DE162781C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

JVU 62781 KLASSE 21 d.

Die Erfindung betrifft einen Hauptschluß-

. kommutatormotor für Einphasenwechselstrom, . dessen ruhender Teil hauptsächlich aus einem lameliierten Eisenkörper mit einer Anzahl ausgeprägter Polkerne und einer Anzahl von dem Hauptstrom oder einem dem Hauptstrom proportionalen Strom durchflossener Magnetspulen besteht, und dessen umlaufender Teil gleich gebaut und bewickelt und mit Kommutator und Stromabnehmer versehen ist, wie die bekannten umlaufenden Anker von Gleichstrommaschinen. Der ruhende Teil ist neben den Hauptmagnetpolen, welche den für die Kraftwirkung des Motors erforderliehen magnetischen Fluß in den umlaufenden Teil führen, mit sogenannten Hilfs- oder Wendepolen versehen, deren magnetische Achse verschöben ist gegenüber der Achse der Hauptpole. Die Hilfspole werden durch besondere Spulen von einem Strom erregt, welcher gegenüber dem Hauptstrom eine bestimmte Phasenverschiebung besitzt, so daß durch ihr magnetisches Feld in den Leitern, welche zwischen den durch die Bürsten kurzgeschlossenen Kommutatorlamellen liegen, eine elektromotorische Kraft induziert wird, deren Phase und Stärke angenähert gleich ist der Summe der elektromotorischen Kräfte, welche durch das pulsierende Hauptmagnetfeld und durch die Drehung in dem von dem umlaufenden Teil herrührenden Magnetfeld in den gleichen Leitern induziert werden.

Es ist bekannt,, daß bei Hauptschlußkommutatormotoren, die mit Eiiiphasenwechselstrom gespeist werden, in den Leitern zwischen zwei Kommutatorsegmenten, die gleichzeitig von einer Stromabnehmerbürste berührt werden, durch das von dem Wechselstrom erregte oszillierende Hauptmagnetfeld eine elektromotorische Kraft e_x induziert wird, welche einen Kurzschlußstrom an den Kontakten des Stromabnehmers hervorruft und zur Funkenbildung auf dem Kommutator Veranlassung geben kann. Außer dieser elektromotorischen Kraft e_t wird in den gleichen Leitern zwischen den kurzgeschlossenen Kommutatorlamellen durch die Drehung dieser Leiter in dem magnetischen Felde, das der stromführende umlaufende Teil selbst erzeugt, eine zweite elektromotorische Kraft e₂ induziert, deren -Phase um 90⁰ verschoben ist gegenüber der elektromotorischen Kraft e_x. Es wird nun mittels eines Hilfspoles zwischen je zwei Hauptpolen ein magnetisches Feld erzeugt, durch welches gleichzeitig in den gleichen Leitern zwischen den kurzgeschlossenen Lamellen infolge ihrer Umdrehung eine dritte elektromotorische Kraft e_s induziert wird, welche der aus der ersten und zweiten resultierenden elektromotorischen Kraft entgegenwirkt und den Kurzschlußstrom vermindert. Da die Phase der ersten elektromotorischen Kraft e_x um 90⁰ verschoben ist gegenüber der Phase des Hauptstromes, welcher das Hauptmagnetfeld erregt, während die Phase der zweiten elektromotorischen Kraft gleich ist der Phase des Hauptstromes, .muß die Phase des Stromes, welcher das Magnetfeld des Hilfspoles erregt, im allgemeinen um weniger als 90⁰

'2. Auflage, ausgegeben am w. Juli igo6J

gegenüber der Phase des Hauptstromes verschoben sein.

Es kann nun irgend eines der bekannten Mittel zur Anwendung gebracht werden, um zwischen zwei Wechselströmen aus einer gemeinsamen Stromquelle eine mehr oder weniger große Phasenverschiebung zu erzeugen. Z. B. kann der den Hilfspol erregende Stromkreis als Nebenschlußstromkreis angeordnet

ίο sein; die Selbstinduktion der Spulen, welche die Hilfspole erregen, wird dann eine Phasenverschiebung zwischen der Klemmenspannung und der Stromstärke hervorbringen, welche größer ist als die Phasenverschiebung zwisehen der Klemmenspannung und dem Hauptstroni. Der Nebenschlußstromkreis kann auch von den Bürsten abgezweigt werden. Der Nebenschlußstromkreis und der Hauptstromkreis können auch von einem oder mehreren Transformatoren mit verschiedenen Übersetzungen gespeist werden.

Da die elektromotorischen Kräfte e_x und <?₂ proportional sind der Stärke des Hauptfeldes, also angenähert proportional der Stromstärke des Hauptstromes, so können passende Reguliereinrichtungen gefunden werden, um die Magnetisierungsstromstärke des Hilfspoles in Abhängigkeit von der Haupt-■ Stromstärke zu regeln, so daß die elektromotorische Kraft e₃ möglichst genau die Resultierende der beiden Kräfte e_x und e₂ aufhebt. Z. B. kann der Stromkreis der Spulen auf den Hilfspolen durch einen Serientransformator mit dem Hauptstromkreis verkettet werden. Die Wicklung der Hilfspole kann auch dadurch beeinflußt werden, daß die Stellung der Pole im Verhältnis zu der Achse der Hauptpole um einen von 90 ° abweichenden Winkel verschoben wird, oder dadurch, daß der Abgrenzung des von den Hilfspolen erzeugten magnetischen Feldes eine passende Form gegeben wird.

