DE195967C

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Publication number: DE195967C
Application number: DENDAT195967D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 195967 KLASSE 21 d. GRUPPE

Die bisher bekannten Einrichtungen, bei welchen. die Funkenbildung bei Wechselstromkollektormotoren durch etwa in der Bürstenachse angeordnete, also die Kommutierungszone beeinflussende Wendepolwicklungen vermindert wird, geben nur bei einer ganz bestimmten Tourenzahl und einer bestimmten Belastung bzw. einem bestimmten Drehmoment möglichst funkenfreien Gang.

ίο Ändert sich die Tourenzahl oder Belastung, so muß an der Wendepolwicklung geregelt werden.

Zu dieser Regelung in Abhängigkeit von der Tourenzahl und der Feldstärke des Motors benutzte man bisher entweder induktionslose Widerstände, in welchen beträchtliche Energiemengen vernichtet werden mußten, oder besondere Erregermaschinen. Gegenstand, vorliegender Erfindung ist nun eine Einrichtung

ao zur Vermeidung der Funkenbildung, bei welcher, ohne daß Verluste in Widerständen entstehen und ohne Zuhilfenahme besonderer Erregermaschinen, das durch die Wendepolwicklung erzeugte Feld lediglich durch geeignete Schaltung bzw. Beeinflussung der Wicklung selbst sich selbsttätig vergrößert, wenn die Erregung des Motors zunimmt, und sich selbsttätig verringert, wenn die Tourenzahl zunimmt, und zwar derart, daß ihre Feldstärke der Erregerfeldstärke direkt und der Tourenzahl umgekehrt proportional ist.
Die Wirksamkeit des neuen Verfahrens und 35

der zur Ausübung des Verfahrens dienenden Einrichtung ergibt sich aus folgender Betrachtung:

Bezeichnet man das Erregerfeld des Motors, welches bekanntlich durch Induktion in den von den Bürsten kurzgeschlossenen Windungen die das Funken bewirkende elektromotorische Kraft erzeugt, mit f_x, und das etwa, in der Achse der Bürsten (α in Fig. 1) angeordnete Wendepolfeld, welches in den kurzgeschlossenen Windungen, und zwar infolge der Rotation dieser Windungen im Wendefeld die der ersteren elektromotorischen Kraft entgegenwirkende E. M. K. hervorruft, mit f<i, so ist die von J₁ erzeugte E. M. K. proportional der Periodenzahl cvd, die von /_ä erzeugte E. M. K. proportional der Tourenzahl n, und da diese beiden E. M. K einander dauernd gleich sein sollen, so muß sein:

oder f —f /2 —/1

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Einige Ausführungsbeispiele sind in beiliegender Zeichnung schematisch dargestellt:

Gemäß Fig. 1 ist die Feldstärke der Wenden polwicklung/₂ in der Richtung der. Bürsten α dadurch annähernd umgekehrt proportional der Tourenzahl gemacht, daß die Wicklung^ an dasselbe bewegliche Kontaktstück w des . Regelungstransformators t angeschlossen ist,

mit welchem die dem Motor zugeführte Spannung geändert wird, und zwar derart, daß, wenn die dem Motor zugeführte Spannung vergrößert wird, zugleich die der Wendepolwicklung f.₂ zugeführte Spannung verkleinert wird. Gemäß der Fig. ι wird dies dadurch bewerkstelligt, daß der Motor zwischen dem einen Ende der unterteilten Transformatorspule und dem Kontaktstück w, die Wendepolspule f.₂ zwischen dem Kontaktstück w und dem anderen Endpunkt der Transformatorspule eingeschaltet ist. Die Abhängigkeit von der Erregerfeldstärke wird dadurch bewirkt, daß mit Hilfe eines parallel der Erregerwicklung geschalteten oder auch parallel zu einem Teil der Erregerwicklung oder parallel zu einem beliebigen im Stromkreise der Erregerwicklung liegengenden induktiven Widerstand geschalteten Solenoids r die Wirkung der Wendepol-SpIiIe₁Z₂ bei Spannungserhöhung an der Erregerwicklung erhöht wird, beispielsweise indem das Solenoid bei Spannungserhöhung an der Erregerwicklung die Selbstinduktion im Stromkreis der Wendepolwicklung f.₂ verringert, indem es einen Eisenkern ρ aus der Drosselspule s (Fig. 1) herauszieht. Die Wirkung des Solenoids kann natürlich hierbei durch geeignete Bemessung des Eisenkernes den Bedürfnissen genau angepaßt werden.

Gemäß Fig. 2 können auch zu demselben Zweck der Wendepolwicklung f,₂ zwei verschiedene Spannungen zugeführt werden, nämlich außer der mittels des Kontakt-Stücks w vom -Regelungstransformator abgegrenzten, der Netzspannung proportionalen Spannung noch eine dem Erregerstrom des Motors proportionale Spannung, indem die Wendepolwicklung f₂ parallel zur Erregerwicklung f_x geschaltet wird.

Anstatt direkt kann diese Schaltung auch in der durch Fig. 3 dargestellten Weise mittels Transformators u erfolgen, indem der sekundäre Teil des primär parallel zur Erregerwicklung oder einem Äquivalente derselben liegenden Transformators u in Serie mit der Sekundärwicklung eines der Netzspannung proportionale Spannung führenden Transformators ν geschaltet wird und mit dieser zusammen die Spannung für die Erregung des Wendepoles liefert.

