DE156959C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Es werden bei Kommutatormaschinen oft mehrfach geschlossene Ankerwicklungen, sogenannte Westqnwicklungen, angewendet, um ein Kurzschließen der einzelnen Ankerspulen zu vermeiden. Soll aber ein Kurzschließen der Spulen vollständig vermieden werden, so müssen die einzelnen in sich geschlossenen Wicklungen der Reihe nach zeitweise ausgeschaltet werden. Dieses Ausschalten erlaubtIn commutator machines, multiple closed armature windings, so-called West windings, used to short-circuit the individual armature coils to avoid. But if a short-circuiting of the coils is to be completely avoided, so the individual self-contained windings must be switched off temporarily one after the other will. This switching off allowed

ίο aber nicht, die Ankerwicklung voll auszunutzen und führt außerdem leicht zur Funkenbildung am Kommutator.ίο but not to make full use of the armature winding and also easily leads to sparking on the commutator.

Die vorliegende Erfindung verfolgt den Zweck, bei mehrfach geschlossenen Wicklungen das Ausschalten der einzelnen in sich geschlossenen Wicklungen zu vermeiden, und zwar dadurch, daß zwischen den einzelnen Wicklungen Widerstände eingeschaltet werden. Während die Äquipotentialverbindungen bei Gleichstrommaschinen einen möglichst kleinen Widerstand haben sollen und zur Vermeidung von Funkenbildung, herrührend von Unsymmetrien der Wicklung oder des magnetischen Feldes, dienen, so sollen diese Widerstandsverbindungen einen so großen Widerstand oder eine so große Reaktanz haben, daß die durch das Kurzschließen der Ankerspulen entstehenden inneren Ströme unterhalb einer zulässigen Grenze gehalten werden. Anderseits sollen die Widerstände so klein gehalten werden, daß die Wicklung, deren Lamellen nicht von den Bürsten berührt werden, nicht stromlos wird.The present invention has the purpose with multiple closed windings avoid switching off the individual self-contained windings, and by the fact that resistors are switched on between the individual windings. While the equipotential connections in DC machines should have the lowest possible resistance and to avoid them from sparking caused by asymmetries of the winding or the magnetic Field, these resistance connections should have such a large resistance or such a large reactance that the internal currents created by short-circuiting the armature coils be kept below an allowable limit. On the other hand, the resistances should be kept so small that the winding, whose lamellae does not touch the brush will not be de-energized.

Fig. ι zeigt das Wicklungsschema mit den Widerstandsverbindungen für eine Ringwicklung, Fig. 2 für eine Schleifenwicklung und Fig. 3 für eine Wellenwicklung.Fig. Ι shows the winding scheme with the resistor connections for a ring winding, FIG. 2 for a loop winding and FIG. 3 for a wave winding.

In Fig. ι hat man drei in sich geschlossene Spiralwicklungen A₁ A₂ A₃, von denen A₁ an die Lamellen U₁, A₂ an die Lamellen k₂ und A₃ an die Lamellen k_s angeschlossen ist. Die Bürste B darf nur höchstens drei Lamellen berühren; die Breite derselben ist deswegen etwas kleiner als die doppelte Breite einer Lamelle. In der in Fig. 1 gezeichneten Lage schließt die Bürste eine Spule S₂ der Wicklung A, kurz. Da der Kürzschlußstrom aber durch die beiden Widerstände r verlaufen muß, so wird die Größe desselben durch diese Widerstände begrenzt. Die Wicklung A₂ ist in diesem Augenblick nicht wie bei den gewöhnlichen Westonwicklungen ausgeschaltet; denn durch die vielen Widerstände r, die alle drei Wicklungen parallel schalten, wird der Wicklung A₂ Strom von der Bürste B zügeführt. Damit keine inneren Ströme in den drei Spulen 5,, S₂ und S_s entstehen, so sollen die Spulen S₁, S₂ und S₈, welche durch die Widerstände r parallel geschaltet werden, womöglich in denselben Nuten oder wenigstens in demselben Felde liegen.In Fig. Ι there are three self-contained spiral windings A ₁ A ₂ A ₃ , of which A _{1 is connected} to the slats U ₁ , A ₂ to the slats k ₂ and A ₃ to the slats k _s . The brush B may only touch a maximum of three slats; the width of the same is therefore somewhat smaller than twice the width of a lamella. In the position shown in FIG. 1, the brush short-circuits a coil S ₂ of winding A. However, since the short-circuit current must run through the two resistors r, its size is limited by these resistors. The winding A ₂ is not switched off at this moment as in the usual Weston windings; because the many resistors r, which connect all three windings in parallel, the winding A ₂ current is supplied from the brush B. So that no internal currents arise in the three coils 5, S ₂ and S _s , the coils S ₁ , S ₂ and S ₈ , which are connected in parallel through the resistors r, should possibly be in the same slots or at least in the same field .

