DE1960162C3 - Drehzahlsteuerbare Kommutatormaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehzahlsteuerbare Kommutatormaschine mit Ständer- und Läuferspeisung.

Für viele Zwecke in der Antriebstechnik werden Elektromotoren benötigt, deren Drehzahl im gesamten Bereich gut steuerbar ist

Solche Motoren sind in vielen Ausführungen bekannt So kann z. B. die Drehzahl von Gleichstrommaschinen durch Veränderung der Ständerspannung, die Drehzahl von Asynchronmaschinen durch Beeinflussung des Schlupfes oder durch Umschalten der Ständerwicklung beeinflußt werden.

Eine besonders genaue Drehzahlsteuerung läßt sich bei Synchronmaschinen erzielen, wenn man die Ständerwicklung mit Drehstrom von variabler Frequenz speist Auf diese Weise wird in der Maschine ein Drehfeld erzeugt, das mit der gewünschten Geschwindigkeit und Richtung umläuft Der benötigte Drehstrom variabler Frequenz wird bei bekannten Anordnungen z. B. von einem statischen Frequenzumformer erzeugt

Ein schwerwiegender Nachteil dieser Art der Drehzählsteuerung sind die vor allem bei Maschinen größerer Leistung entstehenden Kosten für den Frequenzumformer. Die Drehzahlsteuerung mittels Speisung mit variabler Frequenz wird deshalb nur bei Maschinen kleinerer Leistung angewendet SS

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine zu bauen, db auch bei großer Leistung mit einfachen Mitteln drehzahlsteuerbar ist

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ständerwicklung mit einem feststehenden Kommutator verbunden ist, auf dem ein rotierender, fremdangetriebener und an Schleifringe angeschlossener Bürstensatz zur Speisung der Ständerwicklung schleift, der mit einer festen Drehzahldifferenz zum Läufer umläuft

Die Zeichnung soll das Prinzip der erfindungsgemäßen Maschine verdeutlichen. Es ist eine Ausführung für dreiphasigen Drehstrom mit J.äuferspeisung über Schleifringe im Schnitt dargestellt

Der Läufer 1 trägt eine Drehstromwicklung und wird über drei Schleifringe 3 gespeist Der Ständer 2 ist an den Kommutator 4 angeschlossea Auf dem Kommutator schleift ein Drehstrombürstensatz, von dem eine Bürste 5 gezeichnet ist Der Bürstensatz ist an einem um die Läuferwelle drehbaren Korb 7 befestigt Der Korb ist auf der Läuferwelle mittels einer Nabe 8 gelagert und wird von einem Servomotor 9 über Ritzel und Zahnkranz 10 angetrieben. Die Stromversorgung des Ständers erfolgt über Schleifringe 6, die mit den Bürsten verbunden sind.

Durch den rotierenden Bürstensatz wird im Ständer ein Drehfeld mit steuerbarer Umlauffrequenz erzeugt das wie bei einer Synchronmaschine auf den Läufer einwirkt Bei Speisung von Läufer und Ständer mit Drehstrom gleicher Frequenz und Drehrichtung rotiert der Läufer synchron zum fremdangetriebenen Bürstensatz. Als sinzige Relativbewegung zwischen Ständerund Läuferfeld bzw. zwischen Bürstensatz und Läufer tritt dann eine dem Polradwinkel entsprechende momentenabhängige Verschiebung auf.

Als Antriebsmotor für den Bürstensatz wird vorteilhaft ein gut drehzahlsteuerbarer Servomotor kleiner Leistung verwendet

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maschine ist neben den geringen Kosten für die zur Drehzahlsteuerung notwendigen Teile das starre D'-ehzahlverhalten, d.h., die Drehzahl wird von Lastwechseln nicht beeinflußt Ferner kann die Maschine auch im Stillstand und bei kleinen Drehzahlen ohne erhöhte Verluste das volle Drehmoment aufbringen.

Die Maschine gemäß der Erfindung kann überall dort eingesetzt werden, wo ein häufiger Wechsel von Drehzahl und -richtung bei hoher Leistung und gutem Wirkungsgrad benötigt wird, so z. B. als Antriebsmotor in Walzwerken und bei Bahnen.

Die erfindungsgemäße Maschine kann mit Drehstrom, Wechselstrom oder Gleichstrom betrieben werden. Läufer und Ständer können auch mit unterschiedlichen Stromarten gespeist werden. So kann z. B. der Ständer mit Drehstrom und der Läufer mit Gleichstrom betrieben werden. In diesem FaI! rotiert der Läufer mit der Synchrondrehzahl, wenn der Bürstensatz stillsteht Die Drehzahldifferenz zwischen Läufer und Bürstensatz ist immer konstant

Der Bürstensatz kann bei dieser Speisungsart zum Anlassen der Maschine und zur Drehzahlregulierung in der Nähe der Synchrondrehzahl benutzt werden.

Wenn Läufer und Ständer mit gleicher Stromart gespeist werden, rotiert der Läufer mit derselben Drehzahl wie der Bürstensatz. In diesem Fall braucht die Speisung der Läuferwicklung nicht über eigene Schleifringe zu erfolgen. Statt dessen kann der Läufer mittels flexibler Leitungen gespeist werden, die an die Schleifringe 6 des Bürstensatzes angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehzahlsteuerbare Kommutatormaschine mit Ständer- und Läuferspeisung, dadurch ge- s kennzeichnet, daß die Ständerwicklung mit einem feststehenden Kommutator (4) verbunden ist, auf dem ein rotierender, fremdangetriebener und an Schleifringe (6) angeschlossener Bürstensatz zur Speisung der Ständerwicklung schleift, der mit einer festen Drehzahldifferenz zum Läufer (1) umläuft

2. Drehzahlsteuerbare Kommutatormaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ständer (2) und/oder Läufer (1) mit Drehstrom, Wechselstrom oder Gleichstrom gespeist werden.

3. Drehzahlsteuerbare Kommutatormaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwicklung über Schleifringe (3) gespeist wird.

4. Drehzahlsteuerbare Kommutatormaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwicklung über flexible Leitungen gespeist wird, die an die Schleifringe (6) des rotierenden Bürstensatzes angeschlossen sind.

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