DE218156C

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Publication number: DE218156C
Application number: DENDAT218156D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVe 218156-KLASSE 21 d. GRUPPE

Wendepol für elektrische Maschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Januar 1909 ab.

Die Erfindung betrifft elektrische Maschinen, insbesondere Eisenbahnmotoren mit Kommutatoren und Hilfspolen zur Verbesserung der Stromwendung. Die Erfindung will nicht nur durch eine Anzahl von Hilfspolvorsprüngen und -wicklungen die Ankerrückwirkung neutralisieren und eine magnetische Strömung in entgegengesetzter Richtung hervorrufen, wie sie für funkenlose Stromwendung nötig ist,

ίο sondern sie will auch die Nachteile beseitigen, welche durch den magnetischen Widerstand des im Maschinengestell und den Wendepolen verlaufenden magnetischen Stromkreises bedingt werden.

Eisenbahnmotoren und andere Kommutatormaschinen müssen oft unter äußerst ungünstigen Verhältnissen arbeiten, und ihre Arbeitsweise läßt sich durch Anwendung von Hilfspolen verbessern. In manchen Fällen aber, wenn die Anzahl der Amperewindungen der Hilfswicklung die des Ankers selbst nur um wenig übertrifft, oder mit anderen Worten, wenn die Ampere windungen, welche ein wirksames Wendefeld hervorrufen, verhältnismäßig gering an Zahl sind, wie dies gewöhnlich der Fall ist, so hat ein plötzlicher Stromstoß in der Ankerwicklung des Motors die Neigung, Lichtbogen und Funkenerscheinungen am Kommutator hervorzurufen, ehe die Stromwendewicklung Zeit hat, ihren Einfluß auszuüben. Diese Wirkung, die auf plötzliche Stromstöße in der Ankerwicklung folgt, läßt sich durch die Tatsache erklären, daß die Flächen der Hilfspolvorsprünge die Ankernuten schließen, welche die kurzgeschlossenen Windungen enthalten. Folglich wird eine örtliche magnetische Strömung von einem Ankerzahn zum nächsten durch das Ende des Hilfspoles zustande kommen. Da nun der Ankerkern in der Regel unterteilt ist, so nimmt diese örtliche Strömung augenblicklich ihre volle Stärke an, wenn der Ankerstrom plötzlich ansteigt; anderseits aber wird, obwohl dieselbe Stromschwankung in der Hilfswicklung stattfindet, weil diese mit der Ankerwicklung in Reihe liegt, ! die Wendeströmung hinter der örtlichen Ankerströmung augenblicklich zurückbleiben, da das Zustandekommen der Wendeströmung durch die Wirbelströme in dem massiven magnetischen Stromkreise des Gestelles und Zwischenpoles verzögert wird.

Der Erfindung zufolge sind Maßregeln getroffen, um die magnetische Wirkung des Ankers in bezug auf die Hervorbringung der genannten Ortsströmung zu verzögern und zu dämpfen, so daß die Wendeströmung den richtigen Wert, um diese Wirkung zu überwinden, erreicht, und dies geschieht, ohne daß ein Wendestrom von solcher Stärke ins Spiel gebracht wird, daß er am Kommutator unter den Bürsten unter normalen Verhältnissen Funken hervorbringen könnte.

Es ist nun ein Wendepol bekannt, der mit einem Kupfergitter ausgestattet ist, welches das Polende umgibt und welches als ein Kurzschlußsystem von zwei in sich kurzgeschlossenen Spulen, die je eine Hälfte der Polfläche umgeben, angesehen werden kann.

Claims

Zweck dieses Polschuhes ist, Änderungen in dem Kommutierungsfelde zu verhüten, die von dem sich ändernden Widerstände des magnetischen Stromkreises herrühren. Diese Veränderung hat ihren Grund in dem Vorbeigang der Ankerzähne und Schlitze an dem Pol. Eine solche Anordnung würde'aber den Erfolg haben, irgendeine Änderung in dem Feld der Wendepolfläche zu verzögern, gleichviel, ob dieses Feld von der Erregerwicklung oder von dem Strom in der Ankerspule unter !Commutation herrührt.

Die Spule der vorliegenden Erfindung, welche die Gestalt einer 8 hat, eignet sich dazu, nur solchen Wechseln entgegenzuarbeiten und diese zu vergrößern, die von der Ankerspule unter !Commutation herrühren. Der Zweck ist, die Entstehung einer solchen zu verzögern, bis das Kommutierungsfeld Zeit genug hat, auf einen Wert anzuwachsen, der das Feld, welches von dieser Spule herrührt, neutralisiert. Aus diesem Grunde ist es außerordentlich erstrebenswert, daß das Wendefeld nicht irgendeinem entgegenstehenden oder dämpfenden ^Einfluß unterworfen sei, mit Ausnahme dessen,

j 1 der durch den Umstand verursacht wird, daß

jlder magnetische Stromkreis dieser Kraftlinien

jShauptsächlich aus massivem Eisen besteht.