Auch kann in den Stromkreis der Hilfspolerregung z. B. ein einstellbarer, induktionsloser Widerstand eingeschaltet werden, und es kann schließlich auch dieser Stromkreis als Nebenschluß zu dem ganzen Haüptstromkreis oder zu einem Teil des Hauptstromkreises angeschlossen und gleichzeitig mit dem Hauptstromkreis durch einen Serientransformator verkettet werden. Alle derartigen Mittel, um die Stärke und Phase der elektromotorischen Kraft e_s in passende Beziehung zu den elektromotorischen Kräften e_x und e₂ zu bringen, sollen nur als besondere Ausführungsformen des einen Erfindungsgedankens aufgefaßt werden, welcher darin besteht, daß die elektromotorische Kraft e_s durch das Magnetfeld des Hilfspoles in Phase und Stärke unabhängig von dem magnetischen Hauptfeld des ruhenden und unabhängig von dem Feld des umlaufenden Teils eingestellt werden kann.

Es ist bekannt, daß zur Verminderung der Wirkung der Selbstinduktion des umlaufenden Teils bei Hauptschlußwechselstrommotoren auf dem ruhenden Teil sogenannte Kompensationswicklungen angebracht werden können, deren magnetische Achse entgegengesetzt gerichtet ist der magnetischen Achse des umlaufenden Teils. Diese Wicklungen werden zwischen den Hauptpolkernen oder in Nuten innerhalb der Polkerne gelagert und entweder in Reihe zu den Hauptmagnetspulen geschaltet oder in sich kurzgeschlossen. Solche Kompensationswicklungen können auch neben den oben beschriebenen Hilfspolen angeordnet werden, da die Hilfspole allein die Wirkung der Selbstinduktion des umlaufenden Teils nicht aufheben können.

Dabei ist es von wesentlichem Vorteil, daß der totale magnetische Fluß, welchen diese Hilfspole erzeugen, klein ausfällt im Vergleich mit den Hauptfeldern des Ankers und des Ständers. Die Hilfspole sollen einzig die Kommutationsvorgänge in den kurzgeschlossenen Leitern beeinflussen und möglichst wenig die Verteilung des magnetischen Feldes außerhalb dieser Leiter.

Ferner können zur Regelung der Zugkraft und Geschwindigkeit des Motors die Hauptmagnetspulen auch in verschiedenen Abteilungen mit verschiedenen Windungszahlen parallel oder in Reihe geschaltet werden, oder es kann mittels eines Serientransformators die Stromstärke dieser Magnetspulen in irgend ein passendes Verhältnis zu der Stromstärke der Bürsten gebracht werden..

Im Vergleich mit den bei Gleichstrommaschinen bekannten Hilfs- oder Wende- ¹QQ polen unterscheidet sich die Wirkungsweise der Hilfspole für Hauptschlußwechselstrommotoren wesentlich dadurch,, daß die Gleichstromhilf spole nur die von der Umdrehung herrührende Lamellenspannung vermindern, ¹QS während die Wechselstrofnhilfspole auch der von der Oszillation des induzierenden Feldes herrührenden Lamellenspannung entgegenwirken. Selbstverständlich kann die Wirkung der Hilfspole mehr oder weniger zur Unter- ¹¹Q drückung der von dem pulsierenden Hauptfeld induzierten elektromotorischen Kraft e_x oder der durch Drehung induzierten elektromotorischen Kraft g₂ herangezogen werden.

Die Zeichnung zeigt schematisch den neuen ¹¹S Hauptschlußmotor; 1 ist der Kommutator mit den Lamellen 2, auf welchen die Stromabnehmerbürsten 3 schleifen.

Die Lamellen sind verbunden mit den als Grammering ausgebildeten umlaufenden Windüngen 4. Das ruhende System besteht aus den Hauptpolkernen 5, dem diese Pole ver- -

bindenden Jochring 6 und den Hilfspolen 7. Auf den Hauptpolen 5 liegen die Hauptmagnetisierungsspulen 8, welche in Reihe zu den Bürsten 3 geschaltet sind und so den Hauptstromkreis bilden. Innerhalb der Polkerne 5 sind die Nuten 9 angebracht, in welchen die Kompensationswindungen 10 liegen, die. entweder in sich kurzgeschlossen oder in Reihe zu den Hauptstromspulen 8 geschaltet werden. Die Hilfspole 7 tragen die Magnetisierungsspulen 11, welche unter ' sich in Reihe geschaltet sind. Der Stromkreis dieser Spulen 11 ist in einer der oben aufgeführten Schaltungen . mit dem Haupt-Stromkreis zu verbinden. In der Figur ist dieser Stromkreis beispielsweise mit Einschaltung eines induktionslosen Widerstandes 12 durch einen Serien transformator 13 mit dem Hauptstromkreis verkettet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Einrichtung zur Vermeidung der Funkenbildung an Reihenschlußmaschinen mit ausgeprägten Polschuhen für einphasigen Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ständer, ähnlich wie bei Gleichstrommaschinen, gegenüber der Achse der Hauptpole verschobene Hilfs- oder Wendepole angebracht sind, deren Erregerstrom durch bekannte Mittel nach Phase und Stärke derart geregelt wird, daß in der durch die Bürsten kurzgeschlossenen Spule eine elektromotorische Kraft induziert wird, welche der durch das pulsierende Hauptfeld und durch die Drehung in dem vom Anker herrührenden Feld induzierten elektromotorischen Kraft gleich und entgegengesetzt gerichtet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.