which allow the
To reduce the energy in the area of the commutating coil or to swing around
bring to. Furthermore, arrangements belong to the prior art in which capacitors
and resistors or single resistors via secondary windings on field and armature coils
are connected as transfer circuits. This prior art points to
commutation still has certain disadvantages, and it is the object of the invention
eliminate this.
Die Erfindung bezieht sich auf eine kollektorlose elektrische Maschine
mit einer über gesteuerte Halbleiterelemente gespeisten Polygonwicklung (Arbeitswicklung).
Erfindungsgemäß ist parallel zur Arbeitswicklung im Anker dieser Maschine eine zweite
offene Polygonwicklung untergebracht, deren einzelne Spulen an je eine Reihenschaltung
aus Widerstand und einem mit der Induktivität eines zu kommutierenden Abschnittes
auf die Kommutierungsfrequenz abgestimmten Kondensators angeschlossen sind.The invention relates to a brushless electrical machine
with a polygon winding fed by controlled semiconductor elements (working winding).
According to the invention, a second one is parallel to the working winding in the armature of this machine
housed open polygon winding, the individual coils of which are connected in series
from resistance and one with the inductance of a section to be commutated
are connected to the commutation frequency adjusted capacitor.
Der Vorteil der Erfindung auf Grund der Reihenschaltung aus einem
Widerstand und einem mit der Induktivität des zu kommutierenden Abschnittes auf
die Kommutierungsfrequenz abgestimmten Kondensator besteht darin, daß bereits zum
Zeitpunkt, da die nach Art einer gedämpften Schwingung abklingende Spannung negative
Werte annimmt, eine Unterstützung der Kommutierung gegeben ist.The advantage of the invention due to the series connection of one
Resistance and one with the inductance of the section to be commutated
the commutation frequency matched capacitor is that already to the
Point in time when the voltage, which decays in the manner of a damped oscillation, is negative
Assumes values, a support of the commutation is given.
Der Vorteil eines gedämpften Schwingkreises gegenüber einer reinen
LC-Schaltung liegt darin, daß die Schwingungsamplitude in dem Augenblick, da der
nächste Abschnitt der Polygonwicklung kommutieren soll, auf einen sehr kleinen Wert
abgeklungen ist. Auf diese Weise fließt in den der Kommutierungszone benachbarten
Spulen ein reiner Gleichstrom, dem sich keine Ausgleichströme überlagern. Auch die
Eisenverluste, die durch das Weiterschwingen des ungedämpften LC-Kreises entstehen
würden, lassen sich auf diese Weise verhindern.The advantage of a damped oscillating circuit over a pure one
LC circuit is that the oscillation amplitude at the moment when the
The next section of the polygon winding should commutate to a very small value
has subsided. In this way, flows into the one adjacent to the commutation zone
Coils a pure direct current, on which no equalizing currents are superimposed. Also the
Iron losses caused by the continued oscillation of the undamped LC circuit
can be prevented in this way.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar
eine Polygonwicklung mit sechs Spulengruppen und mit den Anzapfungen 1 bis 6. Parallel
dazu ist in den gleichen Nuten des Ankers eine zweite Polygonwicklung angeordnet.
Ihre Spulen 7 bis 12 sind aber nicht in Reihe geschaltet, sondern jeweils mit einem
Widerstand und einem mit der Induktivität eines zu kommutierenden Wicklungsabschnittes
auf die Kommutierungsfrequenz abgestimmten Kondensator verbunden. Bei der Spule
7 ist der Widerstand mit 13, der Kondensator mit 14 bezeichnet.The drawing shows an embodiment of the invention, namely
a polygon winding with six coil groups and with the taps 1 to 6. Parallel
for this purpose, a second polygonal winding is arranged in the same grooves in the armature.
Your coils 7 to 12 are not connected in series, but each with one
Resistance and one with the inductance of a winding section to be commutated
connected to the commutation frequency tuned capacitor. At the coil
7, the resistor is denoted by 13 and the capacitor is denoted by 14.