DE226953C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-M 22695.3-KLASSE 21 d. GRUPPE -M 22695.3- CLASS 21 d. GROUP

in FRANKFURT a. M.in FRANKFURT a. M.

Einphasen-Serien-Kommutatormotor. Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Februar 1910 ab. Single phase series commutator motor. Patented in the German Empire on February 5, 1910.

Man bildet oft mit Vorteil die FeldwicklungIt is often advantageous to form the field winding

des Einphasen-Serienmotors als zwei gegen die Feldachse verstellte Wicklungsteile aus, deren Achsen nur einen kleinen Winkel gleich dem der Wendezone bilden.of the single-phase series motor as two winding parts adjusted against the field axis, whose Axes only form a small angle equal to that of the turning zone.

Werden dann die beiden Wicklungsteile parallel geschaltet, so vermögen die beiden sie in derselben Richtung durchfließenden, einander gleichen (in der Fig. ι der beiliegenden Zeichnung durch ausgezogene Pfeile angedeuteten) Teile des Hauptstromes in den Wendezonen α a_x bzw. b b_x kein Feld zu erzeugen, wohl aber ein Hauptfeld in dem Ankerteile «_x b. Werden dagegen die beiden Wicklungsteile ,15 hintereinander von einem (durch punktierte Pfeile angedeuteten) Strom durchflossen, so bleibt dieser Strom-ohne Einfluß auf die Hauptpole, erregt dagegen die Wendepole. Ist nun . dieser Strom um 90 ° gegen den Hauptstrom verschoben, so ruft er in der Wendezone eine zur Aufhebung der durch das oszillierende Hauptfeld in der kurzgeschlossenen Spule induzierten transformatorischen Spannung dienende Wendefeldkomponente hervor. Eine bekannte Anordnung dieser Art ist schematisch in der Fig. 2 dargestellt.If the two winding parts are then connected in parallel, the two parts of the main flow flowing through them in the same direction and identical to each other (indicated by solid arrows in the accompanying drawing) in the reversing zones α a _x and bb _x do not cause a field but a main field in the anchor part « _x b. If, on the other hand, a current (indicated by dotted arrows) flows through the two winding parts 15, 15 one behind the other, this current remains without any influence on the main poles, but excites the reversing poles. Is now . If this current is shifted by 90 ° against the main current, it causes a turning field component in the turning zone which serves to cancel out the transformer voltage induced in the short-circuited coil by the oscillating main field. A known arrangement of this type is shown schematically in FIG.

Der phasenverschobene Erregerstrom, welcher die Wicklungen f₁ und /"₂ hintereinander durchfließt, wird mittels Transformator t erzeugt, dessen primäre Wicklung von irgendeiner Spannung e gespeist wird, und dessen Sekundärwicklung in der Mitte an die eine Motorbürste angeschlossen ist, so daß seine beiden Hälften für den Hauptstrom induktionslos sind, da sie von beiden gleichen Teilen des Hauptstromes in entgegengesetzter Richtung durchflossen sind. The phase-shifted excitation current, which flows through the windings f ₁ and / " _{2 one} behind the other, is generated by means of a transformer t , whose primary winding is fed by any voltage e , and whose secondary winding is connected in the middle to a motor brush, so that its two halves for the main stream are inductionless, since both equal parts of the main stream flow through them in opposite directions.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Transformator t vom Hauptstrome durch- , flössen wird, so daß seine Kupferquerschnitte mit Rücksicht auf eine verhältnismäßig große Strombeanspruchung bemessen werden müssen. Daher fällt der Transformator im Vergleich mit der zu liefernden kleinen Leistung für die Wendefelderregung zu groß aus.This arrangement has the disadvantage that the transformer t is traversed by the main current, so that its copper cross-sections must be dimensioned with regard to a relatively large current load. Therefore the transformer turns out to be too large for the turning field excitation in comparison with the small power to be supplied.

