DE159241C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zweck der Erfindung ist, bei Stromerzeugern, Motoren, umlaufenden Umformern und dergleichen elektrischen Maschinen die magnetische Strömung in dem Raum zwischen der Austritts- und der Eintrittskante des Polkernes zu regeln, und zwar um auf diese Weise einen funkenlosen Gang ohne Bürstenverstellung bei wechselnder Belastung zu erzielen.

ίο Zu diesem Zweck wird ein Brückenstück magnetischen Materials zwischen zwei Polstücken angeordnet, welches somit einen ., magnetischen Nebenschluß bildet. Hierdurch wird erreicht, daß ein kräftiges Feld auf einen Teil des magnetischen Stromkreises an der Austrittskante des Polstückes oder nahe derselben konzentriert wird, so daß dieser Teil schon bei Leerlauf so stark gesättigt ist, daß eine wesentliche Steigerung nicht mehr möglich ist. Wenn deshalb infolge der Belastung stärkere magnetisierende Kräfte auftreten, gleichviel ob sie von der Hauptoder Nebenschlußwicklung oder von der Quermagnetisierung infolge der Ankerströme herrühren, so wird die magnetische Strömung an dieser Stelle sich nicht steigern. .

Wenn beispielsweise eine elektrische Maschine als Stromerzeuger in Gestalt einer Außenpolmaschine, die nur in einem Sinne umlaufen soll, gebaut ist, so wird der Feldmagnet mit einem Brückenstück, welches von der Austrittskante eines Poles sich zur Eintrittskante des nächsten erstreckt, ausgestattet, wodurch sich ein geschlossener magnetischer Nebenkreis ergibt, in welchem ein verengter Steg eingeschlossen ist. In diesem Steg, der ebenfalls in dem Kreis der wirksamen Strömung liegt, werden an der Austrittskante des Poles die vereinigten magnetisierenden Kräfte der Windungen beider Pole wirksam werden und, da es sich um einen geschlossenen Strom handelt, auch hier konzentriert werden.

Der Steg kann z. B. dadurch gewonnen werden, daß der magnetische Kern quer zur Bewegungsrichtung passend durchbohrt wird, wobei die Bohrung den Kern ganz oder teilweise durchsetzen kann.

Die Abmessungen des Steges lassen sich dabei dergestalt wählen, daß, trotzdem eine größere magnetische Kraft auf ihn wirksam ist als auf irgend einen anderen Teil des magnetischen Stromkreises und obwohl vollständige Sättigung herrscht, der wirkliche Strömungsbetrag nicht erheblich ist.

Das Brückenstück wird vorzugsweise aus Material von guter magnetischer Permeabilität hergestellt. Dort, wo es sich an die Eintrittskante des Poles anschließt, soll es einen erheblichen Querschnitt haben. Die magnetischen Verhältnisse aber lassen sich durch Veränderung des Querschnittes \^ron der Austritts- nach der Eintrittskante des Poles beliebig regeln.

Dadurch, daß der Querschnitt des Brücken-Stückes in der Nähe der Austrittspolkante geregelt wird, kann man die nicht wirksamen Kraftlinien aber auf einen verhältnismäßig kleinen Bruchteil der wirksamen Strömung begrenzen und die Dichtigkeit unter der Austrittspolkante geringer gestalten als irgendwo sonst im Luftspalt.

Mit Vorteil werden dem Brückenstück Ventilationsöffnungen parallel zur Drehrich-

tung gegeben, also von Pol zu Pol, so daß dem Austritt der Luft von den Ankerluftkanälen kein Widerstand entgegengesetzt wird. Das Magnetsystem und die Ankerzähne sind so berechnet, daß bei Leerlauf, wenn die Strömungsdichtigkeit an der Eintrittskante des Polstückes gering ist und die Dichtigkeit im Luftzwischenraum groß ist, die Ankerzähne stark gesättigt sind. Die Strömung an dieser Seite, welche stärker wird, wenn die Belastung zunimmt, wird sich über das Brückenstück verbreiten, indem sie den Weg geringeren Widerstandes nach dem Anker nimmt, welchen die weniger gesättigten Zähne bieten.