Die Spule in der Form einer 8 gemäß der Erfindung bewirkt die Verzögerung der örtlichen magnetischen Strömung, welche vom Anker herrührt, ohne daß sie die Wendeströmung beeinflußt. Dieses Ergebnis läßt sich aber nicht durch die früher bekannte An-Ordnung erzielen; denn die Form dieses Polschuhes würde Schwankungen in irgendeiner magnetischen Strömung, die durch die Poloberfläche hindurchgeht, verzögern und ihnen entgegenarbeiten. Mit anderen Worten, die verzögernde Wirkung würde nicht wahlweise beschränkt sein, wie dies nötig ist, um das Ergebnis, welches die Erfindung bezweckt, zu erzielen.

Fig. ι der Zeichnung ist eine Ansicht eines Teiles einer der Erfindung gemäß gebauten elektrischen Maschine mit einigen Teilen im Schnitt.

Fig. 2 ist eine Einzelansicht des Polkernes des Wendepoles.

Fig. 3 ist eine Ansicht rechtwinklig zu Fig. 2, wobei die Wendewicklungen im Schnitt gezeichnet sind und ein Teil der kurzgeschlossenen Spule abgebrochen ist.

Fig. 4 ist eine schaubildliche Darstellung einer besonders geeigneten Form der Kurzschlußwicklung und

Fig. 5 endlich eine Endansicht einer anderen Ausführungsform des Hilfspoles und seiner Wicklung, welche die Wicklung der Kurzschlußspule deutlicher erkennen läßt.

Das Feldmagnetgestell 1 einer elektrischen Maschine besitzt die Hauptpole 2 mit den Wicklungen 3 sowie die Hilfspolvorsprünge 4 mit den Spulen 5, welche zur Hervorbringung einer magnetischen Strömung, die der Ankerwicklung entgegenwirkt und die Stromwendung verbessert, dienen. Die Hilfspolvorsprünge sind in zwei Teile geteilt, deren Grundstücke 16 mit Ausbreitungen oder Flanschen 17 ausgestattet sind. Diese liegen gegen die innere Oberfläche des Gestelles eingepaßt und dienen dazu, die Pole radial zu befestigen. Die freien Enden jedes Polvorsprunges 4 sind durch einen Schlitz 12 gespalten und mit Flanschen 6, welche die Spulen 5 an ihrer Stelle halten, ausgerüstet. Diese Flanschen werden durch die Bolzen 7 gegen die Magnetkerne angezogen. Außer der Spule 5 ist das Hilfspolstück mit einer Kurzschlußspule 8 versehen, die zwei Windungen in Form einer 8 hat (vgl. Fig. 4) und die· beiden Stücke 9 und 10 des gespaltenen Polkernes umgibt.

Ist die Kurzschlußspule 8 so ausgeführt wie angegeben, ¹SO heben die beiden Windungen sich einander auf und bringen unter normalem Verhältnis keine merkliche Wirkung hervor, wenn die magnetische Strömung, die durch die Hauptwicklung 5 hervorgerufen wird, vorherrscht. Dagegen wird die Kurzschlußspule dem Durchgang von Kraftlinien von einem Zahn 13 des Ankers 14 durch einen der Teile des Hilfspoles und zurück durch den anderen in den Zahn 15 einen erheblichen Widerstand entgegensetzen. Diese Wirkung läßt sich am besten aus Fig. 5 ersehen, wo die Kurzschlußspule aus zwei Umgängen gewöhnlichen runden Drahtes besteht, und wo das Ende des Hilfspolstückes mit einem Schlitz 11. versehen ist, der zur Aufnahme der Kurzschlußspule dient und erheblich verbreitert ist, um den Querschnitt des magnetischen Stromkreises im wesentlichen konstant zu halten.

Es hat sich indes herausgestellt, daß die besten Ergebnisse beim Gebrauch von Wendepolen erzielt werden, wenn ihre Hauptspulen dicht an den Anker herankommen, und folglich ist die Konstruktion nach Fig. 4, welche die übliche Anordnung der Wendewicklungen gestattet, vorzuziehen. Diese Konstruktion wird durch einen Blechstreifen gewonnen, der die Form von zwei hohlen, rechtwinkligen Prismen hat, wenn er auf das Polstück aufgebracht ist. Dabei liegen die anliegenden Seiten in der Nut 12 zwischen den beiden Teilen des Polstückes.

Pate nt-A ν SPRUC he:

i. Wendepol für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß sein dem Anker (14) zugekehrtes Ende eine Kurzschlußspule (8) in Form einer 8 mit entgegengesetzten Polen trägt, zum Zwecke,

örtliche magnetische Strömungen von einem Ankerzahne zum anderen über das Hilfspolstück zu verzögern.
2. Wendepol nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er an den dem Anker (14) zugekehrten Enden gespalten ist und der Schlitz (12) zweckmäßig die mittleren Teile der Kurzschlußspule (8) aufnimmt.
3. Wendepol nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Erregerwicklung (5) die Kurzschlußspule (8) umgibt.
4. Wendepol nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußspule (8) aus zwei Windungen eines Streifenleiters besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.