DE200992C

DE200992C -

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Publication number: DE200992C
Application number: DENDAT200992D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Jig 200992 KLASSE 21 a. GRUPPE

in FRANKFURTa. M.

an Gleichstrommaschinen.

Zusatz zum Patente 199382 vom 2. März 1907.

Längste Dauer: 1. März 1922.

Im Patent 199382 ist eine Einrichtung zur Erzielung der Unabhängigkeit der Stromrichtung von der Drehrichtung an Gleichstrommaschinen beschrieben, gemäß welcher die beabsichtigte Wirkung durch die Reihenschaltung zweier Gleichstromnebenschlußmaschinen erzielt wird, deren Nebenschluß wicklungen entsprechend den verschiedenen Drehrichtungen im entgegengesetzten Sinne gewickelt sind.

Gegenstand vorliegender Erfindung besitzt gegenüber anderen Maschinen, die demselben Zweck dienen, die sämtlichen in dem Hauptpatent beschriebenen Vorteile. Vor allem ist wiederum die Selbstregelung auf konstante Spannung bzw. konstanten Strom rasch, da die Hauptspannung eine Zunahme nicht erfahren kann. Denn erstens wird das Feld, welches die Komponente in Richtung der Hauptspannung erzeugt, durch den Ankerstrom geschwächt und zweitens wird das Feld, welches die gegenwirkende Komponente der Hauptspannung erzeugt, verstärkt. Ferner ist die Gefahr des Umpolarisierens der Maschine verhindert, selbst wenn eine Fremderregung nicht vorgesehen ist. Sie paßt sich in ihrer Spannung und Stromstärke den jeweils herrschenden Verhältnissen an, und weder bei Abnahme der Drehzahl noch bei Abnahme des äußeren Widerstandes wird der Strom seinen normalen Wert wesentlich überschreiten können und bei konstantem äußeren Widerstand wird trotz veränderlicher Drehzahl die Spannung nahezu konstant bleiben müssen.

Zu diesen wesentlichen \^orteilen kommt bei der Ausführung gemäß vorliegender Erfindung eine Vergrößeruug der Leistungsfähigkeit.

Wenn die beiden Nebenschlußmaschinen des Hauptpatents zu einer einzigen vereinigt sind, ist der wirksame Polbogen bei Rechtswie auch bei Linksdrehung im wesentlichen gleich der halben Polteilung.

Da man nun mit der Luftinduktion aus verschiedenen Gründen, z. B. Beschränkung von Energieverlusten, nicht über einen gewissen Wert hinweggehen kann, so ist das gesamte Feld kleiner als es bei größerem Polbogen sein muß. Um nun ein stärkeres Feld zu erzielen bzw. den wirksamen Polbogen größer als 0,5 der Polteilung zu machen, schafft man zunächst eine an sich feldfreie, d. h. neutrale Zone, und erregt diese mit der Drehrichtung wechselnd stets von derjenigen Nebenschlußwicklung, welche sich bei dieser Drehung erregt. Das Feld dieser Zone ist mit dem Feld der erregenden Nebenschlußmaschine in bezug auf die elektromotorische Kraft im Ankerstromkreise

gleichgerichtet. Der wirksame Polbogen setzt sich somit gemäß der Erfindung aus zwei Teilen zusammen, und zwar aus dem Polbogen der erregten Nebenschlußmaschine und dem Polbogen der nunmehr miterregten Zwischenzone.

Aus Fig. 2 sind die jeweils wirksamen Polbogen ersichtlich. Je nach der Drehrichtung sind dies

a-f ε und β + γ

bzw.

δ' -\- γ und ε -f- ζ.