Die in Fig. 1 verwendete Drosselspule s kann gemäß Fig. 4 auch in Hintereinanderschaltung mit beiden Spannungen, nämlich mit der der Netzspannung proportionalen Spannung und der dem Strom proportionalen Spannung liegen.

Meistens wird es jedoch zweckmäßiger sein, gemäß Fig. 5 die Drosselspulen so zu schalten, daß sie auf das Verhältnis zwischen Erregerfeldstärke und Wendefeldstärke keinen Einfluß haben kann, sondern selbst nur von der absoluten Größe der Motorspannung mittels des Solenoids r beeinflußt wird, welches wie bisher parallel zu dem Erregerfeld oder einem Äpuivalente desselben liegt. Die Wendepolspule f.₂ liegt hierbei in Serie zu der Sekundärwicklung des Transformators v, welcher primär über die Drosselspule mit einstellbarer Selbstinduktion s an einer der Netzspannung proportionalen Spannung liegt, und mit dieser Wicklung parallel zur Erregerwicklung. Die Wendepolwicklung bringt daher gewissermaßen zwei Felder "hervor, von denen das eine, welches proportional dem Hauptstrom und in Phase mit dem Arbeitsstrom ist, zur Aufhebung des Ankerfeldes in der Wendezone dient, während das zweite, welches in Phase'mit der Netzspannung ist, die Wirkung des von der Erregerwicklung^ hervorgebrachten oszillierenden Feldes aufzuheben vermag.

In dem durch Fig. 5 dargestellten Falle wird die vom Transformator für die Wendepolwicklung abgegriffene Spannung auch ohne Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Regelungstransformators selbsttätig in der erforderlichen Weise verändert.

Den Stromkreis der Wendepolwicklung f.₂ kann man natürlich noch in anderer als der oben angegebenen Weise von der der Erregerspannung proportionalen Spannung (z. B. mittels des Solenoids r) beinflussen, als in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen angegeben wurde. Beispielsweise kann das S5 Solenoid r gemäß Fig. 6 anstatt auf den Eisenkern der Drosselspüle s auf eine Schaltvorrichtung einwirken, welche Teile der Drosselspule oder des Transformators t nach Bedarf ab- oder zuschaltet.

Das vorbeschriebene Verfahren ist besonders dadurch bemerkenswert, daß mittels derselben Regelungsvorrichtung (Hebel w), mit welcher die Tourenzahl des Motors geregelt wird, gleichzeitig auch die der Wendepolwicklung zuzuführende Spannung in zweckentsprechender Weise eingestellt wird, ferner dadurch, daß die Erregerspannung für den Wendepol oder eine bestimmte Komponente derselben von der Größe des Erregerfeldes abhängig gemacht ist, wobei die Phase der Spannung bzw. der erwähnten Komponente derselben unbeeinflußt bleibt.

Bei den gezeichneten Ausführungsbeispielen ist alles nicht unmittelbar zum Erfindungsgegenstand Gehörige weggelassen, so z. B. die in vielen Fällen vorteilhafte Serienkompensationswicklung, welche zweckmäßig so angeordnet wird, daß ihr Einfluß auf die Wicklung f₂ vernachlässigt werden kann.

Claims

Patent-An Sprüche:

ι. Verfahren zur Regelung des Wende-. polfeldes bei Wechselstromkollektormaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erregung der Wendepole benutzte Spannung gleich der Differenz einer konstanten Spannung vermindert um die die Tourenzahl bestimmende Motorspannung ίο gehalten wird, so daß bei Vergrößerung der Motorspannung zugleich die die Wendepolwicklung speisende Spannung verkleinert wird und umgekehrt.
2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit der gemäß Anspruch 1 zur Erregung der Wendepole benutzten Restspannung eine zweite Spannung geschaltet ist, die dem Erregerstrom der Maschine proportional ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des Stromkreises, in welchem die die Wendepolwicklung speisende Spannung herrscht, vermittels eines Solenoids beeinflußt wird, das von einer dem Erregerstrom der Maschine proportionalen Spannung gespeist wird, wobei die Beeinflussung derart erfolgt, daß bei wachsendem Erregerstrom der Widerstand des Wendepolerregerstromkreises verkleinert wird und umgekehrt.
4. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder nach den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der eine Pol des Motors als auch der eine Pol der Wendepolwicklung an dasselbe bewegliche Kontaktstück eines Regelungstransformators derart angeschlossen sind, daß die Spannung für den Motor zwischen dem einen Endpunkt der unterteilten Transformatorspule und dem beweglichen Kontaktstück, die Spannung für die Wendepolwicklung zwischen dem beweglichen Kontaktstück und dem anderen Ende der Transformatorspule abgegriffen wird, wobei die Feldwicklung zwischen dem beweglichen Kontaktstück einerseits und dem Verbindungspunkt der Wendepolwicklung mit der Arbeitswicklung des Motors andererseits eingeschaltet sein kann.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Regelung des Widerstandes im Wendepolerregerstromkreis die Regelung einer in diesen Stromkreis eingeschalteten elektromotorischen Kraft tritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin. Gedruckt tN Cer Reichsdruckerei.