DE209038C

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Publication number: DE209038C
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PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Komniutatormaschinen.Communication machines.

Die Erfindung betrifft eine besondere Anordnung der Wickelungen der Kommutierungspole bei Maschinen, die mit der Einrichtung nach dem Hauptpatent ausgestattet sind.The invention relates to a special arrangement of the windings of the commutation poles in machines that use the device are equipped according to the main patent.

Nach dem theoretisch einfacheren Schema der Fig. 6 und 15 des Hauptpatentes stellt das Eisen der Kommutierungspole in Verbindung mit dem Eisen des Hilfsankers einen geschlossenen magnetischen Kreis oder mehrere solche Kreise dar. Sollen in diesem Eisen Kraftflüsse hervorgebracht werden, so kann dies offenbar nicht bloß, wie im Hauptpatent stillschweigend angenommen ist, durch Erregung von Wickelungen geschehen, welche auf die Polkerne selbst aufgebracht sind, sondern diese Wickelungen können auf beliebige Teile des magnetischen Kreises aufgebracht sein, der durch die Kommutierungspole mit ihren Jochen und das Hilfsankereisen gebildet wird.According to the theoretically simpler scheme of FIGS. 6 and 15 of the main patent the iron of the commutation poles in connection with the iron of the auxiliary armature one closed magnetic circuit or several such circles. Shall be in this iron Force flows are evidently not only able to do so, as in the main patent is tacitly believed to be done by exciting windings, which are applied to the pole cores themselves, but these windings can be on any Be applied parts of the magnetic circuit through the commutation poles with their yokes and the auxiliary anchor iron is formed.

Die Erfindung besteht darin, daß sämtliche Wickelungen entweder auf die stillstehenden Joche der Kommutierungspole oder auf das umlaufende Hilfsankereisen aufgebracht und zu einer gleichförmig über den Umfang verteilten Wickelung vereinigt werden. Es ergeben sich dann beispielsweise die beiden Schemata, welche in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind. In Fig. 1 ist entsprechend den im Hauptpatent gewählten Bezeichnungen A]₁ das Hilfsankereisen; J₁ und J₂ sind die beiden Joche und P₁, J)₁', <p₂', p₂" und p_s', p₃" die Kommutierungspole. In Fig. 2 ist das Hilfsankereisen in zwei Ringe Ai₁', A]₁" geteilt. The invention consists in that all windings are applied either to the stationary yokes of the commutation poles or to the circumferential auxiliary armature iron and are combined to form a winding uniformly distributed over the circumference. The two schemes which are shown in FIGS. 1 and 2 then result, for example. In Fig. 1 is corresponding to the designations chosen in the main patent A] _1, the auxiliary anchor iron; J ₁ and J ₂ are the two yokes and P ₁ , J) ₁ ', <p ₂ ', p ₂ " and p _s ', p ₃ " are the commutation poles. In Fig. 2 the auxiliary anchor iron is divided into two rings Ai ₁ ', A] ₁ " .

Die feststehenden Joche in Fig. 1 und sowohl die Joche wie das Hilf sankereisen in Fig. 2 sind der Übersichtlichkeit halber als konzentrisch ineinanderliegende Ringe dargestellt. Bei einer tatsächlichen Ausführung würden diese Ringe am einfachsten gleiche Durchmesser erhalten und nebeneinander in verschiedenen Ebenen angebracht werden.The fixed yokes in Fig. 1 and both the yokes and the auxiliary sankereisen in Fig. 2 are shown for the sake of clarity as concentrically nested rings. In an actual implementation, these rings would be easiest to get the same diameter and sit next to each other in different levels.

In die Figuren sind ferner die Anschlußpunkte der Stromleitungen eingezeichnet und mit den Bezugsbuchstaben e_lt e_x", e₂, e₂", e₃', e_s" bezeichnet. Es' ergibt sich aus dieser Anordnung, daß die Lage der Anschlußpunkte auf dem Umfange der Wickelung zunächst ganz frei ist, und man kann sie daher in bezug auf die Lage der Pole so verteilen, daß die Korrektion nach Anspruch 2 des Hauptpatentes überflüssig wird, so daß durch diese Anordnung eine wesentliche Vereinfachung im Bau der Einrichtung erhalten wird.In the figures, the connection points of the power lines are also drawn in and denoted by the reference letters e _lt e _x ", e ₂ , e ₂ ", e ₃ ', e _s " . This arrangement shows that the position of the connection points the circumference of the winding is initially completely free, and you can therefore distribute it in relation to the position of the poles so that the correction according to claim 2 of the main patent is superfluous, so that a substantial simplification in the construction of the device is obtained by this arrangement.

