DE157378C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

Jede Induktionsmaschine, welche an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist, wirkt als Motor, wenn ihre Geschwindigkeit den Synchronismus unterschreitet, als Stromerzeuger, wenn ihre Geschwindigkeit den Synchronismus überschreitet. In beiden Fällen entnimmt die Maschine dem Netz wattlose . Ströme, welche für die Hervorbringung des Drehfeldes notwendig sind. Hierin liegt ein großer Nachteil, wenn die- Maschine als Motor laufen soll. Soll sie aber als Stromerzeuger dienen, so ist dies wegen der wattlosen Ströme praktisch fast ausgeschlossen. Im Gegensatze hierzu sollen nach der vorliegenden Erfindung in beiden Fällen wattlose Ströme an das Netz, an welches die Maschine angeschlossen ist, abgegeben, anstatt demselben entnommen werden.

Die zugrunde liegende physikalische Erscheinung ist die folgende: Wenn man an einem Gleichstromanker in regelmäßigen Abständen Bürsten anbringt (beispielshalber 3), und wenn man durch diese Bürsten Wechselstrom einführt, wobei Bürstenzahl und Phasenzahl übereinstimmen (also z. B. Dreiphasenstrom), so erzeugt man in dem Anker ein Drehfeld, welches in bezug auf die Bürsten mit einer Geschwindigkeit umläuft, die der Frequenz gleich ist.

Dreht man nun den Anker, so verändert er seine Lage gegenüber dem Drehfeld, und seine Drehung bringt elektromotorische Kräfte in den Stromkreisen hervor, welche an die Bürsten geschlossen sind, und zwar von derselben Frequenz wie diese Ströme. Dabei hängt die Größe der elektromotorischen Kräfte von der Gestaltung der Kommutatormaschine, ihren magnetischen und elektrischen Verhältnissen einerseits und andererseits von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Ankers ab.

Aus der Zeichnung ist die Erfindung ersichtlich.

Ein Anker IO (Fig. 1) nach dem Gleichstromtyp (zweipolig angenommen) sei im Innern eines lamellierten Ringes 11, in dem sich die Kraftlinien schließen, angeordnet, wobei der Ring selbst keine Wicklung trägt. Auf dem Stromabnehmer 12 liegen die festen Bürsten 13, 14, 15 auf, welche gegeneinander um I2O° versetzt sind; sie dienen dazu, dem Anker Dreiphasenstrom zuzuführen. Diese Ströme bringen ein Drehfeld hervor, welches sich in bezug auf die Bürsten 13, 14, 15 in bestimmter Richtung dreht, und zwar mit einer Geschwindigkeit α, welche der Wechselzahl des Wechselstromkreises gleich ist. Hierauf treibt man den Anker durch äußere Kraft an und läßt ihn im gleichen Sinne wie das Drehfeld umlaufen.

Auf diese Weise gewinnt man ein einfaches Mittel, um das Prinzip zu verwirklichen. Es genügt, die drei induzierten Stromkreise der Induktionsmaschine an die drei Bürsten 13, 14, 15 anzuschließen, welche auf dem Stromabgeber 12 des Ankers der Erregermaschine aufliegen, und diesen Anker mit einer Geschwindigkeit laufen zu lassen, die beträchtlich größer ist als die des Drehfeldes, wel-

dies durch die den Anker der Erregermaschine durchfließenden Ströme erzeugt wird. Diese Ströme werden in dem Anker der Induktionsmaschine erzeugt, und alles geht so vor sich, als hätte man jeden der drei induzierten Stromkreise der Induktionsmaschine für sich auf Kondensatoren gleich-, wertiger Kapazität geschaltet.
\ In Fig. \ ist sowohl für den umlaufenden

ίο wie für den festliegenden Teil der Schnitt der Bleche erkenntlich. Der umlaufende Teil, der Anker io, hat Schlitze, wie sie bei Gleichstrommaschinen üblich sind. Ebenso zeigt auch sein Stromabgeber 12 die gewöhnliche Bauart. Das feststehende Glied 11 dagegen hat nur sechs Einschnitte, mit 16 bezeichnet,

. in gleichen Abständen. Die Einschnitte der einzelnen Bleche decken sich. Die Bürsten 13, 14, 15 werden so gestellt, daß die kurz geschlossenen Spulen den Einschnitten 16 gegenüberstehen. Da das Feld an diesen Stellen fast verschwindet, so tritt nur eine geringe Funkenbildung auf.

