DE198349C

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Publication number: DE198349C
Application number: DENDAT198349D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vs 198349 -KLASSE 21 d. GRUPPE

OTTO BÖHM und RICHARD WEIDEMANN

in BERLIN.

Gleichstrommaschine mit unter den Hauptpolen liegenden Bürsten. Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Januar 1907 ab.

Die Erfindung betrifft eine Gleichstrommaschine, in deren Anker durch Kurzschluß von Ankerwindungen ein zu dem Hauptfeld senkrechtes Querfeld erzeugt wird, so daß sie — als Dynamomaschine betrieben — einen von ihrem Drehsinne unabhängigen, stets gleichgerichteten Strom gibt.

Die vorliegende Maschine weist nur einen Satz von Bersten auf, welche sämtlich unter

ίο den Hauptpolen liegen und stets mindestens zwei Stromwenderstege gleichzeitig berühren. Letztere sind mit den Ankerwindungen derart verbunden, daß durch die Bürsten die im Induktionsfelde unterhalb der Feldmagnetpole liegenden Ankerwindungen sämtlich oder teilweise kurzgeschlossen werden; besondere zusätzliche Bürsten sind also hierfür nicht erforderlich.

Unter den Hauptpolen liegende Bürsten hat man bei Dynamomaschinen und Elektromotoren bereits zur Ab- oder Zuführung des Stromes benutzt (D. R. P. 179281, Kl. 21 d). Derartige Maschinen weisen jedoch noch andere Bürsten auf, welche gegen die genannten um etwa eine halbe Polteilung versetzt sind, und liefern auch — als Dynamomaschinen betrieben — keinen von ihrem Drehsinne unabhängigen, stets gleichgerichteten Strom.

Es ist ferner schon bekannt, einen Teil der Ankerwindungen kurzzuschließen (D. R. P. 148362, Kl. 21 d). Man hat indessen hierfür je zwei Bürsten benutzt und diese Anordnung im wesentlichen nur zu dem Zwecke getroffen, das Auftreten von Funken an dem Stromwender zu unterdrücken. ■

Schließlich hat man zur Entnahme des Stromes unter den Hauptpolen liegende Bürsten verwendet (englisches Patent 12645 vom Jahre 1905) und den Erregerstrom von weiteren, um etwa eine halbe Polteilung gegen erstere versetzten Bürsten abgenommen. Der Zweck dieser Anordnung war, trotz wechselnder Drehzahl eine stets gleiche Leistung der Dynamomaschine zu erhalten.

Die vorliegende Maschine unterscheidet sich von den angeführten zunächst durch die eigenartige Verbindung der Stromwenderstege mit den Ankerwindungen. Die einzelnen Ankerwindungen werden nämlich nicht, wie üblich, in derselben Reihenfolge, wie sie auf dem Anker liegen, auch mit den Stegen des Stromwenders verbunden, sondern zwei benachbarte Ankerwindungen sind immer an Stromwenderstege, die um einen gewissen Winkel (z. B. etwa eine halbe Polteilung) auseinanderliegen, angeschlossen. Jede der Bürsten, die dabei unter den Hauptpolen liegen und stets mindestens zwei Stromwenderstege gleichzeitig berühren, schließt daher einen sich über einen gewissen Winkel erstreckenden Teil der Ankerwicklung kurz, was — wie im nachstehenden näher dargelegt werden soll — zur Folge hat, daß die Maschine bei ihrem Betrieb als Stromerzeuger einen von ihrem Drehsinne ,unabhängigen, stets gleichgerichteten Strom gibt.

Die auf der beiliegenden Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellte zweipolige Dynamomaschine zeigt auf ihrem Anker α der Einfachheit halber die Grammesche Wicklung. Diese besteht z. B. aus 28 Spulen b, deren jede ebenfalls der Einfachheit halber nur als eine einzige Windung veranschaulicht

ist. Auf dem Stromwender c, der ebenfalls 28 Stege d besitzt, schleifen die beiden Bürsten e und f, welche so breit sind, daß sie ,immer mindestens zwei benachbarte Stege gleichzeitig berühren.

Die Verbindung der einzelnen Spulen b der

. Ankerwicklung mit den Stegen rf ist hier in der Weise ausgeführt, daß zwei benachbarte Stege immer an Ankerspulen, die um etwa eine halbe Polteilung auseinanderliegen, angeschlossen sind. So sind die Ankerspulen b¹, b³, b^s usw. mit den Stegen rf¹, rf³, rf⁵ usw., dagegen die Ankerspulen b"², £*, b° usw. mit den Stegen rf⁸, rf¹⁰, rf¹² usw. verbunden. Bei der gezeichneten Stellung schließt also die Bürste e die Ankerspulen b'²² bis b^l und die Bürste f die Ankerspulen b^& bis έ¹⁵ kurz.

