DE1513020C

DE1513020C - Generator zur Erzeugung unipolarer Spannungsimpulse. Ausscheidung aus: 1513018

Info

Publication number: DE1513020C
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Rogatschew, Iwan S., Charkow; Liwschitz, Abram L., Moskau; Pertschik, Lew D., Charkow; (Sowjetunion)
Publication date: 1972-05-10

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Generator zur Polpaarzahl) besteht, die gleichmäßig auf dem Korn-Erzeugung unipolarer Spannungsimpulse zur Speisung mutatorumfang verteilt sind, und daß ein Satz Bürsten von Anlagen zur elektroerosiven Metallbearbeitung aufgesetzt ist, der gleichzeitig nur auf einem Segmentmit einer Erregerwicklung, deren nebeneinander- paar eines Systems aufliegt und während des Kommuliegende Spulen Magnetfelder ungleichnamiger PoIa- 5 tatorumlaufs der Reihe nach mit sämtlichen Strängen rität erzeugen und in axialen Ständernuten liegen, der Ankerwicklung von der Phasenzahl m verbunderen Breite mehr als ¹I₃ der Ständernutteilung aus- den ist.

macht, mit einem Kommutator, an den eine Anker- Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist da-

wicklung angeschlossen ist, sowie Stromabnahme- durch gegeben, daß die Enden der Ankerwicklung von

bürsten. io der Phasenzahl m zu einer Sternschaltung miteinander

Es ist ein Generator zur Erzeugung unipolarer verbunden sind und der Nullpunkt der Sternschaltung Spannungsimpulse bekannt, der eine Erregerwicklung auf einen Schleifring herausgeführt ist, während die trägt, deren nebeneinanderliegende Spulen Magnet- Anfänge der Ankerwicklung von der Phasenzahl m mit felder ungleichnamiger Polarität erzeugen und in jedem zweiten der Kommutatorsegmente verbunden axialen Ständernuten Hegen, deren Breite mehr als 15 sind und die Bürsten in jedem Augenblick nur auf ¹J₃ der Ständernutteilung ausmacht, der mit einem Segmenten einer Phase aufliegen, und daß die Gene-Kommutator versehen ist, an den eine Ankerwicklung ratorbelastüng zwischen den Kommutator- und den angeschlossen ist und der Stromabnahmebürsten auf- Schleifringbürsten angeschlossen ist.
weist. Bei diesem Generator ist die Ankerwicklung in Die Kommutatoren können auch durch Halbleitereinzelne Gruppen unterteilt, deren Wicklungsraum 30 gleichrichter (Selen-, Germanium-, Siliziumgleichrichgleich oder kleiner ist als der zwischen zwei benach- ter u. dgl.) ersetzt sein, die entweder außerhalb des barten Polen befindliche feldlose Raum, so daß ein Generators angeordnet und mit, der Ankerwicklung unterbrochener Gleichstrom relativ hoher Stromstärke über Schleifringe verbunden oder zur besseren Küherzeugt werden kann, da während bestimmter Zeit- lung auf dem Anker der Maschine montiert sind, wobei Intervalle in keiner Windung der Ankerwicklungs- 25 die Spannung über Schleifringe abnehmbar ist.
gruppen eine EMK induziert wird. Der am Kommu- Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Aus-. tator entnehmbare Gleichstrom hat damit zwar Im- führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichpulscharakter, der einzelne Impuls ist aber, als Summe nung näher erläutert,
einer Vielzahl phasenverschobener Impulse im Ver- Es zeigt

hältnis zu den Unterbrechungsintervallen, relativ breit, 30 F i g. 1 eine schematische Darstellung der Abwickso daß der erhaltene unterbrochene Gleichstrom den lung eines erfindungsgemäßen zweiphasigen Gene-Anforderungen an Impulsfolgen zur elektroerosiven rators, \

Metallbearbeitung nicht gerecht wird (österreichische F i g. 2 verschiedene Impulsfolgen mit der zuge-

Patentschrift 68 432). hörigen Kommutatorschaltung.

Die Aufgabe besteht bei einem Generator der ein- 35 Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind im Generatorgangs genannten Art darin, daß er Impulse mit einer ständer 1 axiale Ständernuten ,2 vorgesehen, in die für die elektroerosive Metallbearbeitung optimalen jeweils eine Erregerwicklung in Form von einer ErImpulsfolge und Impulsstärke zu erzeugen gestattet. regerwicklungsspule 3 eingelegt ist. Die Ankerwick-

