DE217124C

DE217124C -

Info

Publication number: DE217124C
Application number: DENDAT217124D
Authority: DE

Description

Es sind Gleichstrommaschinen bekannt geworden, bei welchen Umlauf bürsten die Leistung regeln sollen. In »Die Turbine«, Jahrgang 1906, S. 346 fr. hat der Unterzeichnete nachgewiesen, daß die Geschwindigkeit der Umlaufbürsten keinen Einfluß auf die Gesamtleistung der Maschine ausübt, vielmehr die Erzeugung der elektromotorischen Kraft teilweise in die Ständerwicklung verlegt, welche ebenfalls einen Stromwender besitzt. Der Stromwender am Ständer kann wegfallen und die Erregung dreiphasig durch einen Zweigstrom des Ankers erfolgen. Die Regelung des Zweigstromes erfordert jedoch Bürstenverschiebung nach zwei Richtungen, ist also nicht einfach. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Gleichstrommaschine, deren Feld vom Anker aus rein induktiv erregt wird, deren Ständerwicklung als Kurzschlußwicklung demnach weder im Ankerstromkreis liegt, noch von diesem abgezweigt ist. Fig. 1 zeigt die Wicklungsanordnung. Läuft der Anker im Sinne des Uhrzeigers bei stillstehenden Bürsten, so ist die Maschine wirkungslos, auch wenn der Ankerstromkreis geschlossen ist bzw. besonders erregt wird. Erst wenn die Bürsten hinter dem Anker herlaufen, entsteht, wie die Verfolgung der Stromrichtung zeigt, im Anker ein in die Richtung der Bürsten fallendes Drehfeld. Dieses ruft in der Ständerwicklung ein synchron mit den Bürsten laufendes und senkrecht zu diesen stehendes Feld hervor, dessen Kraftlinien der stets rascher laufende Anker schneidet, so daß von den Bürsten ein nutzbarer Gleichstrom nach außen abgeführt werden kann. Dasselbe Ständerfeld würde entstehen, wenn sich der Ständer bei stillstehenden Bürsten entgegengesetzt wie der Uhrzeiger drehen würde. Dieses Ständerfeld wird nunmehr geregelt durch die Bürstengeschwindigkeit und den Ankerstrom, welcher in das Netz abfließt. Ist die Bürstengeschwindigkeit gleichförmig, dann arbeitet die Maschine wie eine Hauptstromdynamo. Ihre Leistung ist deshalb sehr von dem Nutzstromkreis abhängig. Um deshalb die Charakteristik derjenigen einer Nebenschlußmaschine zu nähern, wird ein zweites Bürstenpaar b_x, O₁ angebracht, welches mit den Hauptbürsten b, b umläuft und kurzgeschlossen ist. Diese Hilfsbürsten dienen gleichzeitig dazu, bei offenem Nutzstromkreis die Erregung zu liefern. Sie erzeugen gewissermaßen ein ständiges Ankerfeld und damit ein innerhalb gewisser Grenzen gleichförmiges Ständerfeld.

Die Umlaufbürsten laufen verhältnismäßig langsam. Benötigt die Maschine z. B. bei 1000 Umdrehungen pro Minute 5°/₀ Erregung, so laufen die Bürsten mit 1000 χ 0,05 = 5o Umdrehungen pro Minute.

Da die Ständerwicklung aus massiven Stäben besteht, ist es nicht schwer, ihre Amperewindungszahl höher zu halten als die der sorgfältig isolierten Windungen des Ankers. Fig. 2 zeigt den Schnitt durch den Ständer. Die in der Käfigwicklung k entstehende Spannung ist so gering, daß eine Isolation vom Ständereisen überflüssig wird und die hohlen Wick-

lungsstäbe samt den Kurzschlußringen durch umlaufendes Wasser oder sonstige Kühlmittel wirksam gekühlt werden können, so daß auch ein großer Teil der strahlenden Ankerwärme mit abgeleitet wird. Hervorzuheben ist auch noch die dämpfende Wirkung der Ständerwicklung auf die Kommutierungsströme des Ankers.

Liegt der Anker an einem Netz mit sonstigen Stromerzeugern, so läuft er auch als Motor, sobald seine Eigenspannung unter die Netzspannung fällt. Behalten die Bürsten ihre Drehrichtüng bei, dann läuft der Anker rückwärts, sobald er Netzstrom bekommt. Die Umsteuerung als Motor erfolgt demnach durch Umsteuern der Umlaufbürsten.

In besonderen Fällen kann die Maschine sowohl als Erzeuger wie als Motor derartig gebaut werden, daß der Kurzschluß anker umläuft und der Gleichstromanker feststeht. In diesem Falle laufen allerdings auch die Umlauf bürsten rasch.

Die beschriebene Maschine zeigt gegenüber den Anordnungen, welche eine Kurzschlußwicklung auf dem Anker aufweisen-, Wegfall der wattlosen Ankerströme, welche die Erwärmung erhöhen, Wegfall der Nebenschlußoder Hauptstrombewicklung auf dem Stator und bessere Ausnutzung der Ankernuten, welche nur die Arbeitswicklung umschließen.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Gleichstrommaschine mit Wechselstrom- und Gleichstromwicklung und auf dem Stromwender umlaiifenden Bürsten, dadurch gekennzeichnet, daß das durch letztere im Anker erzeugte Drehfeld in einer auf dem Ständer angeordneten, in sich kurzgeschlossenen Wechselstromwicklung ein synchron mit den Bürsten kreisendes und senkrecht zu diesen stehendes Ständerfeld hervorruft, das in dem mit relativ verschiedener Geschwindigkeit laufenden Anker zwischen den Bürsten eine nutzbare Gleichstromspannung hervorruft.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Hauptbürstenpaar um 90 ° versetzt ein kurzgeschlossenes Hilfsbürstenpaär angeordnet ist, das mit gleicher Geschwindigkeit und in demselben Sinne wie das Hauptbürstenpaar kreist, zum Zwecke, auch bei offenem Hauptstromkreis die Selbsterregung der Maschine zu sichern und letzter annähernd die Charakteristik einer Nebenschlußmaschine zu verleihen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.