Zur Erklärung der Wirkungsweise sei angenommen, daß der Anker α zunächst stillsteht. Infolge des remanenten Magnetismus ist ein magnetisches Feld vorhanden, dessen Kraftlinien von dem Pole g nach dem Pole h durch den Anker hindurchgehen und sich durch das Joch m schließen. In dem Anker besteht also ein senkrechtes Kraftlinienfeld. Wird nun der Anker gedreht, so treten in den einzelnen Spulen b der Ankerwicklung • elektromotorische Kräfte auf. Da die Ankerspulen b²² bis b¹ und b^a bis &¹⁵ je durch die Bürste e bzw.y kurzgeschlossen sind, so entsteht in diesen Wicklungen ein nicht nach außen abfließender Strom, der seinerseits ein zweites, zu dem ursprünglichen Kraftlinienfeld senkrecht stehendes, also wagerechtes Feld erzeugt. Bei der Drehung des Ankers wird dieses Feld nun von den Spulen b^[ bis b^s bzw. b^i!> bis b'²'². geschnitten, so daß auch in ihnen elektromotorische Kräfte auftreten. Da diese Spulen nun nicht kurzgeschlossen sind, so liefern sie über die Bürsten e,f Nutzstrom von einer bestimmten Richtung an das Verbrauchsnetz n. Zu letzterem liegt die Magnetwicklung i, k parallel und erhält so das anfänglich von dem remanenten Magnetismus herrührende senkrechte Kraftlinienfeld.

Wird der Anker α in dem umgekehrten Sinne gedreht, so ändert sich damit auch die Richtung des von den kurzgeschlossenen Spulen b²'² bis b^l bzw. b^s bis b'⁵ erzeugten Magnetfeldes. Mithin bleibt die . Richtung des Stromes in dem Verbrauchsnetz gleich.

Die um einen gewissen Winkel auseinanderliegenden und jeweils von einer Bürste geschlossenen Spulen der Ankerwicklung können auch an nicht benachbarte Stromwenderstege angeschlossen werden, sofern letztere nur durch die denselben Pol führende Bürste geschlossen werden. Diese Bürste kann ferner auch aus mehreren Teilen bestehen, die untereinander kurz oder über Widerstände zu schließen sind.

Wie ohne weiteres aus den gegebenen Darlegungen verständlich ist, läßt sich die vorliegende Verbindungsweise der Ankerwicklungen mit dem Stromwender für jede Ankerart (Trommelanker, Sternanker usw.) sowie für jede Ankerwicklung (Schleifen-, Wellenwicklung usw.) anwenden.

Bei Ausführung der Magnetwicklung in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise als Nebenschlußwicklung liefert die Maschine bei konstanter Stromstärke eine von der Drehzahl praktisch unabhängige Spannung. Soll indessen die Spannung sowohl von der Drehzahl als auch von der Stromstärke unabhängig sein, so ist die Erregerwicklung als Kompoundwicklung auszuführen, d. h. es ist außer der Nebenschlußwicklung noch eine von dem Hauptstrom durchflossene Reihenwicklung anzuordnen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Gleichstrommaschine mit unter den Hauptpolen liegenden Bürsten, gekennzeichnet durch die Verbindung der Stromwenderstege mit den Ankerwindungen in der Weise, daß durch diese Bürsten,- welche stets mindestens zwei Stromwenderstege gleichzeitig berühren, die im Induktionsfelde unterhalb der Feldmagnetpole liegen- den Ankerwindungen sämtlich oder teilweise kurzgeschlossen werden, zum Zwecke, ohne Verwendung zusätzlicher Bürsten ein zum Hauptfeld und zu den Bürsten senkrechtes Querfeld zu erzeugen, so daß die Maschine — als Dynamomaschine betrieben — einen von ihrem Drehsinne unabhängigen, stets gleichgerichteten Strom gibt.

2. Gleichstrommaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils von einer Bürste kurzgeschlossenen Ankerwindungen sich über etwa eine halbe Polteilung des Ankerumfanges erstrecken.

3. Gleichstrommaschinenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die um einen gewissen Winkel auseinanderliegenden und jeweils von einer Bürste kurzgeschlossenen Ankerwindungen an benachbarte Stromwenderstege angeschlossen sind.

4. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die um einen gewissen Winkel auseinanderliegenden und jeweils von einer Bürste kurzgeschlossenen Ankerwindungen an nicht benachbarte Stromwenderstege angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.