DE217390C

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Publication number: DE217390C
Application number: DENDAT217390D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JKS 217390 -KLASSE 21 α. GRUPPE

Dr.WILH. PEUKERT in BRAUNSCHWEIG.

Verfahren zur Erzeugung ungedämpfter elektrischer Schwingungen von hoher Periodenzahl durch Gleichstrommaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Juni 1909 ab.

Gewöhnliche Wechselstrommaschinen lassen sich für hohe Periodenzahlen aus konstruktiven Gründen bekanntlich nicht herstellen; auch die Erzeugung elektrischer Schwingungen durch den elektrischen Lichtbogen hat den an dieses Verfahren geknüpften Erwartungen nicht entsprochen. Die auf Grund theoretischer Erwägungen von verschiedenen Seiten gemachten Vorschläge, eine Gleichstrommaschine

ίο zur Erzeugung von Wechselströmen hoher Periodenzahl zu benutzen, haben bisher keine praktische Ausführung gefunden. So ist es Rüdenberg*) z. B. nur gelungen, Wechselströme von 70 Perioden mit einer Haupt-Strommaschine zu erzeugen, an deren Klemmen ein Kondensator angeschlossen war.

Das hier zu beschreibende Verfahren gestattet nun die Erzeugung von Wechselströmen beliebig hoher Periodenzahl mit Gleichstrommaschinen in folgender Weise. Bei der zu verwendenden Gleichstrommaschine (vgl. die beiliegende Zeichnung), deren Magnete fremd erregt werden, wird ein zweites Bürstenpaar b b angebracht, dessen Ebene senkrecht steht zur Ebene der normal vorhandenen Bürsten a a, welche kurzgeschlossen werden. Die Fremderregung der Feldmagnete wird konstant gehalten und dadurch ein Feld F erzeugt. An die Bürsten b b wird eine Kapazität C angeschlossen, welche mit der Ankerwicklung einen Schwingungskreis bildet; die Einfügung einer

Rüdenberg: Physikalische Zeitschrift, 8. Jahrg., 1907, S. 668.

besonderen Selbstinduktion ist nicht erf orderlieh. Bei Drehung des Ankers entsteht ein Kurzschlußstrom I, der das Feld F₁ erzeugt, welches eine Quermagnetisierung des Ankers bewirkt. In diesem Felde rotiert der Anker, und der dadurch induzierte Nutzstrom i wird an dem Bürstenpaar b b abgenommen. Dieser Strom liefert ein dem ursprünglichen Felde entgegenwirkendes Feld F₂, so daß für die Entstehung des Kurzschlußstromes tatsächlich nur ein Differenzfeld F-F₂ in Betracht kommt. Da der Widerstand des Kurzschlußstrom weges sehr gering ist, genügt ein sehr schwaches Differenzfeld, um einen hinreichend starken Kurzschlußstrom zu erzeugen. Die Ausbildung des von diesem erzeugten Feldes kann durch besondere Formgebung der Polschuhe noch unterstützt werden. Ist der Kurzschlußstrom konstant, so ist es auch die im Anker erzeugte elektromotorische Kraft; ist aber dieser Strom veränderlich, so wird im Anker eine elektromotorische Kraft induziert, die genau diesen Änderungen folgt und somit auch einen Ankerstrom hervorruft, dessen Schwankungen genau den Schwankungen des Kurzschlußstomes folgen. Man sieht also, daß ein so ausgeführter Anker eine elektromotorische Kraft liefert, die bei wachsendem Strome abnehmen muß, daß also der Anker eine fallende Charakteristik besitzt Durch passende Wahl der Feldmagneterregung kann man die Charakteristik sehr steil abfallend machen. Wird nun an die Bürsten b b ein Kondensator angeschlossen, so entstehen in dem durch die

Ankerwicklung und die Kapazität gebildeten Schwingungskreise Wechselströme, deren Periodenzahl nur bestimmt ist durch die Selbstinduktion und die Kapazität; sie kann aus diesen Größen in bekannter Weise berechnet werden und ist unabhängig von der Umdrehungszahl des Ankers.

Ist der Erregerstrom I und der Koeffizient der gegenseitigen Induktion M, so wird im

ίο Anker eine elektromotorische Kraft E = IM erzeugt, die einen Strom i hervorruft, dessen Wattleistung Ei nur von der auf den Anker übertragenen mechanischen Arbeit bestritten wird. Um eine große elektromotorische Kraft zu erzielen, muß M möglichst groß gemacht werden, was eine möglichst innige Kraftlinienverkettung zwischen Erreger- und induzierter Wicklung erfordert; die ist hier dadurch erreicht, daß Anker- und Erregerwicklung identisch sind, also zwischen beiden die innigste Kopplung hergestellt ist. Die Selbstinduktion der Ankerwicklung muß für Erreichung hoher Periodenzahlen klein gemacht werden, was dadurch erreicht wird, daß nur wenige aus Litzen hergestellte Windungen auf dem Anker angebracht werden und dieser mit möglichst hohen Tourenzahlen rotiert. Der Anker kann mit unterteiltem Eisen versehen sein oder auch ohne Eisen ausgeführt werden. Im ersteren Falle wird der Ankerkern aus dünnen, legierten Eisenblechen hergestellt wegen der geringen Hysteresis- und Wirbelstromverluste solcher Bleche. Die Feldmagnete müssen zur Verminderung der magnetischen Trägheit auch unterteilt sein.

Auf diese Weise ist es möglich geworden, mit einer Gleichstrommaschine Wechselströme von hoher Periodenzahl zu erzeugen; man erhält ungedämpfte elektrische Schwingungen von einer Frequenz, wie sie in der drahtlosen Telegraphie und Telephonie verwendet werden.

Die Wechselströme erhalten ihre Energie ausschließlich durch die die Rotation bewirkenden Kräfte und können daher auf sehr hohe Werte gebracht werden. Will man bei diesem Verfahren mit hohen Maschinenspannungen arbeiten, so erhält der Anker zur Vermeidung zu starker Kurzschlußströme eine besondere Erregerwicklung mit einem zweiten Kollektor, dessen Bürsten kurzgeschlossen werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung ungedämpfter elektrischer Schwingungen von hoher Periodenzahl durch Gleichstrommaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zu verwendenden Dynamomaschine die Magnete fremd erregt werden und eine Gruppe von Kollektorbürsten so miteinander verbunden wird, daß in dem Anker ein Kurzschlußstrom entsteht, welcher das Erregerfeld liefert für den im Anker zu erzeugenden Nutzstrom, der durch eine zweite Gruppe von Bürsten abgenommen in einem Schwingungskreise fließt, welcher aus Selbstinduktion und Kapazität besteht.

2. Dynamomaschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker eine besondere Erregerwicklung mit einem zweiten Kollektor erhält, dessen Bürsten kurzgeschlossen werden.

3. Dynamomaschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feldmagnetsystem und der Anker magnetisch unterteiltes Eisen enthalten.

4. Dynamomaschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur das Feldmagnetsystem magnetisch unterteiltes Eisen enthält, der Anker aber eisenfrei bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.