DE15205C - Neuerung an dynamoelektrischen Maschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 17. April 1880 ab.

Die Anforderungen, welche an magnet- oder dynamoelektrische Maschinen heute gestellt werden, bezwecken namentlich bei solchen, welche für Beleuchtungszwecke dienen, die Möglichkeit der Erzeugung mehrerer Lichte in einem Stromkreise, oder auch, dafs die Lichte oft in grofser Entfernung von der Lichtmaschine in Verwendung kommen. Bei Maschinen hingegen, welche zu umgekehrter Thätigkeit, also als Kraftmaschinen angewendet werden sollen, ist fast durchaus die Ueberwindung eines starken Leitungswiderstandes nöthig. In beiden Fällen wird das Problem nur durch Maschinen, welche Ströme von bedeutender Spannung erzeugen können, gelöst.

Es lassen sich zwar Ströme von gröfserer Spannung auch durch Zuhülfenahme gewöhnlicher magnet- oder dynamoelektrischer Maschinen durch Steigerung der Tourenzahl erzeugen; doch ist dies nur ein Nothbehelf, da die Maschinen solche Steigerungen, besonders auf längere Zeit, nicht gut vertragen, und anderentheils das Resultat, da sich mit der Spannung auch die Intensität des Stromes vermehrt, kein günstiges ist.

Die zu beschreibende Maschine hat den Zweck, dasselbe Ziel in vollkommener Weise auf eine andere Art zu erreichen. Es ist die Anzahl der in derselben zur Verwendung kommenden magnetischen Folgepole eine gröfsere als die bisher gebräuchliche, die Magnetisirung weniger intensiv, hingegen die Anzahl der in der Zeiteinheit sich ergebenden Polwechsel im Eisenkerne des Inductors eine weitaus gröfsere. Das Resultat ist ein sehr gespannter Strom bei verhältnifsmäfsig geringen Tourenzahlen des Inductors, welcher sowohl eine weitgehende Theilung des Lichtes als eine lange Drahtzuleitung zur Lampe ermöglicht, anderenteils aber auch die Transmission von Arbeit auf grofse Distanzen bei weitaus günstigerem Nutzeffect gestattet.

Die Maschine besteht aus einem Inductionscylinder, welcher, mit isolirten Kupferdrähten bewickelt, in den Rahmen B B, Fig. 1 und 2, gelagert ist und innerhalb der ringförmigen Magnete NN, SS, N¹N¹, S¹S¹ durch die Scheibe C angetrieben wird, ferner den inducirenden Magneten mit vier oder mehr Consequenzpolen, welche so angeordnet sind, dafs immer solche von entgegengesetzter Polarität auf einander folgen. Es ändert somit durch die Rotation des Inductors der in demselben erzeugte Strom, bei einer Umdrehung 4, 6, 8 im allgemeinen, wenn die Anzahl der Consequenzpole 2 η ist, wo η eine beliebige Zahl bedeutet, 2 η mal seine Richtung, welche Ströme η gesonderte Stromkreise bilden können, wobei man aber auch mehrere zu einem einzigen Stromkreis vereinigen kann.

Von den so erzeugten Strömen dienen einzelne oder mehrere zur Erregung der Elektromagnete, um dann als dynamoelektrische Ströme verwendet zu werden, während andere als magnetelektrische Ströme besondere Stromkreise bilden.

Zur Erzielung besonders starker Ströme, welche aber in der Maschine nur für kurze Zeit erregt werden, wird der zu magnetisirende Eisenkern, auf welchen die Kupferdrähte gewickelt sind, aus massiven Schmiedeisentafeln gebildet, deren Continuität aus unten angegebenen Gründen periodisch unterbrochen ist. Soll die Maschine aber zum continuirlichen Betriebe dienen, so wird der Eisenkern aus spiralförmig gewundenen Ringen von isolirtem Eisendraht gebildet, welche auf einen Cylinder von Holz, Kautschuk oder einem unmagnetischen Metalle aufgerollt werden.

Ist die Anzahl der Consequenzpole = 211 und N eine praktisch festgesetzte Zahl, welche nach dem Durchmesser des zu verwendenden Drahtes bestimmt wird, so ist die Anzahl der einzelnen Kupferdrahtspulen, welche den Inductionsdraht bilden, = N' zn' zn = 4 JVn².

Die Spuldrähte bilden Parallelogramme, deren Längsseiten mit den Erzeugenden der Cylinderfläche des Inductors parallel laufen, und sind zu einer Spule derartig gewunden, dafs die Längsdrähte des Spulenparallelogrammes gegen die auf einander folgenden Consequenzpole immer gleiche Lage haben, sich somit je zwei entgegengesetzten Polen gleichzeitig nähern oder sie verlassen, wodurch in beiden Theilen sowohl gleichlaufende als gleichstarke Ströme inducirt werden, welche sich somit addiren.