In Fig. 2 ist das Schema einer dreifach geschlossenen Schleifenwicklung für eine andere Lage des Kommutators relativ zu den Bürsten dargestellt. Die Buchstaben haben hier dieselbe Bedeutung wie in Fig. 1. Hier ist die Spule S₁ durch die Bürste B und den Widerstand r kurzgeschlossen; alle drei Wicklungen A₁, A₂ und A₃ erhalten in dieser Stellung Strom unmittelbar von der Bürste B. In Fig. 2 the scheme of a three-fold closed loop winding is shown for a different position of the commutator relative to the brushes. The letters have the same meaning here as in FIG. 1. Here the coil S ₁ is short-circuited by the brush B and the resistor r; In this position, all three windings A ₁ , A ₂ and A ₃ receive current directly from the brush B.

In Fig. 3 ist das Schema einer dreifach geschlossenen Wellenwicklung dargestellt, und zwar der Teil, welcher unter den Bürsten derselben Polarität liegt. Die BuchstabenIn Fig. 3 the scheme of a triple closed wave winding is shown, and the part that lies under the brushes of the same polarity. The letters

haben hier dieselbe Bedeutung" wie in den beiden vorhergehenden Figuren.have the same meaning "here as in the two previous figures.

Es ist bei der Wellenwicklung nicht möglich , die gleichnamigen Bürsten genau um eine ganze gerade Anzahl von Polteilungen .auseinander anzuordnen, da die Ankerspulen in dem Falle durch zwei Bürsten kurzgeschlossen werden. Man muß aber im vorliegenden Falle alle Bürsten B₁, B.₂ und B₃ With wave winding it is not possible to arrange the brushes of the same name exactly by an even number of pole pitches from one another, since the armature coils are short-circuited in this case by two brushes. In the present case, however, all brushes B ₁ , B ₂ and B ₃

ίο der gleichen Polarität dieselben Lamellen Zc₁ und k.₂ berühren lassen. Da aber zwischen zwei Lamellen k_x oder k.₂ eine oder mehrere Ankerspulen liegen, in welchen elektromotorische Kräfte bei Gleichstrommaschinen vom Nutenfelde und bei Wechselstrommaschinen durch die Pulsationen des Hauptfeldes induziert werden, so ist man gezwungen, in die äußeren Verbindungen und zwischen den gleichnamigen Bürsten ebenso große gegenelektromotorische Kräfte einzuschalten, damit keine inneren Ströme entstehen. Man kann in der beschriebenen Weise also auch bei mehrfach geschlossenen symmetrischen Wellenwicklungen beliebig viele Bürstenstifte anwenden, ohne Ankerspulen direkt kurzzuschließen; hierdurch kann der Kommutator schmäler gehalten werden als sonst.ίο the same polarity the same lamellas Zc ₁ and k. _{Let 2} touch. But since between two slats k _x or k. _{2 there are} one or more armature coils in which electromotive forces are induced by the grooved field in DC machines and by the pulsations of the main field in AC machines, one is forced to switch on equally large counter-electromotive forces in the external connections and between the brushes of the same name, so that no internal currents are used develop. You can use any number of brush pins in the manner described, even with symmetrical wave windings closed several times, without short-circuiting armature coils directly; this allows the commutator to be kept narrower than usual.