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge- lung 4 wird von isolierten Leitern gebildet, die in löst, daß jede Erregerwicklungsspule mehrere durch 40 Nuten 5 eingelegt sind. Zur Senkung der Ankerverdie Ständernuten gebildete Ständerpolzähne umfaßt, luste ist der Anker lamelliert ausgeführt,
daß die Ankerwicklung von der Phasenzahl m aus Die in die axialen Ständernuten 2 eingelegten Durchmesserspuleri oder -windungen ausgeführt ist, Erregerwicklungsspulen 3 sind gleichmäßig auf den die in gleichmäßig auf dem Ankerumfang verteilten Ständerumfang verteilt, wobei jede Spule drei Ständer-Nuten, deren Zahl der/w-fachen Zahl der Ständerpol- 45 polzähne umfaßt. Die Spulen sind so geschaltet, daß zähne entspricht, eingelegt sind und von denen jeweils ein Wechselpol-Magnetsystem entsteht und damit in diejenigen, deren induzierte Spannungen phasengleich den Leitern der Ankerwicklung in Abhängigkeit von sind, zu einem gesonderten Strang zusammengeschaltet deren Lage unter dem einen oder dem anderen Pol sind, und daß mindestens ein Kommutator vorgesehen eine EMK entgegengesetzter Polarität induziert wird, ist, dessen Segmente mit den Strangenden verbunden 50 Diejenigen Leiter, in denen in jedem Augenblick gleichsind und der entsprechend der gewünschten Aufein- polige EMKe erzeugt werden, sind zu je einem geanderfolge der Impulse und der Pausen zwischen den sonderten Strang zusammengeschaltet. Die Enden Impulsen Leersegmente aufweist. dieser Stränge sind an Kommutatorsegmente ange-

Auf diese Weise ist ein Höchstmaß an Einflußnahme schlossen, deren Zahl der Polzahl des Magnetsystems auf die Impulsform, deren Folge und deren Frequenz 55 entspricht und die alternierend zu zwei Kommutatorgegeben. Die Form der Impulse spiegelt direkt den systemen I und II vereinigt sind, so daß mit Hilfe von räumlichen Verlauf ^:fdes' Luftspaltfeldes wider, das · entsprechend auf dem Kommutator aufgesetzten durch eine sehr feine Nutung des Ständers und durch Bürsten eine unipolare EMK abgenommen werden geeignete Wahl des Verhältnisses von Nut zu Zahn- kann,
breite stark variiert werden kann. 60 Die in F i g. 1 mit ungeraden Zahlen bezeichneten

Die Parameter der Impulsfolge sind vom Zustand Leiter (vollausgezogene Linien) der Ankerwicklung des Erosionsspalts praktisch unabhängig, wobei die gehören zur einen Phase, die mit geraden Zahlen beLeistungsfähigkeit der Erosionsanlage bei geringem zeichneten Leiter (unterbrochene Linien) zur anderen Verschleiß der Werkzeugelektrode höher liegt als bei Phase. Die Leiter 1 und 7 bilden eine Windung; die bekannten Impulserzeugern, beispielsweise den viel- 65 Leiter 1, 7, 13 und 19 bilden einen Strang, dessen fach verwendeten Kippgeneratoren. Enden dem Kommutatorsystem I angeschlossen sind. • Vorteilhaft trägt der Kommutator m Segment- In der anderen Phase bilden die Leiter 4 und 10 bzw. systeme, deren jedes aus ρ Segmentpaaren (p ist die 16 und 22 je eine Windung. Diese Windungen sind in

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Reihe geschaltet und bilden einen zweiten Strang, dessen Enden am Kommutatorsystem II liegen.

Der einfachste Fall ist der, daß jede Erregerspule nur einen Ständerpolzahn umfaßt und Spulen in sämtliche Ständernuten eingelegt sind. Dann bildet jeder Ständerzahn einen Ständerpol. Die/n-phasige Ankerwicklung soll unverändert bleiben. Umfaßt jede Erregerspule jedoch mehrere Ständerpolzähne, so können auch ausgeprägte Pole vorgesehen sein, deren Oberflächen mit Axialnuteh versehen sind.

Bei einem Ständerpolzahn je Erregerspule und ffi-phasiger Ankerwicklung können zur Herabsetzung der Zähnezahl und Vergrößerung der Zähne sämtliche m Phasen auf ein und denselben Kommutator herausgeführt sein, der 2pm Segmente (p — Anzahl der PoI-päare des Magnetsystems) hat. Diese Segmente sind untereinander elektrisch so verbunden, daß sie m gleichmäßig auf den Kreisumfang verteilte Systeme bilden. Zwischen den Nachbarsegmenten eines Systems sind 2m bis 1 Segmente der anderen Systeme angeordnet. Auf den Kommutator wird ein Bürstensatz aufgesetzt. In jedem Zeitpunkt befinden sich Bürsten zweier Polarität auf mit einer der /«Wicklungen verbundenen Segmenten. Beim Drehen des Ankers sind die Wicklungen der verschiedenen Phasen abwechselnd mit den Bürsten verbunden, und die Impulsfrequenz beträgt

flmp — -

2 pm
60

d. h., sie ist m-mal größer als bei einer einphasigen Wicklung bei gleicher Polzahl. .

Mehrphasenwicklungen können untereinander in Sternschaltung verkettet sein; der Nullpunkt wird an einen Schleifring herausgeführt, während die Anfänge der Phasen mit jedem zweiten Segment verbunden sind, wodurch eine Gleichrichtung erzielt und die Impulsfrequenz um die Hälfte gesenkt wird. Wenn in diesem Fall sämtliche Zwischensegmente des Kommutators untereinander und mit dem Nullpunkt verbunden sind* so sind von den Bürsten Gleichspannungsimpulse mit

der Frequenz//mp = -ηπτ- abnehmbar, da hierbei eine Zweiweggleichrichtung stattfindet.

