DE196327C

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Publication number: DE196327C
Application number: DENDAT196327D
Authority: DE

Description

C H E S

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Me 196327 KLASSE 2\d. GRUPPE

ROBERT LUNDELL in NEW-YORK.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Oktober 1904 ab.

Die Erfindung betrifft einphasige Wechsel- 1' -strom-Kommutatormotoren und verfolgt den Zweck, einen (mit oder ohne Belastung) selbstangehenden Motor zu schaffen, der auch aus der Entfernung leicht umgesteuert werden kann, ein hohes Drehmoment beim Anlaufen sowie hohe Leistungsfähigkeit besitzt und ohne Funken am Kommutator bei verschiedenen Belastungen und Geschwindigkeiten arbeitet.

Fig. ι zeigt eine schematische Ansicht der neuen Vorrichtung und

Fig. 2 eine gleiche Ansicht für entgegengesetzte Drehrichtung der Maschine.
Bekanntlich kann man bei Verwendung eines aus Blechen aufgebauten Feldmagneten einen gewöhnlichen Reihenschlußmotor in einem Einphasen wechselstromkreis laufen lassen. Weiter ist es auch bekannt, daß man einen Anker mit Kommutator in einem Wechselstrommagneten laufen lassen kann, falls bestimmte Wicklungen des Ankers in sich kurzgeschlossen werden, wobei allerdings der Anker vom Primärstromkreis gänzlich getrennt ist. Die vorliegende Maschine ist die Kombi-. nation eines Serien- und eines Repulsionsmotors.

In Fig. I sind die beiden Leiter eines Wechselstromnetzes mit L, L¹ bezeichnet, M ist der aus Blechen aufgebaute Feldmagnet eines zweipoligen Motors mit Polen P₁P¹ und Feldwicklungen F, F¹. Der umlaufende Ankerkern A besitzt eine Gramme- oder Ringwicklung, deren einzelne Gänge in bekannter Weise mit dem Kommutator C verbunden sind. Die Kontaktstücke oder Bürsten B, B¹ sind gegeneinander isoliert und genügend langgestreckt, um eine Anzahl von Kommutatorsegmenten und Wicklungsgängen zu umfassen bzw. kurzzuschließen.

Mit D ist der doppelarmige Hebel bezeichnet, der zur Regelung der Stellung der Kontaktstücke B, B¹ dient. Durch Stange E wird dieser Hebel mit einem Kern P³ verbunden, der durch die Solenoidspulen C¹, C² Bewegung erhält. Diese Spulen werden durch einen kleinen Schalter O eingeschaltet, der an einer entfernten "Stelle angeordnet sein kann, und der entweder die eine oder die andere der Spulen, kurzschließt und bei öffnung beide Spulen in den Stromkreis geschaltet läßt. Die Spulen C¹, C² sind mit den Hauptdrähten L, L¹ des Wechselstromkreises verbunden dargestellt; vorteilhafter würde es sein, sie mit einer Gleichstromquelle, z. B. mit einer Batterie zu verbinden. R ist ein Anlaß- und Regelungswiderstand zur Regelung des dem Motor zugeführten Stromes. W¹, W'², W^s

bis W¹ sind Verbindungsleitungen. Die zu den Kontaktstücken B, B¹ führenden Drähte W², W³ sind nachgiebig, um an der Bewegung der Kontaktstücke teilnehmen zu können.

Um die vereinigte Wirkung des primären und des induzierten Stromes in den Ankerwicklungen darzustellen, ist auf der Zeichnung die Richtung des Stromes zu einem

ίο bestimmten Zeitpunkt durch Pfeile angegeben; die ausgezogenen bezeichnen primäre, die punktierten induzierte Ströme. Ebenso sind die Polaritäten N, S mit ausgezogenen Buchstaben bezeichnet, wo sie durch Primärströme, und mit punktierten, wo sie durch induzierte Ströme erzeugt werden. Die auf dem Ankerkern durch volle Buchstaben in kleinen Kreisen bezeichneten Polaritäten S, N sind die aus den primären und induzierten Strömen resultierenden Polaritäten.

Soweit man nun die Maschine nach Fig. 1 als einen einfachen Serienmotor betrachtet, ist ersichtlich, daß bei der durch die (ausgezogenen) Pfeile bezeichneten Stromrichtung die Ankerpole N, S (ausgezogen) mit den .Feldpolen und der Linie Y, Y einen Winkel von 45⁰ bilden, was eine Drehung des Ankers entgegengesetzt der Uhrzeigerdrehung ergibt. Im nächsten Augenblick, wenn der Strom seine Richtung gewechselt hat, wechseln sämtliche Polaritäten, und die Drehungsrichtung bleibt die gleiche.

Sieht man von der Wirkung des Primär-_% stromes in den Ankerwicklungen ab, so findet man, daß in den Ankerwicklungen, welche durch die langgestreckten Kontaktstücke oder Bürsten B, B¹ kurzgeschlossen werden, Sekundärströme induziert werden, und zwar durch die Kraftlinien, welche zwischen den Feldmaghetpolen N und S durch den Anker strömen. Die Richtung dieser induzierten Ströme wird entgegengesetzt der Richtung des durch die Feldwicklungen F und F¹ fließenden Stromes sein und ist in Fig. 1 durch die punktierten Pfeile angedeutet. Die von diesen Sekundärströmen herrührenden Polaritäten werden sich an den durch die punktierten Buchstaben -S und JV angegebenen Stellen des Ankers befinden, und es folgt daraus, daß die Drehrichtung ebenfalls von rechts nach links sein wird.

Betrachtet man nun die vereinte Wirkung der Primärströme sowie der Sekundärströme auf den Ankerkern, so findet man, daß die vereinten Polaritäten auf der Linie Y- Y liegen, wie durch die Buchstaben 5 und N in den kleinen Kreisen angedeutet ist. Genau an dieser Stelle müssen die Polaritäten liegen, um das beste Drehmoment zu erzielen.

Tatsächlich würden auch, wenn der Motor als gewöhnliche Reihenschlußmaschine läuft, die üblichen schmalen Bürsten auf oder nahe der Linie Y- Y liegen müssen. Ein solcher Motor würde jedoch Schwierigkeiten durch Funkenbildung infolge des starken Sekundärstromes in den durch die Bürsten kurzgeschlossenen Ankerwindungen bieten.

Durch die vorliegende Anordnung wird der induzierte Strom in jedem Gange der Wicklung auf ein normales Maß herabgesetzt, indem so viele Gänge kurzgeschlossen werden, daß die Amperewindungen von den kurzgeschlossenen Teilen des Ankers zusammengenommen nahezu den Amperewindungen auf den anderen, zu den Primärströmen gehörenden Teilen des Ankers gleich sind.

Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, daß die induzierten und die Primärströme in den Ankerwicklungen an den auf Linie X-X gelegenen Ablauf- oder Endkanten der Kontaktstücke B, B¹ in der gleichen Richtung fließen. Wenn diese Ströme nahezu gleich sind, dann wird, wenn die Kommutatorsegmente die Bürsten verlassen, keine Funkenbildung auftreten, da an diesen Punkten in den Ankerwicklungen keine Umkehrung des Stromes stattfindet.

Die Stellung der Kontaktstücke B, B¹ wird durch die Stellung des Kernes P³ geregelt, der zweckmäßig mit Anschlägen zur Begrenzung seiner äußersten Stellungen versehen wird, oder es können auch Anschläge angeordnet werden, um die Bewegung des Hebels D zu begrenzen.

In Fig. 2 ist die Richtung der primären und der induzierten Ströme in den Ankerwicklungen gewechselt, gemäß der Stellungsänderung der Kontaktstücke B und B¹. Die resultierenden oder vereinigten Polaritäten sind demgemäß auch gewechselt, wie die Buchstaben N und S in den kleinen Kreisen zeigen, und die Drehung erfolgt in Richtung des Uhrzeigers. Man bemerkt, daß die Kontaktstücke nur um 90⁰ gedreht werden, während die resultierenden Polaritäten des Ankers sich um i8o° verschieben.

Bei der praktischen Ausführung der Maschine wird zweckmäßig ein geschlitzter Trommelanker sowie eine Vielpolanordnung Verwendung finden. An.Stelle der gezeigten Reihenschaltung der Ankerwicklung können die Stromkreise auch in Nebenschlußschaltung mit den Feldwicklungen verbunden werden.

Claims

Patent-An Sprüche:

ι. Einphasen - Wechselstrom - Kommutatormaschine, dadurch gekennzeichnet, daß langgestreckte, wie bei Repulsionsmotoren

angeordnete Kurzschlußbürsten (Kontaktstücke), welche ζ. Β. bei einer zweipoligen Maschine etwa die Breite eines Quadranten umfassen, einerseits zum Kurzschließen gewisser Gruppen der Ankerwicklung und andererseits zur Zuführung des äußeren Stromes in die nicht kurzgeschlossene Wicklung dienen, zum Zweck, alle Ankerwindungen auszunutzen und Funkenbildung am Kommutator zu vermeiden.
2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehrung der Drehrichtung die Kurzschlußbürsten verschoben werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.