Die elektromotorischen Kräfte in den äußeren Verbindungen zwischen den gleichnamigen Bürsten erzeugt man bei Wechselstromkommutatormaschinen am einfachsten, indem man in die Verbindungen der gleichnamigen Bürsten ebensoviele Ständerwindungen einschaltet, als die Zahl der Läuferwindungen zwischen den beiden Bürstensätzen beträgt. Die Ständerwindungen sollen möglichst in demselben Felde wie die Läuferwindungen liegen. Durch diese Anordnung werden nämlich durch die Pulsationen des Hauptfeldes der Maschinen gleich große elektromotorische Kräfte in den Bürstenverbindungen wie in den Läuferwindungen induziert.The electromotive forces in the external connections between the eponymous The easiest way to create brushes in AC commutator machines is by switches in as many stator turns into the connections of the brushes of the same name as the number of rotor turns between the two sets of brushes is. The stator windings should, if possible, be in the same field as the rotor windings. Because of this arrangement, the Pulsations in the main field of the machines have electromotive forces of equal magnitude in the Brush connections as induced in the rotor windings.

Die beschriebene Ankerwicklung eignet sich sowohl für gewöhnliche Gleichstrommaschinen hoher Spannung und Drehzahl, wie für Ein- und Mehrphasenkommutatormotoren, Stromerzeuger und Umformer. Bei Gleichstrommaschinen könnte man in den Bürstenverbindungen kleine Akkumulatoren von der gewünschten Spannung einschalten; diese Anordnung wird aber keine praktische Bedeutung erlangen können.The armature winding described is suitable for both ordinary DC machines high voltage and speed, such as for single and multi-phase commutator motors, power generators and converters. In the case of DC machines, one could use the brush connections turn on small accumulators of the desired voltage; however, this arrangement is of no practical importance can attain.

Was die bauliche Anordnung der Widerstände anbetrifft, so lassen sich diese am besten in Form dünner Metallblättchen, Metallgewebe oder Metallösungen, die in breiten Streifen auf Isolationsmaterial aufgetragen sind, in die isolierenden Zwischenlagen zwischen den Kommutatorlamellen oder zwischen den Spulenseiten in die Nuten einbauen. Man kann auch Widerstände dieser Bauart direkt hinter dem Kommutator zwischen die Lamellen einklemmen, wodurch auch an Raum und Lötstellen gespart wird. Es lassen sich auch die Widerstände in den Isolationsschichten zwischen den Lamellen eines Hilfskommutators unterbringen. Diesen Hilfskommutator ordnet man am besten an der hinteren Seite des Ankers an, wo er in derselben Weise an die Ankerwicklung angeschlossen ist wie der Hauptkommutator an der vorderen Seite. Der Hilfskommutator, zwischen dessen Lamellen die Widerstände eingeschlossen werden, kann entweder gleich viele Lamellen besitzen wieAs far as the structural arrangement of the resistors is concerned, these are the best in the form of thin metal sheets, metal mesh or metal solutions that come in wide Strips are applied to insulating material, in the insulating intermediate layers between the commutator bars or between the coil sides in the slots. Man there can also be resistors of this type directly behind the commutator between the lamellas clamp, which also saves space and soldering points. It can also be the resistances in the insulation layers between the slats of an auxiliary commutator. This auxiliary commutator is best placed on the back of the anchor, where it is placed in the same way the armature winding is connected like the main commutator on the front side. Of the Auxiliary commutator, between the slats of which the resistors are enclosed, can either have the same number of lamellas as

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der Hauptkommutator, oder nur — oder χ malthe main commutator, or just - or χ times

so viele Lamellen, wo χ eine ganze Zahl ist. Durch die Unterbringung der Widerstände im Kommutator oder in den Nuten wird nicht allein an Raum und Lötstellen gespart, sondem es wird dadurch auch für eine gute Abkühlung und dauerhafte Konstruktion der Widerstände gesorgt.so many lamellas where χ is an integer. Placing the resistors in the commutator or in the grooves not only saves space and soldering points, but also ensures good cooling and permanent construction of the resistors.

Claims

Patent Claims:

1. Armature for commutator machines with a parallel winding, the turns of which are each connected to η successive segments of the commutator, characterized in that the η segments are connected to one another by nl resistors and thereby the η windings are connected in parallel, with those on the commutator grinding brushes must be narrower than 72-1 segments in order to avoid the direct short circuit of an armature coil without putting one of the parallel windings out of operation.

2. embodiment of the armature winding according to claim 1, characterized in that that the resistances between the lamellas have a little reactance.

3. embodiment of the armature winding according to claim 1, characterized in that that with wave windings all brushes of the same polarity only lamellas of the same Touch the windings or the same armature branches and that connections are made between the brushes, in which almost as high electromotive forces are generated as in the coils between the brushes the armature windings.

1 sheet of drawings.