Die Schaffung der neutralen Zone geschieht dadurch, daß die Erregerbürsten b b wesentlich aus der vertikalen Symmetrielage entfernt werden. Die Vergrößerung des wirksamen Polbogens geschieht dann beispielsweise dadurch, daß die Erregerwicklungen so angeordnet werden, daß sie außer ihren Polen auch noch die neutrale Zone mit umfassen. Hierdurch wird auch noch der Vorteil erzielt, daß die Erregung von denjenigen Teilen des Ankers genommen werden kann, welche unter Einfluß des Netzstromes schwankende Felddichte zeigen, so daß die Regelung auf konstanten Strom bzw. konstante Spannung in hohem Maße gefördert wird.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist der wirksame Polbogen z. B. auf etwa ²/₃ einer Polteilung vergrößert. Das gezeichnete unter Umständen zweckmäßig anzuwendende sechspolige Gehäuse besitzt einen zweipolig gewickelten Anker. Die Bürsten b b stehen unter 6o° und befinden sich an feldfreier Stelle, ebenso wie die Hauptbürsten a a. Die Polschenkel 1 und 2 bilden System I, die Polschenkel 4 und 5 das System II, während die Polschenkel 3 und 6 in einer magnetisch neutralen Zone liegen und das System III bilden. Die Wicklungen f und f¹ umspannen die Pole 2 und 3 bzw. 5 und 6, die Wicklungen g und g^l umspannen die Pole 3 und 4 bzw. ι und 6. Wie aus der Figur hervorgeht, sind also die Pole 3 und 6 doppelt bewickelt. Der freie Wicklungsraum auf den anderen vier Polen kann beispielsweise dazu benutzt werden, um Wicklungen unterzubringen, welche zur Unterstützung der remanenten Felder oder zur Einstellung der Feldstärken dienen sollen. Auch ist es unter Umständen zweckmäßig, Kompensationswicklungen auf den Kernen anzuordnen. Die Erregung dieser Wicklungen kann in beliebiger Weise erfolgen. Die in Fig. 1 gezeichnete Ausführungsform ist vorzugsweise für Ankerringwicklung geeignet.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise diene folgendes:

Die drei wesentlichen Bestandteile der Einrichtung, nämlich die Feldsysteme I, II und III, lassen sich in ähnlicher Weise, wie bereits in dem Hauptpatent erläutert und dargestellt, ganz oder teilweise zu einer einzigen Maschine vereinigen oder auch als einzelne Maschinen ausführen.

Im Falle einer vollständigen Trennung erhält man die Fig. 3, aus der sich die Wirkungsweise in einfacher Weise erklärt.

Die Maschinen I und II erregen sich abwechselnd je nach der Drehrichtung mittels ihrer zusammengehörenden Bürsten α b selbst und speisen die beiden Feldwicklungen der Maschine III. Die in der Fig. 1 in vertikaler Richtung gezeichneten Pole 3 und 6 gehören dann der Maschine III, die übrigen Pole sinngemäß den Maschinen I und II an. Bei einer Drehrichtung wird dann, wie oben nachgewiesen, nur die Maschine I sich und die Maschine III erregen, während die Maschine II sich infolge des umgekehrten Wicklungssinnes ihrer Erregerspulen entregt. Bei der anderen Drehrichtung entregt sich die Maschine I, während nun die Maschine II Erregerstrom in richtiger Richtung in die zweite Feldwicklung, der Maschine III liefert.

Eine Ausführungsform, welche vorzugsweise für Trommelwicklungen mit verkürztem Schritt Verwendung finden kann, ist aus -Fig. 2 zu ersehen. Bei dieser Ausführüngsform ist zweckmäßig der Abstand der Polkanten η, £r, ι, κ, λ, μ gleich der Breite der Polbogen α, β bzw. δ, ε des Systems I bzw. II, damit keine Ankerwindung gleichzeitig von beiden Systemen I und II induziert wird. Die Schrittverkürzung muß zu diesem Zweck vorteilhaft so bemessen sein, daß, wenn z. B. die eine Spulenseite unter Pol 2 liegt, die andere Spulenseite zwischen Pol 4 und 5 zu stehen kommt.

Weitere Ausführungsformen sind möglich, indem man das magnetisch neutrale Polsystem beispielsweise nicht zwischen den Systemen I und II anordnet, von welchen bei bestimmter Drehrichtung immer nur das eine erregt wird, während das andere sich entregt. Es ist in diesem Falle nur erforderlich, daß die auf den Polen des Systems I bzw. II angeordneten Wicklungen die neutralen Pole 3 und 6 beziehentlich mit umfassen.

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Einrichtung zur Erzielung der Unabhängigkeit der Stromrichtung von der Drehrichtung an Gleichstrommaschinen nach Patent 199382, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den beiden Maschinensystemen (I und II) gehörenden Neben-

schlußwicklungen eine Zone umfassen, die in bezug auf die beiden in Abhängigkeit von der Drehrichtung ihre Stärke wechselnden Magnetfelder magnetisch neutral ist, zwecks erhöhter Ausnutzung der Maschine durch Vergrößerung des jeweils wirksamen Feldes.
2. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der neutralen Zone besondere Pole angeordnet sind, die je nach der Drehrichtung von der für diese Drehrichtung wirksamen Nebenschlußwicklung miterregt werden.
3. Ausführungsform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Polkanten (η, £·, ι, κ, λ, μ) gleich den Polbogen der Pole der Nebenschlußwicklungen (System I oder Π, α, β, δ, ε) gemacht wird, zum Zwecke, Trommelwicklungen mit verkürztem Wicklungsschritt verwenden zu können.
4. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Magnetgestelles mit 3 η ausgeprägten Polen bei n-polig gewickeltem Anker. .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.