Durch Einsetzen magnetischer Brücken in Form von Platten zwischen den Rändern benachbarter Ständerpolzähne ungleichnamiger Polarität kann die Impulsform verbessert werden, da in den Anker zwischen den Polen eintretende, und den' Impuls »unterbrechende« Kraftflüsse durch die Platten abgeschirmt werden.

Durch Überziehen der magnetischen Brücken mit einer Kupferschicht wird ein Dämpfersystem erzeugt, das den schädlichen Einfluß von Oberschwingungen unterdrückt. Die Erzeugung einer Kupferschicht auf den als magnetische Brücke dienenden Platten kann auf elektrolytischem Wege erfolgen.

Die Verwendung eines Kommutators als Gleichrichter gibt die Möglichkeit, verschiedene Kombinationen der Aufeinanderfolge von Impulsen und Impulspausen durch Anordnung von Leersegmenten auf den Kommutator und zusätzlichen Schleifringen zu erhalten. In F i g. 2 sind einige Beispiele angeführt, die die Grundlagen zur Erzielung verschieden gearteter Impulsfolgen kennzeichnen. Die Kommutatorsegmente, an weiche die Wicklungsenden angeschlossen sind, sind durch verschiedene Schraffur kenntlich gemacht. Segmente mit gleicher Schraffur sind untereinander elektrisch verbunden, unschraffierte Segmente sind »Leersegmente«. Beim Schalten einer achtpoligen Maschine nach Schema a (F i g. 2) erhält man Impulsfolgen aus je drei Impulsen nacheinander und einer Pause, die einem fünffachen Impulsabstand entspricht. Beim Schalten nach F i g. 2 b ergibt sich ein vierfacher Impulsabstand. Eine wiederum andere Impulsverteilung ergibt die Schaltung nach F i g. 2c. Es

ίο zeigt sich, daß auf diese Weise verschiedenartige Impulsfolgen erhältlich sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Generator zur Erzeugung unipolarer Spannungsimpulse zur Speisung von Anlagen zur elektroerosiven Metallbearbeitung mit einer Erregerwicklung, deren nebeneinander liegende Spulen Magnetfelder ungleichnamiger Polarität erzeugen und in axialen Ständernuten liegen, deren Breite mehr als ¹I₃ der Ständernutteilung ausmacht, mit einem Kommutator, an den eine Ankerwicklung angeschlossen ist, sowie Stromabnahmebürsten, dadurch gekennzeichnet, daß jede Erregerwicklungsspule (3) mehrere durch die Ständernuten (2) gebildete Ständerpolzähne umfaßt, daß die Ankerwicklung (4) von der Phasenzahl m aus Durchmesserspulen oder -windungen ausgeführt ist, die in gleichmäßig auf dem Ankerumfang verteilten Nuten (5), deren Zahl der /η-fachen Zahl der Ständerpolzähne entspricht, eingelegt sind und von denen jeweils diejenigen, deren induzierte Spannungen phasengleich sind, zu einem gesonderten Strang zusammengeschaltet sind, und daß mindestens ein Kommutator vorgesehen ist, dessen Segmente mit den Strangenden verbunden sind und der entsprechend der gewünschten Aufeinanderfolge der Impulse und der Pausen zwischen den Impulsen Leersegmente aufweist. ■

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekenn-; zeichnet, daß der Kommutator m Segmentsysteme trägt, deren jedes aus ρ Segmentpaaren (ρ ist die Polpaarzahl) besteht, die gleichmäßig auf dem Kommutatorumfang verteilt sind, und daß ein Satz Bürsten aufgesetzt· ist, der gleichzeitig nur auf einem Segmentpaar, eines Systems aufliegt und während des Kommutatorumlaufs der Reihe nach mit sämtlichen Strängen der Ankerwicklung (4) von der Phasenzahl m verbunden ist.

3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Ankerwicklung (4) von der Phasenzahl m zu einer Sternschaltung miteinander verbunden sind und der Nullpunkt der Sternschaltung auf einen Schleifring herausgeführt ist, während die Anfänge der Ankerwicklung (4) von der Phasenzahl m mit jedem zweiten der Kommutatorsegmente verbunden sind und die Bürsten in jedem Augenblick nur auf Segmenten einer Phase aufliegen, und daß die Generatorbelastung zwischen den Kommutator- und den Schleifringbürsten angeschlossen ist.

4. Generator nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatoren durch Halbleitergleichrichter (Selen-, Germanium-, Siliziumgleichrichter u. dgl.) ersetzt sind, die ent-

weder außerhalb des Generators angeordnet und mit der Ankerwicklung über Schleifringe verbunden oder zur besseren Kühlung auf dem Anker der Maschine montiert sind, und daß die Spannung über Schleifringe abnehmbar ist.

UZU

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen