DE160559C

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Publication number: DE160559C
Application number: DENDAT160559D
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Description

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ρ tr- λ I

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende Erfindung betrifft einen Magnetinduktor, der es ermöglicht, durch Drehung eines eisernen. Ankers nach Art des Siemensschen Doppel-T-Ankers in einem durch Dauermagnetismus oder Elektromagnetismus geschaffenen Felde Wechselspannungen annähernd rechteckiger Kurvenform von beliebiger Höhe und Breite zu erzeugen. Verwendung können derartige Induktoren überallThe present invention relates to a magnetic inductor which enables, by rotation an iron one. Anchor in the manner of the Siemens double-T anchor in one through Permanent magnetism or electromagnetism created fields approximate alternating voltages create a rectangular curve shape of any height and width. Such inductors can be used anywhere

ίο da finden, wo Wechselströme oder aus Wechselspannungen durch Kommutation gewonnene Gleichströme von verhältnismäßig geringer Stärke gebraucht werden, z. B. als Stromerzeuger für den Anruf in Fernsprechleitungen, für die Abgabe von Signalen im Eisenbahnwesen, für die elektrische Minenzündung, für den Zündfunken bei Explosionsmotoren usw. Ebenso wie bei den bekannten Magnetinduktoren werden bei dem Gegen-ίο find where alternating currents or alternating voltages obtained by commutation Direct currents of relatively low strength are needed, e.g. B. as Generators for calls in telephone lines, for the delivery of signals in Railways, for electric mine ignition, for the spark in explosion engines etc. As with the known magnetic inductors, the counter

ao stand der Erfindung die Innenflächen der Polschuhe (oder Polenden) so gestaltet, daß sie konzentrisch zu der Außenfläche des Ankers verlaufen; dagegen unterscheidet sich der vorliegende Induktor durch seinen annähernd geschlossenen Anker von den bekannten Induktoren. Während nämlich bei diesen jede Öffnung des Wicklungsraumes (s. 0 in Fig. 1) etwa ¹J₁ bis '/₀ vom Ankerumfang beträgt, erhält die Öffnung bei dem vorliegenden Induktor eine Ausdehnung von höchstens Y₁₀ des Ankerumfangs (s. Fig. 2).ao stood the invention, the inner surfaces of the pole pieces (or pole ends) designed so that they run concentrically to the outer surface of the armature; on the other hand, this inductor differs from the known inductors in that it has an approximately closed armature. Namely, while in this, each opening of the winding space (s. 0 in Fig. 1) to / ₀ is about ¹ J ₁ 'from the armature circumference, the opening is obtained in the present inductor expansion of not more than Y ₁₀ of the armature circumference (s. Fig. 2 ).

Bei den Induktoren der bekannten (s. Fig. 1)In the inductors of the known (see Fig. 1)

und der vorliegenden Art (s. Fig. 2) beginnt die wirksame Spannungserregung in dem Zeitpunkt, wo die Ankerschneide c der Polschuhkante e gegenübertritt, und währt so lange, bis die Ankerschneide d an der Polschuhkante f vorbeigeht. Innerhalb dieses Zeitraumes bleibt die Spannung annähernd auf gleicher Höhe. Vorher tritt bei den bekannten Induktoren (Fig. 1) durch Streuung schon eine Spannungserregung ein, die aber nur geringe Werte erreicht. Infolgedessen weisen alle Induktoren der jetzigen Art Spannungskurven auf, wie sie in Fig. 3a und 3b dargestellt sind, die den Verlauf der Spannung während einer Umdrehung darstellen. and of the present type (see FIG. 2), the effective voltage excitation begins at the point in time when the armature cutting edge c meets the pole shoe edge e and lasts until the armature cutting edge d passes the pole shoe edge f . During this period, the voltage remains approximately at the same level. Before this, voltage excitation occurs in the known inductors (FIG. 1) due to scattering, but this only reaches low values. As a result, all inductors of the current type have voltage curves, as shown in FIGS. 3a and 3b, which represent the course of the voltage during one revolution.

Aus der jetzt üblichen Bauart ergeben sich folgende den bekannten Induktoren anhaftende Nachteile:From the design that is now customary, the following are the result of the known inductors Disadvantage:

1. Der magnetische Kraftfluß-wird für die wirksame Spannungserregung nicht voll ausgenutzt (s. Fig. 3).1. The magnetic flux-is for the effective voltage excitation not fully utilized (see Fig. 3).

2. Beim Drehen des Ankers wird der gesamte magnetische Kraftlinienfluß fortwährend verändert, ferner werden die magnetischen Kraftlinien bald nach der einen, bald nach der anderen Kante der Polschuhe gedrängt, also durch die Polschuhe hin- und hergeschleudert. Daraus ergibt sich beim Vorbeigang der Aukerschuhschneiden an diesen Kanten ein besonders großer Widerstand gegen die Fortbewegung des Ankers, der ruckartig auftritt und zum Antrieb des Ankers eine unverhältnismäßig viel größere Arbeit erfordert, als der elektrischen Leistung des Induktors entspricht.2. As the armature rotates, the entire magnetic flux of the lines of force becomes continuous furthermore the magnetic lines of force are changed soon after the one edge of the pole pieces, soon after the other pushed back and forth through the pole pieces. This results in the Passing the aukerschuh cutting on these edges a particularly great resistance to the movement of the anchor, which occurs jerkily and to drive the anchor a requires disproportionately much more work than the electrical power of the Corresponds to inductor.

Im Gegensatz dazu bietet der Erfindungsgegenstand folgende Vorteile:In contrast, the subject matter of the invention offers the following advantages:

1. Der Querschnitt der Luftschicht zwischen Polschuh und Anker (s. Fig. 2) ist bei den verschiedenen Ankerstellungen an Ausdehnung kaum verändert, und zwar um so weniger, je schmaler die Öffnung des Wicklungsraumes gehalten wird. Daher bleibt das Magnetfeld (die Zahl der von dem Polschuh η 1. The cross-section of the air layer between pole shoe and armature (see Fig. 2) is hardly changed in terms of expansion in the various armature positions, and the less the narrower the opening of the winding space is kept. Therefore, the magnetic field (the number of the pole piece η

ίο zum Polschuh s übertretenden Kraftlinien) bei der Drehung des Ankers stets von nahezu gleicher Stärke, was bei Verwendung von Dauermagneten sehr wesentlich ist für die unveränderte Erhaltung der magnetomotorischen Kraft. Ferner nimmt die Spannungswelle die Form der Fig. 4 an, da in der Nähe der durch Fig. 2 dargestellten Lage des Ankers ein größeres Gebiet ist, in dem die durch den Teil t des Ankers verlaufenden Kraftlinien gleichmäßig an Zahl zunehmen.ίο to the pole shoe s transgressing lines of force) when the armature rotates, always of almost the same strength, which is very important for the unchanged maintenance of the magnetomotive force when using permanent magnets. Furthermore, the stress wave assumes the form of FIG. 4, since in the vicinity of the position of the armature illustrated by FIG. 2 there is a larger area in which the lines of force extending through the part t of the armature increase uniformly in number.

2. Beim Drehen des Ankers werden die Kraftlinien durch den Vorbeigang der Wicklungsöffnung nur um deren geringe Breite verschoben.. Infolgedessen dreht sich der Anker sehr leicht und erfordert auch bei größerer Geschwindigkeit nur einen geringen Kraftaufwand. Man kann daher bei gegebener Antriebskraft eine größere Übersetzung zwischen Antriebskurbel und Anker verwenden als bei den bekannten Induktoren und somit erheblich höhere Spannungen erzeugen. Außerdem wird die Wirkung unabhängig von der Güte des Eisens in den Polschuhen.2. As the armature rotates, the lines of force are drawn through the passage of the winding opening only shifted by their small width. As a result, the armature rotates very easily and also requires higher speed only requires a small amount of force. One can therefore with a given Driving force use a larger gear ratio between drive crank and armature than with the known inductors and thus generate considerably higher voltages. aside from that the effect is independent of the quality of the iron in the pole pieces.

3. Da bei gegebenem Abstand zwischen Polschuh und Anker und bei richtiger Bemessung des Eisens im Anker und im Feldmagneten der magnetische Widerstand des Eisens gegenüber dem des Luftspalts verschwindet, und bei gegebener magnetomotorischer Kraft die Zahl, der für die elektrische Spannungserregung voll ausgenutzten magnetischen Kraftlinien daher in demselben Maße zunimmt, wie die Überlagerung der Polschuhe über die Ankerschuhe an Ausdehnung wächst (s. e c und df in Fig. 1 und 2), so ergibt sich, daß man die Überlagerung beliebig breit machen kann, ohne die Feldstärke und damit die Spannung zu vermindern. Man erzielt aber mit zunehmender Überlagerungsbreite eine verlängerte Spannungskurve. Einen besonderen Wert erhält diese Tatsache, wenn man zur Erzeugung von Gleichstrom die Kommutierung anwendet.3. Since with a given distance between pole piece and armature and with correct dimensioning of the iron in the armature and in the field magnet, the magnetic resistance of the iron compared to that of the air gap disappears, and with a given magnetomotive force, the number of magnetic lines of force that is fully utilized for the electrical voltage excitation increases to the same extent as the superposition of the pole shoes on the anchor shoes grows (see ec and df in FIGS. 1 and 2), it follows that the superposition can be made as wide as desired without the field strength and thus the tension to diminish. However, as the overlap width increases, a lengthened voltage curve is achieved. This fact is particularly valuable when commutation is used to generate direct current.

Bedient man sich dann eines Induktors nach Art des in Fig. 5 im Querschnitt dargestellten, so ergibt sich eine Spannungskurve nach Fig. 6. Wirkt diese Spannung auf induktive äußere Widerstände, so verläuft die Stromkurve etwa nach Art der Fig. 7, der Strom sinkt also während der Kommutierung nur um einen geringen Betrag und steigt nach einigen Ankerumdrehungen annähernd auf den vollen Wert an, was z. B. bei mit Stromunterbrechung arbeitenden Zündmaschinen von Vorteil ist. Man hat somit denselben Erfolg λνίε bei Anwendung einer dauernden Gleichspannung von derselben Größe. Begründet wird diese Erscheinung durch das Gesetz, daß der Strom ansteigt nach der FormelIf one then uses an inductor of the type shown in cross-section in FIG. 5, the result is a voltage curve according to FIG. 6. If this voltage has an inductive effect external resistances, the current curve runs approximately in the manner of FIG. 7, the current So it only drops by a small amount during commutation and then rises a few turns of the armature approximately to the full value, which z. B. with power interruption working blasting machines is advantageous. One thus has the same success λνίε when using a permanent DC voltage of the same size. This phenomenon is justified by the law that the current increases according to the formula

und abfällt nach der Formeland falls off according to the formula

E ^RtE ^R t

J = —.e~~T , KJ = —.e ~~ T, K

wo E die Spannung, R den Widerstand, L die Selbstinduktion, t die Zeit, e die Basis der natürlichen Logarithmen bedeutet.where E is the voltage, R the resistance, L the self-induction, t the time, e the base of the natural logarithms.

Der hier beschriebene Anker kann zur Erzeugung anderer Spannungskurven auch in Verbindung mit anders geformten Polschuhen verwendet werden, z. B. mit den in der Patentschrift 160388, Kl. 21 d, beschriebenen.The anchor described here can also be used in Connection with differently shaped pole pieces can be used, e.g. B. with those in the Patent 160388, class 21d, described.

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Claims

Patent claim:

Magnetic inductor for generating alternating voltages by rotating an iron armature, which is provided with two opposing armature shoes connected by a bar, in a magnetic field excited by permanent magnetism or electromagnetism between two opposing pole shoes (or correspondingly processed pole ends), the inner surfaces of the pole shoes being concentric to the Outer surface of the anchor shoes run, characterized in that each of the two openings for the anchor winding is not wider than at most Y ₁₀ of the cylinder circumference indicated by the outer anchor shoe surfaces, for the purpose of generating voltage half-waves of approximately rectangular shape, the width of which is determined by the cross-sectional width of the pole shoes is conditioned.

1 sheet of drawings.