DE195005C

DE195005C -

Info

Publication number: DE195005C
Application number: DE1907195005D
Authority: DE
Filing date: 1907-05-29
Anticipated expiration: 1927-05-30

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■■-Ja 195005 KLASSE 21 d. GRUPPE

für Gleichstrombetrieb.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. Mai 1907 ab.

Es wurde bereits vorgeschlagen, kompensierte Einphasenkollektormaschinen mit Arbeits- und Erregerbürsten in der Weise auf Gleichstrombetrieb umzuschalten, daß man den Gleichstrom dem Anker durch die Arbeitsbürsten zuführt und das Feld in der dazu senkrechten Achse durch eine beim Wechselstrombetrieb nicht benutzte Hilfswicklung des Ständers erregt; hierbei sitzen die Erregerbürsten mitten im Magnetfeld und können zum Feuern Veranlassung geben. Gemäß der Erfindung wird durch passende Verbindung der Ständerleiter zu Spulen bzw. Spulengruppen und durch eine einfache Umschaltung eines Teiles der letzteren bewirkt, daß durch Ständerleiter der nahe zur Arbeitsachse liegenden Nuten, welche-beim Wechselstrombetrieb der Arbeitswicklung oder einer besonderen Wendewicklung angehören, beim Gleichstrombetrieb ein Feld senkrecht zur Arbeitsachse, also in der Richtung der Wechselstromerregerbürsten erzeugt wird, daß jedoch dieses Feld im Bereich dieser Bürsten selbst durch in der Nähe liegende Ständerleiter vernichtet oder so geschwächt wird, daß die Erregerbürsten nicht abgehoben werden müssen. Die übrigen Ständerleiter werden beim Gleichstrombetrieb zur Kompensation des Ankerfeldes herangezogen.

Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsformen, und zwar beispielsweise für eine zweipolige Maschine mit 24 Ständernuten.

Die Arbeitsbürsten α α (Fig. 1) sind beim Wechselstrombetrieb gewöhnlich kurzgeschlossen, wie gestrichelt eingezeichnet ist, könnten aber auch an eine Spannung gelegt sein, während durch die Erregerbürsten e e · dem Anker Erregerstrom zugeführt wird. Beim Gleichstrombetrieb wird dem Anker durch die Arbeitsbürsten α α, erforderlichenfalls nach Aufhebung der Kurzschlußverbindung, Strom zugeführt, während die Erregerbürsten e e abgeschaltet werden. Bei der bisher üblichen Verbindung der Ständerleiter würden folgende Spulen gebildet werden: ι -1', 2-2', 3-3'. .. 11-11', 12-12'. Hierbei ergibt sich bei den Drähten der einzelnen Nuten jene Stromrichtung, welche durch die Zeichen -f- und — ' innerhalb des Ständerumfanges angedeutet ist. Statt dessen sind bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 folgende Spulenverbindungen hergestellt: Die nahe zu den Arbeitsbürsten α α liegenden Ständerleiter sind zu den Spulen 1 -12' = h'a und ΐ'-ΐ2=/2Λ vereinigt, die nahe zur Erregerachse liegenden Ständerleiter zu den Spulen 6-7' = he und 7-6' = h'e. Die übrigen Spulen sind ungeändert gelassen und gemeinschaftlich mit w bezeichnet. Sämtliche Spulen geben beim Wechselstrombetrieb, im richtigen Schaltsinne eingeschaltet, die gleiche Stromverteilung wie früher. Beim Übergang zum Gleichstrombetrieb wird die Stromrichtung in den Spulen h'a und h'e im Verhältnis

zu den Spulen ha und he umgekehrt. Während beim Wechselstrombetrieb sämtliche Spulen ein Feld in Richtung der Arbeitsachse erzeugen, erregen infolge der angegebenen Umschaltung beim Gleichstrombetrieb die Spulen ha und h'a ein Feld in der Richtung der Erregerbürsten senkrecht zur Arbeitsachse, wie sich aus den innerhalb der früheren Stromrichtungszeichen eingetragenenStromrichtungszeichen der genannten Spulen ergibt. Diesem Felde wirkt jedoch im Bereiche der Erregerbürsten eine entgegengesetzt gerichtete Erregung durch die Spulen he und h'e entgegen. Es wird daher die Zone, in welcher sich die unter den Erregerhürsten e e kurzgeschlossenen Ankerwindungen befinden, feldfrei oder besitzt nur eine geringe Feldstärke in dem •einen oder anderen Sinne. Infolgedessen brauchen die Erregerbürsten nicht abgehoben werden, weil Funkenbildung an ihnen nicht zu befürchten ist. Die Fig. 3 zeigt schematisch die Feldverteilüng bei Gleichstrom. Die Spulen w werden beim Gleichstrombetrieb zur Kompensation des Ankerfeldes in Richtung der Bürsten α α benutzt.