Um die Bewickelung des Inductors zur Erzeugung von gleichgerichteten Strömen deutlich zu verstellen, denken wir uns die im Unendlichen liegende Spitze des Cylinders, auf welchen die Drähte aufgerollt sind, in eine endliche Entfernung gebracht, und die Drahtcombination sammt dem Collector auf die Basis dieses Kegels projicirt. Zur gröfseren Deutlichkeit nehmen wir an, dafs der gesammte Draht in nur zwölf Spulen eingetheilt sei, obwohl deren in Wirklichkeit bedeutend mehr sind, welche wir wieder blos durch je eine einzige Windung repräsentirten, Fig· S-

Infolge dieser Anordnung treffen sich auf den Sectoren d und k je zwei positive Ströme und auf g und α je zwei negative. Es dienen somit die durch diese Sectoren markirten Stellen zur Ableitung der erzeugten Ströme.

Es treten hier laut Zeichnung zwei Stromkreise auf, welche entweder getrennt oder hinter einander oder neben einander geschaltet verwendet werden. Nach dieser Methode der Stromsammlung sind vier Ableitungsstellen vorhanden und somit vier Ableitungsorgane nöthig; nach der in Fig. 7 angegebenen Methode jedoch blos zwei.

Es wurden in dieser Figur die Umwindungen weggelassen und blos die Drahtenden markirt, und zwar der Anfang der ersten Spule mit 1 a, ihr Ende mit 1 e u. s. f.

Anstatt hier z. B. die Spule 1 mit der darauf folgenden Spule 3 zu verbinden, wird die auf der entgegengesetzten Seite des Inductors liegende Spule 2 dazwischengeschaltet. Anstatt Spule 2 kann jede mit derselben gleichwerthige Spule auch genommen werden. Hier z. B. ist es bequemer, anstatt Spule 2 Spule 7 dazwischen zu schalten, welche auch in der Zeichnung thatsächlich verwendet wurde.

Aehnliche Vertauschungen sind auch noch an anderen Spulen vorgenommen worden. Der hierdurch gewonnene einzige Stromkreis entspricht demjenigen, welcher durch Hintereinanderschalten der in Fig. 5 entstandenen zwei Stromkreise sich ergeben würde. Der Unterschied zwischen der von Hefner-Alteneckschen Wickelung und der vorliegenden ist der, dafs bei der ersteren die Längsdrähte des Spulenparallelogrammes immer durch Diametraldrähte verbunden sind, bei der letzteren dagegen durch Sehnen. Die von Hefner-Alten eck'sche Wickelung ist daher nur für folgende Anzahlen von mehrfachen Polen anwendbar : 2 mal 1, 2 mal 3, 2 mal 5 ..... 2 (2«—1), wo n, wie früher, irgend eine ganze Zahl bedeutet, während die vorliegende Wickelung im allgemeinen für 2 η Consequenzpole anwendbar ist, ohne der allzulangen Diametraldrähte halber unpraktisch zu werden, da eben keine vorkommen.

Sollen mittelst dieser Maschine Wechselströme erzeugt werden, so sind je zwei vis-ä-vis liegende Sectoren des Collectors, Fig. 6, durch Schleifringe, welche von den übrigen Sectoren isolirt sind, verbunden. Auf diesen Ringen schleifen die Contactfedern, welche zur Ableitung der Ströme dienen. In Fig. 6 sind die Wechselstromkreise 11 geschaltet gedacht, für gesonderte Stromkreise müfsten 3 bis 4 Ringe angewendet werden. Wird der Widerstand der Elektromagnetendrähte entsprechend gewählt, so können dieselben durch einen Theil des Gesammtstromes, welcher als gleichgerichteter Strom von dem Collector abgesendet wird, magnetisirt werden, während der Rest durch die Contactfedern als Wechselstrom abgeleitet wird.

Die Mantelfläche des Inductionscylinders ist an vielen Stellen unterbrochen. Das Innere desselben enthält mehrere gekrümmte Flächen und die zur Befestigung des Spuldrahtes dienenen Scheiben AA, Fig. 1 und 2, haben mehrere Oeffnungen, wodurch Luft in das Innere des Inductors eindringen kann. Durch die rasche Rotation des Inductors wird die Luft unter Vermittelung der krummen Schaufelflächen zwischen die Spuldrähte getrieben, wodurch dieselben fortwährend von einem starken Luftstrome umflössen sind und sich nicht erwärmen können.

Claims (3)

P ATENT-AN SPRÜCHE:

1. Die Anordnung der Elektromagnete in Ringform derartig, dafs alle Pole derselben zur Bildung von Consequenzpolen verwendet sind, das heifst die Anwendung von Stabmagneten statt der üblichen Hufeisenform, deren gleichnamige Pole sich zu Consequenzpolen vereinigen.

2. Die eigenthümliche Bewickelung des Inductors sowohl zur Erzeugung von Strömen gleicher als alternirender Richtung.

3. Die beschriebene Gesammtanordnung einer dynamoelektrischen Maschine.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.