Man erkennt aus dem Vorhergehenden, daß die beschriebenen Mittel es ermöglichen, nach der Eintrittskante des Poles zu die Strömung bei steigender Belastung zu verstärken, während in der Nähe der Austrittskante die Strömung einen geringeren Wert hat und doch annähernd bei allen Belastungen sich gleichbleibt. Dazu kommt, daß angesichts des verhältnismäßig leichten Durchganges durch die Zähne eben wegen der geringeren Dichte die Strömung geradeswegs zum Anker geht, anstatt wie sonst sich auszubreiten. Der neutrale Punkt und damit die Linie der Stromwendung ist folglich bei Leerlauf zurückverlegt (vergl. Fig. 2), bleibt aber konstant und erlaubt, die Bürsten entgegen der Drehrichtung aus der Mitte zwischen zwei benachbarten Polen zu verschieben.

Im Falle des Motors würde natürlich statt der Nacheilung Voreilung eintreten.

In der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine schematische Darstellung eines Stromerzeugers konstanter Drehrichtung.

Fig. 2 zeigt den Verlauf der Kraftlinien.

Fig. 3 stellt eine Ausführungsform des Brückenstückes dar.

Fig. 4 ist eine zugehörige Draufsicht, welche auch die Ventilationskanäle erkennen läßt, und Fig. 5 veranschaulicht einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 4.

In Fig. ι ist das Polstück mit 1, der Magnetkranz mit 2 und das Brückenstück mit 3 bezeichnet. Durch die Anordnung des Loches 5, welches übrigens auch mit nichtmagnetischem Material ausgefüllt werden kann, entsteht der Steg 4. Der Anker 6 ist mit Zähnen 7 ausgestattet, während ein Pfeil die Bewegungsrichtung angibt. Die entsprechende Verteilung der Kraftlinien folgt aus Fig. 2.

Eine zweckentsprechende Form des Brückenstückes ist in Fig. 4 und 5 dargestellt. An den Seiten 8 ist die Gestalt des Brückenstückes im wesentlichen symmetrisch, während der wirksame Querschnitt nach 9 zu verringert wird (siehe Fig. 5). Ventilationsöffnungen 10 sind im Brückenstück vorgesehen und können gleichzeitig zur Verminderung des Querschnittes nach der Austrittskante des Polstückes zu dienen. Diese Mittel können sowohl einzeln als gemeinsam zur Regelung des Querschnittes benutzt werden, oder aber an ihrer Stelle werden ähnliche Einrichtungen benutzt.

Das Brückenstück wird durch die Schrauben 11, die gegen die Spulen 12 drücken, an seiner Stelle gehalten. Zu gleichem Zweck können auch die bei 13 angebrachten Federn dienen.

Auch kann das Brückenstück, wenn es notwendig ist, mit dem Polstück aus einem Stück hergestellt werden, wie auch andere Abänderungen bezüglich der Konstruktion sowohl der Polstücke wie auch der Brückenstücke in den Rahmen des Erfindungsgedankens fallen.

Auch davon hängt die Erfindung nicht ab, daß Wicklungen an den Polen vorgesehen sind, da sie sich auch an solchen Maschinen anbringen lassen (wie z. B. Motoren), die ohne derartige Windungen laufen, indem die Armatur sich selbst erregt.

Claims (2)

Pate nt-Ansprüche:

1. Magnetische Brücke zwischen den Polschuhen einer elektrischen Maschine, gekennzeichnet durch einen derartigen Querschnitt der Brücke — unter Umständen in Verbindung mit derart ange- brachten Schlitzen in den Polschuhen selbst —, daß bei der als Erzeuger arbeitenden Maschine das Feldeisen an der Austrittskante der Polschuhe bei Leerlauf magnetisch gesättigt ist, so daß bei zunehmender Belastung dort annähernd gleichbleibende Dichte . der wirksamen Kraftlinien erzielt wird.

2. Ausführung der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückenstück von der Austrittskante nach der Eintrittskante hin im Querschnitt zunimmt, um das Ausbreiten der magnetischen Strömung an den Eintrittskanten der Polstücke bei wachsender Be- lastung zu unterstützen, an den Austrittskanten der Polschuhe hingegen eine nahezu gleichbleibende Ausbreitung der Kraftlinien zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.