In dem Schema nach Fig. 2 befinden sich die Anschlußpunkte relativ zu den Kommutierungspolen in Bewegung. Dementsprechend werden die Anschlußpunkte im Schema nach Fig. ι an die Bürsten angeschlossen, die sichIn the diagram according to FIG. 2, the connection points are located relative to the commutation poles moving. Accordingly, the connection points in the scheme are according to Fig. Ι connected to the brushes that are

relativ zur Hauptankerwickelung bewegen, und im Schema nach Fig. 2 an entsprechende Punkte der Hauptankerwickelung selbst, welche relativ zu ihr stillstehen.move relative to the main armature winding, and in the diagram of FIG. 2 to the corresponding Points of the main armature winding itself which are stationary relative to it.

In den folgenden Figuren der Zeichnung ist eine Anzahl von Beispielen der Schaltung durchgeführt, die sich nach der Erfindung ergibt, und zwar ist:In the following figures of the drawing are a number of examples of the circuit carried out, which results according to the invention, namely:

Fig. 3 das Schaltungsschema einer kompensierten dreiphasigen Asynchron- oder Serienmaschine für den Fall nach Fig. 1. Fig. 4 und 6 sind schematische Darstellungen der Hilfsankerwickelung nebst der Erregerwickelung für den Fall nach Fig. 2. Fig. 5 ist das Schaltungsschema eines dreiphasigen Periodenumformers, der mit einer Tourenzahl, welche weit vom Synchronismus entfernt ist, das heißt mit großer Schlüpfung läuft, für den Fall nach Fig. 2.3 shows the circuit diagram of a compensated three-phase asynchronous or series machine for the case of FIG. 1. FIGS. 4 and 6 are schematic representations of FIG Auxiliary armature winding together with the exciter winding for the case according to FIG. 2. FIG. 5 is the circuit diagram of a three-phase period converter with a number of revolutions, which is far from synchronism, that is, runs with great slippage, for the case according to FIG. 2.

In der Zeichnung haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung:In the drawing, the reference symbols have the following meaning:

A ist die Hauptankerwickelung, A_h ist der in zwei Teile Aj₁' und A]₁" geteilte Hilfsanker. EW ist die Erregerwickelung des Hilfsankers und der Kommutierungspole, welche allgemein in zwei Erregerwickelungen EW' und EW" geteilt ist und auf je einen Teilanker wirkt. In Fig. 5 sind die beiden Erregerwickelungen EW' und EW" der Deutlichkeit halber gegeneinander etwas verdreht gezeichnet, um deren Anschlußpunkte deutlich zu machen. C ist der Kommutator, B₁, B₂, B₃ die Bürsten; P₁', Pi" > p2> ΡΊ'· Ps'> Pi' ^sm(l die Kommutierungspole. O₁, a₂, a_s sind in Fig. 5 die Anschluß- punkte der beiden Erregerwickelungen an die Hauptankerwickelung; in allen übrigen Schaltungen sind diese Punkte durch die Bürsten selbst dargestellt. e{, e,", e₂', e₂", e₃', e_s" sind Punkte, welche die Lage der Anschlußpunkte der Erregerwickelung an die Hauptankerwickelung kennzeichnen. S₁, S₂, S₃ sind die Anschlußpunkte an ein Mehr- oder Einphasennetz. In letzterem Falle sind eigentlich nur zwei um i8o° gegeneinander elektrisch verschobene Anschlußpunkte nötig. A is the main armature winding, A _h is the auxiliary armature divided into two parts Aj ₁ ' and A] ₁ " . EW is the excitation winding of the auxiliary armature and the commutation pole, which is generally divided into two excitation windings EW' and EW" and one part armature each works. In Fig. 5, the two excitation windings EW ' and EW "are drawn slightly rotated relative to each other for the sake of clarity, in order to make their connection points clear. C is the commutator, B ₁ , B ₂ , B _{3 are} the brushes; P ₁ ', Pi">p2> ΡΊ '· Ps'>Pi' ^{sm (} l the commutation poles. O ₁ , a ₂ , a _s are the connection points of the two excitation windings to the main armature winding in FIG. 5; in all other circuits these points are indicated by the Brushes themselves shown. E {, e, ", e ₂ ', e ₂ ", e ₃ ', e _s " are points which mark the position of the connection points of the excitation winding to the main armature winding. S ₁ , S ₂ , S ₃ are the connection points to a multi-phase or single-phase network, in the latter case only two connection points electrically displaced by 180 ° with respect to one another are necessary.