In den Fig. 2 und 3 trägt die Induktionsmaschine die Bezeichnung 17, die angebaute Erregermaschine die Bezeichnung 18. 19 und 20 bezeichnen die Schmiervorrichtung des gemeinsamen Lagers.

Das Gestell trägt eine Kappe 21 zur Aufnähme der Bleche des feststehenden Teiles der Erregermaschine und der Bürstenhalter 22, 23, 24 (Fig. 3). Die Bürstenhalter tragen je zwei Bürsten, deren eine auf dem geteilten Stromabnehmer der Erregermaschine aufliegt, deren andere dagegen auf einem der Ringe 25, 26, 27 der Induktionsmaschine schleift, wie in Fig. 2 links zu erkennen ist. Diese Ringe stehen mit den drei freien Enden der Sekundärwicklung der Induktionsmaschine in Verbindung. Man muß also beim Anlaufen die Erregermaschine abschalten und durch die auch sonst üblichen Anlaßwiderstände ersetzen. Diese Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt.

Drei gleichartige Stufenwiderstände 28, 29, 30 mit den beweglichen Hebeln 31, 32, 33 werden durch eine Zugstange 34 gleichzeitig bewegt. Der Sekundärkreis der Induktionsmaschine ist an die Enden 35, 36, 37 der beweglichen Hebel angeschlossen. Je nach der Stellung durchfließen die Ströme eine mehr oder weniger große Anzahl der Widerstände 38, 39, 40, welche zwischen die einzelnen Stufen geschaltet sind. Sie treffen zusammen in der Kurzschlußleitung 41, die zu den vorletzten Stromschlußstücken des Reglers 42, 43, 44 führt. Die letzten Stromschlußstücke 45, 46,47 dagegen stehen mit der Erregermaschine in Verbindung.

Auf diese Weise läßt man die Induktionsmaschine anlaufen, wie eine gewöhnliche Induktionsmaschine. Allmählich erreicht sie ihre normale Geschwindigkeit, und erst wenn dies geschehen ist, schließt man die Sekundärkreise an die Bürsten ihrer Erregermaschine an.

Da eine Induktionsmaschine, welche als Motor laufen soll, im allgemeinen eine verhältnismäßig hohe Tourenzahl besitzt, so ist es praktisch, die Erregermaschine direkt auf die Achse zu setzen. Wenn aber eine Induktionsmaschine als Stromerzeuger arbeiten soll, so ist dies im allgemeinen eine große Maschine, die langsam umläuft. In diesem Falle ist es praktisch, die Erregermaschine nicht unmittelbar auf die gleiche Achse zu setzen, um die Erregermaschine schneller laufen zu lassen.

Claims (3)

Patent-Ansprüche :

1. Asynchrone Wechselstrominduktionsmaschine mit Selbsterregung durch Ankerrückwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe des umlaufenden induzierten Teiles mit Bürsten in Verbindung stehen, welche in gleichen Abständen auf dem Kommutator eines Gleichstromankers schleifen, der in einem Eisenring ohne Wicklung mit Bezug auf die im Anker fließenden Ströme übersynchron umläuft.

2. Ausführungsform der Kommutatormaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromanker mit dem umlaufenden Teil der Induktionsmaschine mechanisch gekuppelt ist.

3. Ausführungsform der Kommutatormaschine, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe getrennt von der Induktionsmaschine aufgestellt und von einer beliebigen Kraftquelle angetrieben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.