Man hat, um diesen Nachteil zu vermeiden, vorgeschlagen, den Transformator t nicht an der Mitte, sondern an einem Ende mit den entsprechenden Motorbürsten zu verbinden; dabei hat man wieder den Nachteil in Kauf zu nehmen, daß bei einer solchen Schaltung nur je eine der schrägen Wicklungen vom Hauptstrome durchflossen wird, während diejenige Wicklung, welche gerade in Reihe mit dem Transformator liegt, nur von einem vernachlässigbar kleinen Teile des Hauptstromes durchflossen wird. Das hat eine schlechte Ausnutzung des Ständerkupfers zur Folge.In order to avoid this disadvantage, it has been proposed to connect the transformer t not at the center but at one end to the corresponding motor brushes; one again has to accept the disadvantage that in such a circuit only one of the inclined windings is traversed by the main current, while the winding which is in series with the transformer is traversed by only a negligibly small part of the main current . This results in poor utilization of the stator copper.

Gemäß vorliegender Erfindung lassen sich die beiden oben erwähnten Nachteile vermeiden, indem der Transformator t auf die kleinstmöglichen Dimensionen reduziert werden kann, ohne daß sich dabei die Verhältnisse der Kupferausnutzung im Ständer desAccording to the present invention, the two disadvantages mentioned above can be avoided in that the transformer t can be reduced to the smallest possible dimensions, without the ratios of the copper utilization in the stator of the

Motors verschlechtern, und zwar wird dies dadurch erreicht, daß man die Wicklungen f_x und fo. verdoppelt, wie dies beispielsweise in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Hiernach besteht jede der schrägen Wicklungen aus zwei Teilen f_x und g_x bzw. f₂ und g₂. Der Teil g_x sowie der Teil g₂ liegt zweckmäßigerweise in denselben Nuten und besitzt die gleiche Windungszahl wie der Teil /j bzw. f₂, doch ist diesMotor deteriorate, and this is achieved by having the windings f _x and fo. doubled, as is shown schematically in FIG. 3, for example. According to this, each of the inclined windings consists of two parts f _x and g _x or f ₂ and g ₂ . The part g _x and the part g ₂ expediently lie in the same grooves and have the same number of turns as the part / j or f ₂ , but this is the case

ίο nicht unbedingt erforderlich.ίο not absolutely necessary.

Der gemeinsame Anfangspunkt α der Wicklungen f-[ und f„ sowie der gemeinsame Endpunkt b der Wicklungen g₁ und g₂ dienen zum Anschluß des Hauptstromkreises, das Ende der Wicklung f-, und der Anfang der Wicklung g₂ sind im Punkte m und der Anfang der Wicklung g, Und das Ende der Wicklung f₂ im Punkte η verbunden. Der Transformator ist an die Punkte m und η angelegt.The common starting point α of the windings f- [and f " and the common end point b of the windings g ₁ and g ₂ are used to connect the main circuit, the end of the winding f and the beginning of the winding g ₂ are at points m and the Beginning of winding g, and the end of winding f _{2 connected} at point η . The transformer is applied to the points m and η .

Man sieht, daß bei solcher Anordnung die Wicklungen f_t und g₂ einerseits und die Wicklungen f₂ und g₁ andererseits in bezug auf den Hauptstrom parallel zueinander liegen, so daß diese beiden Gruppen' von je einer Hälfte des Hauptstromes durchflossen sind, während der Transformator t — wie angestrebt — vom Hauptstrome frei bleibt. Der Hauptstrom erregt das Hauptfeld, bleibt aber, wie gezeigt, ohne Einfluß auf die Wendezone. Wird nun die Primärwicklung des Transformators an eine passende, mit dem Netz etwa phasengleiche Spannung angelegt, so erzeugt seine sekundäre Wicklung einen das Wendefeld speisenden, etwa um 90 ° phasenverschobenen Strom, dessen einer Teil die Wicklungen f_x und f₂, und dessen anderer Teil die Wicklungen g₂ und g_x in Reihe durchfließt.It can be seen that with such an arrangement, the windings f _t and g ₂ on the one hand and the windings f ₂ and g ₁ on the other hand are parallel to each other with respect to the main current, so that these two groups are traversed by half of the main current during the Transformer t - as desired - remains free of the main stream. The main current excites the main field, but, as shown, has no influence on the turning zone. If the primary winding of the transformer is now applied to a suitable voltage that is approximately in phase with the mains, its secondary winding generates a current that is approximately 90 ° out of phase and feeds the turning field, one part of which is the windings f _x and f ₂ , and the other part flows through the windings g ₂ and g _x in series.