Die Verbindungsdrähte zwischen der Hauptankerwickelung und dem Kommutator sind zu einer nicht in sich geschlossenen Trommelwickelung ausgebildet, mit welcher die beiden Hilfsanker gemeinschaftlich bewickelt sind, wie in den Fig. 4, 5 und 6 angegeben ist.The connecting wires between the main armature winding and the commutator are formed into a non-self-contained drum winding, with which the two Auxiliary anchors are jointly wound, as indicated in FIGS. 4, 5 and 6.

Jeder Teilanker ist mit einer Erregerwickelung versehen, die am einfachsten als Spiralwickelung ausgeführt sein kann. Die Hilfs- ankerwickelung könnte auch als Trommelwickelung mit einem Wickelungsschritt ausgeführt sein, welcher der Polteilung des Hilfsankers entsprechen würde. Die Anschlüsse dieser Erregerwickelungen an die Hauptankerwickelung sind so ausgeführt, daß von einem Punkte U₁ der Hauptankerwickelung Verbindungsdrähte j nach den Punkten e_lt ^₁" der beiden Erregerwickelungen geführt sind, die gegen den Punkt^ einmal in nacheilendem und einmal in voreilendem Sinne um 90⁰ im zweipoligen Schema verdreht sind. Die übrigen Anschlüsse sind ebenso ausgebildet. Handelte es sich um einen einphasigen Wechselstrom - Periodenumformer oder einen Gleichstromumformer, so würden zwei Bürsten in einem zweipoligen Schema genügen; nur müßten auch die Kommutierungspole entsprechend über den Bürsten angeordnet sein. Somit werden in den beiden Hilfsankern oder Jochen rotierende oder pulsierende magnetomotorische Kraftkurven ■ induziert, welche gegeneinander um i8o° räumlich verschoben sind.Each armature part is provided with an excitation winding, which can most easily be designed as a spiral winding. The auxiliary armature winding could also be designed as a drum winding with a winding step which would correspond to the pole pitch of the auxiliary armature. The connections of these excitation windings to the main armature winding are made in such a way that connecting wires j are led from a point U _{1 of} the main armature winding to points e _lt ^ ₁ "of the two excitation windings, which approach point ^ once in a lagging and once in a leading sense by 90 ⁰ are twisted in the two-pole scheme. The other connections are designed in the same way. If it was a single-phase alternating current period converter or a direct current converter, two brushes in a two-pole scheme would be sufficient; only the commutation poles would have to be arranged accordingly above the brushes rotating or pulsating magnetomotive force curves are induced in the two auxiliary armatures or yokes, which are spatially shifted by 180 ° with respect to one another.

Fig. 7 und 8 stellen die Schaltung eines nach der Erfindung ausgestatteten Perioden- · Umformers dar, dessen Umlaufsgeschwindigkeit beliebig ist.7 and 8 show the circuit of a period equipped according to the invention The converter, the speed of which is arbitrary.

