DE207486C

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Publication number: DE207486C
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- Ja 207486 KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Juli 1907 ab.

Um bei Stromwendermaschinen die Stromwendung zu verbessern, hat man an jeder Wendestelle Doppelbürsten angeordnet, die durch einen Widerstand verbunden sind. Es ist leicht festzustellen und leicht zu erklären, daß zwischen den beiden durch einen Widerstand verbundenen Bürsten eine Spannung besteht, so daß durch den Widerstand und die Bürsten ein Strom fließt. Die zwischen

ίο den Bürstenhälften herrschende Spannung hat man zum Erzeugen von Erregerströmen benutzt, um so der Maschine bestimmte Eigenschaften zu erteilen.

Es zeigt sich nun, daß man die gekennzeichnete Erscheinung mit besonderem Vorteil bei Wendepolmaschinen benutzen kann, um mit den durch die Wendepole zwischen den Bürstenhälften erzeugten Spannungen die Hauptpole zu erregen. Einerseits erreicht man auf diesem Wege gleichzeitig günstige Kommutierungsbedingungen für die Bürsten, anderseits bietet die Unabhängigkeit der Wendepole von den Hauptpolen vermehrte Möglichkeit und größere Leichtigkeit, der Maschine verlangte besondere Eigenschaften zu geben, namentlich die Spannung zwischen den Bürstenhälften ohne Verschiebung in verschiedener Weise zu beeinflussen. Nachfolgend sind mehrere Ausführungsbeispiele von Wendepolmaschinen mit Erregung der Hauptpole durch die von den Wendepolen erzeugten Spannungen zwischen den Bürstenhälften beschrieben. Fig. ι zeigt schematisch eine Stromwendermaschine mit dem Anker a, den Erregerwickhingen e, e und den Wicklungen h, h zum Erregen der zwischen den Hauptpolen liegenden Hilfspole. Die Bürsten b, b stehen in bekannter Weise unter Einfluß der Hilfspole, die Bürste links ist aber in zwei Teile zerlegt.

Zwischen die so entstandenen Bürstenhälften sind die zusätzlichen Erregerwicklungen e_v S₁ der Hauptpole gelegt. Die -Erregerwicklungen e, e und die Hilfswicklungen h, h mögen vorläufig als fremd erregt angenommen werden. Die eine Nutzleitung ist an die ungeteilte Bürste, die andere an einen Punkt der Wicklungen e_x, e_x angeschlossen. Bei der Drehung des Ankers wird die zwischen den beiden Bürstenhälften herrschende Spannung einen Strom in den zusätzlichen Erregerwicklungen e_v e₁ erzeugen, der je nach der Schaltung der Maschine besondere Wirkungen hervorruft. Die Art der Schaltung der Hilfswicklungen h, h, ebenso wie der Wicklungen e, e auf den Hauptpolen hängt ganz von den verlangten Eigenschaften der Maschine ab.

Wenn im besonderen die Hilfspole konstante Erregung erhalten, so bekommt die Maschine Eigenschaften, die sie beispielsweise zum Antrieb durch Windmotoren bei stark veränderlicher Drehzahl geeignet machen. Den Amperewindungen auf den Hilfspolen wirken bekanntlich die Amperewindungen auf dem Anker entgegen. Die Spannung zwischen den Bürstenhälften und somit der durch sie veranlaßte Strom in den zusätzlichen Erregerwicklungen e-y, S₁ auf den Hauptpolen ist einerseits abhängig von der Differenz zwischen den Amperewindungen auf den Hilfspolen und auf dem Anker, anderseits von der E. M. K. der Selbstinduktion der zwischen den Bürstenhälften kommutierenden Spulen. Würde also beispielsweise die Drehzahl abnehmen und entsprechend infolge der verminderten Spannung der Nutzstrom, so würde das Feld unter den Wendepolen infolge Abnahme des Ankerstr'omes zunehmen, die E. M. K. der Selbstinduktion wegen der verminderten Drehzahl

und des verminderten Ankerstroms abnehmen, es würde also die Spannung zwischen den Bürstenhälften aus zwei Gründen zunehmen und in der Folge das Hauptfeld stärker erregt werden, so daß eine größere Spannung induziert wird. Durch passende Wahl der Verhältnisse auch bezüglich des Abstandes der Bürstenhälften voneinander hat man es ganz in der Hand, die Abnahme der Klemmenspannung der Maschine bei verminderter Drehzahl beliebig klein zu machen.

Zu der beschriebenen Wirkung der Maschine sind die Hauptwicklungen e, e nicht erforderlich, unter Umständeu können deshalb die Hauptpole nur mit den Wicklungen e_v e_v die von den Bürstenhälften gespeist werden, versehen sein.