Beim Wechselstrombetrieb bilden sämtliche Ständerspulen in Hintereinanderschaltung die Ständerarbeitswicklung, wie Fig. 2'im oberen Teile zeigt, während der untere Teil die entsprechende Verbindung für Gleichstrom gibt. Es ist aber auch möglich, die Spulen ha und h'a als Wendespulen zu verwenden und ihnen eine für diesen Zweck geeignete Windungszahl und Schaltung zu geben; es können z. B.

die Wendespulen beim Wechselstrombetrieb in bekannter Weise an den Erregertransfprmator angeschlossen werden. Beim Übergang zum Gleichstrombetrieb ist es auch möglich, die Spulen h'a und h'e zu den Spulen ha und he parallel zu schalten. In dem Falle, daß die Spulen ha und he mit der Wicklung»» zu einer einzigen Wicklung vereinigt sind, kann man auch abweichend von Fig. I, um die Zahl der Kreuzungen zu vermindern, unter Beibehaltung der Spulen h'a und h'e die übrigen Ständerdrähte in folgender Weise zu Spulen vereinigen, wobei sich bei beiden Betriebsarten die gleiche Stromverteilung wie früher ergibt: 2-1', 3-2', 4-3', 5-4', 6-5', 8-7', 9-8', 10-9', 11-10', 12-11'. Weitere Verbindungsarten zeigen die Fig. 4 und 5.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind die beim Übergang zum Gleichstrombetrieb umzuschaltenden und die zu ihnen symmetrisch liegenden Spulen in der Weise gebildet, daß je eine Spulenseite in der Nähe der Arbeitsa'chse und die andere in der Nähe der Erregerachse liegt. Dies hat den Vorteil, daß die Länge der Spulenköpfe und die Zahl der Kreuzungen vermindert und daß die Teilung des Ständers in der Erregerachse ermöglicht wird. Es sind beispielsweise die Spulen 1-5' und 8-12' gelegt, welche die umschaltbare Wicklung h' bilden, während die symmetrisch liegenden Spulen h die Nuten ι'-5 und 12-8' umfassen. Die Hauptwicklung w, welche beim Gleichstrombetrieb wieder als Kompensationswicklung dient, wird von den Spulen 2-2', 3-3', 4-4', 6-6', 7-7', 9-9', 10-10', 11-11' gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel gehören den Wicklungen h und h' nicht die der Erregerachse zunächstliegenden Nuten, sondern die darauffolgenden Nuten 5, S', 8 und 8' an. Hierdurch wird die feldfreie Zone verbreitert. Andererseits wäre es auch möglich, die anderen Spulenseiten der Wicklungen h und h' statt in die der Arbeitsachse zunächstliegenden Nuten in die dazu benachbarten Nuten zu verlegen. Es ist ferner selbstverständlich auch möglich, daß jede Spulenseite mehr als eine Nut ausfüllt oder weniger als eine ganze Nut. Die gleichen Abänderungen sind auch bei den anderen dargestellten Ausführungsbeispielen möglich. Bei dem Ausführungsbeispiel Fig. 5 sind die Wicklungen h und h' in den Nuten 1-6, i'-6', 7-12, 7'-12' untergebracht, wodurch ihre Kreuzungen vermieden sind. Doch gibt dies beim Wechselstrombetrieb keine einwandfreie Stromverteilung in den Ständerleitern. Die Fig. 5 zeigt ferner besondere Wendespulen k, welche zusammen mit den Wicklungen h und h' in den der Arbeitsachse zunächstliegenden Nuten 1-1' und-12-12' untergebracht sind und welche sowohl bei Wechsel- wie bei Gleichstrombetrieb unter geeigneter Schaltung zur Erzeugung eines Wendefeldes dienen können.

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Wicklungsanordnung für die Umschaltung kompensierter Einphasenkollektormotoren mit Arbeits,- und Erregerbürsten für Gleichstrombetrieb, wobei der Gleichstrom dem Anker durch die Arbeitsbürsten zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Ständerleitern nahe zur Arbeitsachse liegender Nuten und nahe zur Errregerachse liegender Nuten Spulen bzw. Spulengruppen gebildet sind, welche bei Wechselstrombetrieb so zusammengeschaltet werden, daß sie Arbeits- bzw. Wendespulen liefern, während bei Gleichstrombetrieb durch Umkehrung der Stromrichtung in einer Hälfte dieser Spulen bzw. Spulengruppen ein Magnetfeld in der Richtung der Wechselstromerregerachse mit vollkommen oder nahezu feld- iao

freier Zone im Bereiche der Erregerbürsten erzeugt wird.
2. Kollektormotor zUr Ausführung der Umschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten eines Teiles der umzuschaltenden Spulen in der Nähe ungleichnamiger Arbeitsbürsten und beide Seiten des anderen Teiles in der Nähe ungleichnamiger Erregerbürsten liegen.
3. Kollektormotor zur Ausführung der Umschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite jeder umzuschaltenden Spule in der Nähe einer Arbeitsachse und die andere Seite in der Nähe einer Erregerachse liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.