Die Teilanker A/,' und A]₁" sind jeder für sich nach Fig. 8 noch in Teile A]_n', A]₁₂' und A]_n", A]₁₂" geteilt. Die Hilfsankerwickekmg ist vorzugsweise eine nicht in sich geschlossene Spiralwickelung, deren Spulen abwechselnd der Reihe nach auf zwei Teilanker A]_n', A/_n" und A]₁₂, A]₁₂" aufgebracht sind. Die Zahl der Teilanker kann auch noch größer sein. Dann würde man auch die Spulen der Hilfsankerwickelung entsprechend verteilen müssen. The part anchors A /, ' and A] ₁ " are each divided according to FIG. 8 into parts A] _n ', A] ₁₂ ' and A] _n ", A] ₁₂ " . The auxiliary anchor winding is preferably not in closed spiral winding, the coils of which are applied alternately one after the other to two part-armatures A] _n ', A / _n " and A] ₁₂ , A] ₁₂ " . The number of part armatures can be even greater. Then one would also use the coils must distribute the auxiliary armature winding accordingly.

Die Erregerwickelungen EW und EW" sind als fortlaufende Spiralwickelungen ausgeführt, deren Spulen entsprechend denjenigen der Hilfsankerwickelung auf je zwei oder mehrere Teilanker verteilt sind. Die Anschlußpunkte dieser Wickelungen sind gegen die Abzweigpunkte von der Hauptankerwickelung ausgeführt, wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist, d. h. sie sind gegen die letzteren einmal im voreilenden und einmal im nacheilenden Sinne um 90⁰ verdreht.The excitation windings EW and EW ″ are designed as continuous spiral windings, the coils of which are distributed over two or more armature sections in accordance with those of the auxiliary armature winding they ie against the latter, once a leading and one trailing in the sense rotated by 90 ^0th

Durch die Unterteilung der Hilfsanker und Verteilung der einzelnen Spulen wird erreicht, daß zu gleicher Zeit nur eine Spule der Hilfsankerwickelung sowie eine der Erregerwickelung sich unter einem Kommutierungspole befindet und dadurch möglichst vollkommene Pulsationen des Kraftflusses im Bereiche der Pole auftreten.By subdividing the auxiliary anchors and distributing the individual coils, that at the same time only one coil of the auxiliary armature winding and one of the excitation winding is located under a commutation pole and is therefore as perfect as possible Pulsations of the power flow occur in the area of the poles.

Befinden sich nämlich mehrere benachbarte Spulen der Erregerwickelung sowie der Hilfsankerwickelung unter den Kommutierungspolen, so werden die Pulsationen des sie durchsetzenden Kraftflusses in der Nähe des Synchronismus, d. h. bei kleinen Schlüpfungen, kaum merklich sein, da sie dann durch gegenseitige Induktion der benachbarten Spulen stark gedämpft werden.If there are several adjacent coils of the excitation winding and the auxiliary armature winding under the commutation poles, the pulsations of the force flow through them are close to synchronism, d. H. with small hatchings, hardly noticeable, since they are then mutually dependent Induction of the neighboring coils are strongly attenuated.

Die Kommutierungspole sind nach Fig. 9 des Hauptpatentes ausgeführt, doch ist zwischen je einem Kommutierungspol und dessenThe commutation poles are designed according to Fig. 9 of the main patent, but is between one commutation pole and its

Nebenpol keine Pollücke mehr notwendig, und beide sind somit zusammengelegt, was zu-Secondary pole no longer necessary pole gap, and both are thus merged, which leads to

. lässig ist, da sie unbewickelt sind.. is casual because they are unwound.

Die Kommutierungspole können in Teile P₁, p₂' und P₁", p₂" entsprechend den Teilankern geteilt sein.The commutation poles can be divided into parts P ₁ , p ₂ ' and P ₁ ", p ₂ " according to the armature part.

Bei dieser Anordnung ist die abflachende Wirkung der Kommutierungspole von der Tourenzahl der Maschine vollständig unabhängig. Deswegen ist. sie für Periodenumformer und verschiedene Arten von Wechselstrom-Gleichstromumformern verwendbar.In this arrangement, the flattening effect of the commutation poles is of the Number of revolutions of the machine completely independent. That's why. them for period converters and various types of AC-DC converters can be used.

