DE181015C

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Publication number: DE181015C
Application number: DENDAT181015D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVU81015 -KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. November 1904 ab.

Bei dem bekannten Repulsionsmotor, dessen zweipolige Anordnung in Fig. I der Zeichnung angedeutet ist, ist ein Bürstenpaar kurzgeschlossen, welches außerhalb der Achse des Magnetfeldes etwa um 45 ° . von dieser verschoben am Kollektor aufliegt. Der wechselnde Kraftfluß in der Richtung der magnetischen Achse χ erregt in den Läuferwindungen elektromotorische Kräfte, die zu beiden Seiten dieser Achse eine bestimmte, durch Pfeile angedeutete Richtung haben. In den Stromkreisen des Läufers, welche durch Verbindung der Bürsten a und b gebildet werden, sind, wie durch Pfeile ersichtlich, die elektromotorischen Kräfte a d und b d einerseits und die elektromotorischen Kräfte b c und α c andererseits einander entgegengeschaltet. Durch die Gegenwindungen, welche im Bogen des Neigungswinkels zwischen der magnetischen Achse χ und der Bürstenachse y liegen, wird im Läufer die wirksame Spannung herabgesetzt. und die Impedanz vergrößert. Die Arbeitsleistung dieses Repulsionsmotors ist daher nicht maximal, wenn der Neigungswinkel 45° beträgt. Um die Leistung auf ihr Maximum zu erhöhen, muß man diesen Winkel viel kleiner machen als 45 °, so daß unter Umständen nur wenig Kollektorteile auf den Sektor entfallen; dadurch werden aber wieder die übrigen Arbeitsbedingungen des Läufers, insbesondere die Kommutierung, beeinträchtigt.

Bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Elektromotor für Einphasenstrom, welcher nach Art der Repulsionsmotoren bewickelt und mit Kollektor versehen ist, . werden aus 35 · zwei Systemen von Bürsten, einem in den magnetischen Achsen des Ständerfeldes und einem zweiten in einem Winkel dazu, Bürstenpaare gebildet, deren jedes aus einer Bürste des einen und einer damit durch eine Leitung verbundenen Bürste des anderen Systems besteht. . , ■ .

Ein derartiger Elektromotor für Einphasenstrom ist beispielsweise in zweipoliger Ausführungsform in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt. Die zwischen den Punkten e an das Netz angeschlossenen Windungen f bilden die Ständerwicklung mit der magnetischen Achse x. Mit g ist der Läufer, mit h der Kollektor bezeichnet. Auf diesem schleifen zwei Bürstensysteme, das eine (c d) in der Achse x, das andere (a b) in einer dazu geneigten Achse y. Zwischen beiden Achsen ist der Winkel α eingeschlossen. Die Bürsten α und d einerseits und b und c andererseits sind miteinander durch Leitungen verbunden, wodurch in zwei Stromkreisen diejenigen Läuferwindungen überbrückt werden, die im Bogen des Winkels (180 ° — α) liegen. Innerhalb dieser Stromkreise sind die elektromotorischen Kräfte aller Windungen gleichgerichtet. Die Gegenwindungen sind aus den Schließungskreisen ausgeschaltet.

(2. Auflage, ausgegeben am iy. Mär{ 1911.)

Die Ströme, die infolge der vom Hauptfeld induzierten elektromotorischen Kraft in den Rotorstäben fließen, erzeugen nach Fig. ι ein schrägliegendes Feld ψ₂, dessen eine Komponente φ₂' mit der Achse des Hauptfeldes zusammenfällt und dessen zweite Kompo-

. nente φ₂", senkrecht dazu gerichtet, das magnetische Kraftfeld des Motors darstellt. Die Stärke dieses sogenannten Querfeldes sowohl,

ίο als der Ströme, die es erzeugen, wird geregelt durch Änderung des Bürstenverschiebungswinkels α. Es ist offenbar wesentlich für einen solchen Motor, daß dieses Kraftfeld sich ausbilden kann, d. h. daß in der Querachse der Maschine ein geschlossener magnetischer Pfad zur Verfügung steht. Diese Maschinen erhalten also keine ausgeprägten Pole, sondern nach Art von Induktionsmotoren gleichmäßig am Umfang verteiltes Ständereisen.