Die Wirkung der Maschine ändert sich auch nicht wesentlich, wenn die Hilfswicklungen h, h, ebenso auch die Hauptwicklungen e, e im Nebenschlüsse zur Maschine geschaltet werden.

Wenn die fremderregten oder im Nebenschluß erregten Wicklungen e, e fortfallen, dagegen wie vorher die Hilfspole fremd oder im Nebenschluß erregt werden, so erhält die Maschine die Eigenschaft, Spannung derselben

. Richtung bei jeder Dehrichtung zu geben.

Denn beim Wechsel der Drehrichtung kehrt sich auch die Spannung zwischen den Bürstenhälften um und damit die Erregung der Hauptpole.

Bei der Schaltung nach Fig. 1, wo die eine Nutzleitung an einem Punkte der beiden Wicklungen e_x, e_x angeschlossen ist, können in diesen Wicklungen sehr verschiedene Ströme auftreten. Denn in bezug auf den Nutzstrom sind die beiden Bürstenhälften, also auch die an diese angeschlossenen Wicklungen, parallel geschaltet, während sich der Erregerstrom in der einen Wicklung ^₁ zu der Stromhälfte addiert, in der anderen von ihr subtrahiert. Auf den Magnetschenkeln der Maschine kann deshalb sehr verschiedene Erwärmung ein-

treten. Dieser Übelstand kann, wie in ähnlicher Weise schon für Maschinen ohne Wendepole bekannt, vermieden werden, beispielsweise durch eine Anordnung nach Fig. 2. Hier sind beide Bürsten b, b- geteilt und ebenso sind die beiden Wicklungen C₁, ßj in zwei gleiche Teile zerlegt und diese so geschaltet, daß sie von dem Erregerstrome der zugehörigen Doppelbürste im gleichen Sinne durchflossen werden, während die Nutzstromleitungen im Mittelpunkte jeder der Wicklungen e_x angeschlossen sind. Bei dieser Schaltung erhalten offenbar beide Magnetschenkel dieselbe Erwärmung.

Eine besondere Vereinfachung läßt sich noch erzielen bei mehrpoligen Maschinen. Als 6b Beispiel zeigt Fig. 3 eine vierpolige Maschine, die grundsätzlich wie die Maschine nach Fig. 2 geschaltet ist. Wenn der Anker a in bekannter Weise nur zwei Bürsten b, b erfordert, so können beide wie in Fig. 2 geteilt sein. Die ergänzende Hälfte jeder Bürste b ist in der Figur nur punktiert angedeutet und punktieit mit den Erregerwicklungen e_x verbunden. Die punktierten Bürstenhälften können aber, wie in der Figur ausgezogen als b_v b₁ angegeben, an äquipotentiale Stellen um annähernd 180 ° versetzt werden, so daß die Maschine sich äußerlich nicht von einer normalen vierpoligen Wendepolmaschine unterscheidet, nur daß die Bürsten etwas gegeneinander zu versetzen sind.

Der durch Fig. 3 dargestellte Fall wie auch schon die vorhergehenden zeigen deutlich einen wesentlichen Vorzug des beschriebenen Maschinensystems, der in dem geringen Unterschiede gegenüber Maschinen der üblichen Bauart besteht. Es ist deshalb leicht möglich, vom Lager entnommene Maschinen gewöhnlicher Bauart im Sinne der vorstehenden Darlegungen einzurichten. Daß ferner die Bürsten leicht in die günstigsten Bedingungen für funkenfreie Stromwendung gebracht werden können, wurde schon oben erwähnt. Endlich besteht ein besonderer Vorzug der Maschine gegenüber anderen Systemen von ähnlichen Eigenschaften in der nahezu gleichmäßigen Verteilung des Stromes über den Hauptteil des Ankers, während nur in den schmalen Zonen zwischen den Bürstenhälften der auch sonst vorhandene Kurzschlußstrom fließt, was den geringsten Aufwand an Wicklungskupfer bzw. die geringste Erwärmung des Ankers zur Folge hat.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Wendepolmaschine mit Doppelbürsten unter den Wendepolen, gekennzeichnet durch Benutzung der Spannung zwischen den Doppelbürsten zum Erregen der Hauptpole, wobei die Wendepole Fremd-, Nebenschluß- oder Hauptstromerregung erhalten können.

2. Wendepolmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anwendung der den Doppelbürsten entnommenen Ströme zum alleinigen Erregen der Hauptpole, um Unabhängigkeit des Nutzstromes von der Drehrichtung zu erzielen.

3. Mehrpolige Wendepolmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einfache Bürsten zwischen den Hauptfeldern der Maschine in solcher gegenseitigen Verschiebung, daß sie in der Wirkung den Doppelbürsten gleichkommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.