Die Zahl der Polansätze über einem Teilanker muß im allgemeinen gleich der Zahl der Anschlüsse der Erregerwickelung am Hauptanker sein. In den Fig. 3 und 5 sind drei Polansätze über jedem Teilanker angenommen und somit auch drei Anschlüsse vorgesehen; dabei werden die über den ablaufenden und auflaufenden Bürstenspitzen befindlichen Polansätze nach Fig. 7 und 8 für je einen Polansatz gerechnet.The number of pole approaches above a part anchor must generally be equal to the number the connections of the excitation winding on the main armature. In Figs. 3 and 5 there are three Pole approaches accepted over each part anchor and thus also three connections provided; in doing so, the pole approaches located above the running down and running up brush tips 7 and 8 calculated for one pole approach each.

Um eine magnetische Streuung zwischen den beiden Teilankern zu vermeiden, können sie in gleicher Richtung magnetisiert werden, indem zum Beispiel der eine Teilanker oder das eine Joch mit einer rechtsläufigen Spiralwickelung und der andere Teilanker oder das andere Joch mit einer linksläufigen oder auch beide mit einer gemeinschaftlichen Erregerwickelung ausgestattet werden. Die eigentliche Hilfsankerwickelung besteht alsdann aus Spulen, die keine geschlossene Wickelung bilden und über den einen Teilanker rechts· und über den anderen linksläufig gewickelt sind, wie dies in Fig. 6 angegeben ist.In order to avoid magnetic scattering between the two armatures, you can they are magnetized in the same direction by, for example, one part anchor or one yoke with a clockwise spiral winding and the other part anchor or that other yoke with a left-hand rotation or both with a common excitation winding be equipped. The actual auxiliary armature winding then consists of coils that do not form a closed winding and wound over one part anchor to the right and over the other to the left are as indicated in FIG.

Um einen schädlichen Einfluß der dynamischen Induktion auf den Kommutierungsvorgang bei Anordnungen nach den Fig. 3 und 5 zu vermeiden, ist. es notwendig, daß die Kommutierungspole eine genügende Anzahl von Spulen in passender Entfernung voneinander überdecken. In den Fig. 8 und 9 des Hauptpatentes sind die Hilfsankerwickelungen nur schematisch angegeben, um die Transformatorwirkung deutlicher hervorzuheben.To a harmful influence of the dynamic Induction on the commutation process in arrangements according to FIGS. 3 and 5 is to be avoided. it is necessary that the Commutation poles a sufficient number of coils at a suitable distance from each other cover. 8 and 9 of the main patent are the auxiliary armature windings only given schematically in order to emphasize the transformer effect more clearly.

Bei mehrpoligen Maschinen ist es zweckmäßig, die Kommutierungspole so wie bei Einrichtungen nach dem Hauptpatent am Hilfsarikerumfange möglichst gleichmäßig zu verteilen.In the case of multipole machines, it is advisable to set the commutation poles as in Facilities according to the main patent to the extent of auxiliary aries as evenly as possible to distribute.

Die beschriebenen Hilfsankerwickelungen sind unter Weglassung der Erregerwickelungen ohne weiteres auch für Maschinen anwendbar, an deren Bürsten bei allen Belastungen eine Wechselspannung von hoher Periodenzahl vorhanden ist, d. h. zum Beispiel für kompensierte Asynchronmaschinen und Einphasenkommutatormotoren, wie sie im Hauptpatente ausführlich beschrieben sind.The auxiliary armature windings described are omitting the excitation windings Can also be used without further ado for machines whose brushes have a AC voltage with a high number of periods is present, d. H. for example for compensated Asynchronous machines and single-phase commutator motors, as described in detail in the main patent.

Claims

Patent Claims:

1. A device for preventing fire on the brushes of AC commutator machines according to the main patent, characterized in that the excitation winding of the commutation poles sank on the auxiliary or applied to the yokes of the commutation magnet system and is designed as a distributed winding, the connection points against the connection points of main anchor winding are twisted by 90 ^0th

2. Device according to claim 1, characterized in that the auxiliary anchor is divided into two part anchors.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that each the two part anchors is divided into several separate anchors, on which alternate one after the other, the coils of the auxiliary armature winding and those of the excitation windings are upset.

For this 1 sheet of drawings.

Berlin, printed in the ReichsdrückerH.