Das nützliche Drehmoment eines solchen Motors entsteht im wesentlichen zwischen Kraftfeld (Querfeld) und Rotor-Amperestäben. Auch hierbei treten im Gegensatz zum Repulsionsmotor keine Gegenwirkungen auf.

Das in der magnetischen Achse des Ständerfeldes befindliche Bürstensystem kann mit einer Vorrichtung versehen sien, um dasselbe in der Richtung der magnetischen Achse des Ständerfeldes oder in einer innerhalb geringerer Grenzen dazu geneigten Richtung für den Betrieb des Motors unverrückbar feststellen zu können, während das zweite System zweckmäßig mit einer Vorrichtung ausgerüstet wird, um es während des Betriebes des Motors beliebig auf dem Kollektor verschieben zu können. Dabei können die Bürsten so angeordnet sein, daß die des einen Systems sich an denen des anderen vorbei bewegen können. Ist dies nicht der Fall und sollen die beiden Systeme ihre Rollen vertausehen können, so kann auch das erste System mit einer Vorrichtung versehen sein, um es während des Betriebes des Motors auf dem Kollektor verschieben zu können.

Die beiden Bürstensysteme werden also miteinander kurzgeschlossen oder durch eine Leitung verbunden, in welche ein veränderlicher Widerstand, eingefügt ist, und man erhält auf diese Weise kurzgeschlossene oder durch Widerstand miteinander verbundene Bürstenpaare, deren jedes aus einer Bürste des einen und einer Bürste des anderen Systems besteht.

Diese Anordnung bietet folgende Vorteile. Man kann die Zahl der überbrückten, in gleicher Richtung wirksamen Läuferwindungen vermehren oder vermindern, indem man das während des Betriebes bewegliche Bürstensystem verschiebt und dadurch den Winkel (180 °—α) vermindert. Diejenige Lage dieses Bürstensystems, bei welcher die Zahl der überbrückten Windungen Null wird, d.h. a= 180°, entspricht dem Stillstand des Motors. Bei dieser Bürstenlage befinden sich die miteinander verbundenen Bürsten eng beisammen in der Achse x. Alle Läuferwindungen sind dann stromlos (selbst diejenigen, welche durch Auflage der einzelnen Bürsten auf zwei Kollektorteilen kurzgeschlossen werden). Von dieser Bürstenlage aus erfolgt die Ingangsetzung des Motors, indem entweder stets ein und dasselbe Bürstensystem oder abwechselnd das eine und das andere System entgegen der gewünschten Drehrichtung auf dem Kollektor so weit verschoben werden, bis die erforderliche Windungszahl in die Arbeitstromkreise eingeschaltet ist. Die Umsteuerung und Bremsung des Motors wird durch Rückverschiebung der Bürsten über die An- _; fangsstellung hinaus bewirkt, indem α größer gemacht wird als 180 °.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι. Einphasenwechselstromkommutatormaschine mit nützlichem Querfeld, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kollektor des in einem Ständer aus gleichmäßig verteiltem Eisen befindlichen Läufers zwei Sj'steme von Bürsten schleifen, deren eines in den magnetischen Achsen der Ständerwicklung feststeht und deren zweites unter einem willkürlich veränderlichen Winkel zu jenem geneigt mit ihm derart in Kurzschluß gebracht ist, daß zwei voneinander unabhängige Stromkreise entstehen, welche je von einer Bürste des ersten und einer entsprechenden des zweiten Systems gebildet werden, zum Zwecke, die Stärke und Richtung des Querfeldes durch Verschiebung des einen Bürstensatzes regeln zu können.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Bürstensystem.an die Stelle des festen gebracht und alsdann das letztere gegen die Ständerachse verstellt wird.
3. Motor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch regelbare Widerstände in den Verbindüngen der Bürstensysteme.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.