Man sieht, daß bei der Anordnung gemäß der Erfindung in bezug auf die· Erregung des Haupt- und Wendefeldes dieselbe Wirkung erreicht wird wie bei der bekannten Anordnung nach Fig. 2, daß aber dabei der Transformator vom Hauptstrome nicht durchflossen wird. Auch die Kupferausnutzung ist nicht schlechter als bei der Anordnung nach Fig. 2, da die Wicklungen f₁ und g_x bzw. f₂ und g₂ zusammen ebensoviel Windungen erhalten wie f₁ bzw. f₂ bei der Anordnung nach Fig. 2.It can be seen that with the arrangement according to the invention, with regard to the excitation of the main and turning fields, the same effect is achieved as in the known arrangement according to FIG. 2, but that the main current does not flow through the transformer. The copper utilization is also no worse than in the arrangement according to FIG. 2, since the windings f ₁ and g _x or f ₂ and g ₂ together have as many turns as f ₁ and f ₂ in the arrangement according to FIG. 2.

Dieselbe Wirkung würde sich ergeben, hätte man den Transformator nicht an Punkte m n, sondern an irgendwelche zwei Punkte der Wicklungen f_x und f₂ oder g_x und g₂ gelegt, welche von den Punkten m und η gleich viel abstehen. Nur würde die Amplitude des Wendefeldes dann kleiner ausfallen.The same effect would result if the transformer had not been placed at points mn, but at any two points on the windings f _x and f ₂ or g _x and g ₂ , which protrude equally from points m and η. The only difference is that the amplitude of the turning field would then be smaller.

Hätte man den Transformator t statt an die Punkte m η an die Punkte α und b oder an die von den Punkten α und b gleich abstehenden Zwischenpunkte der Wicklungen f₁ und g₂ oder f₂ und g_x angeschlossen, so könnte der von ihm erzeugte phasen verschobene Strom nicht mehr zur Funkenvermeidung, wohl aber zur Verbesserung des Leistungsfaktors verwendet werden. Schaltet man aber den Transformator in irgendeiner anderen Weise als die vorher angegebene an beliebige Zwischenpunkte zweier Wicklungen, z. B. an die Zwischenpunkte c bzw. d der Wicklungen f_t bzw. gj oder f₂ bzw. g₂ in Fig. 4, wobei zweckmäßigerweise die Zwischenpunkte von den entsprechenden Wicklungsenden α bzw. b gleich viel abstehen können, so kann sowohl eine funkenunterdrückende wie auch eine phasenverbessernde Wirkung erzielt werden.Had the transformer t held at the points m η α to the points b or α to the points a and b equal projecting intermediate points of the windings f ₁ and g _2, or f ₂ and g _x connected, so could be the generated by it phase-shifted currents can no longer be used to avoid sparks, but can be used to improve the power factor. But if you switch the transformer in any other way than the one previously specified at any intermediate point between two windings, z. B. at the intermediate points c and d of the windings f _t and gj or f ₂ and g ₂ in Fig. 4, wherein expediently the intermediate points of the corresponding winding ends α or b matter can protrude, so can be both a radio-suppressive as well as a phase-improving effect can be achieved.

Versieht man die Wicklungen mit mehreren Anzapfungen, so kann man den Anschluß des Transformators nach Belieben derart verstellen, daß jedesmal ein gewünschtes Verhältnis zwischen dem funkenunterdrückenden Wendefeld und der phasenverbessernden Komponente des Hauptfeldes erreicht wird.If you provide the windings with several taps, you can connect the Adjust the transformer at will in such a way that each time a desired ratio between the spark suppressing turning field and the phase-improving component of the main field is achieved.

Man kann die Hilfsspannung e entweder, wie bisher beschrieben, aus einer Transformatorwicklung entnehmen oder auch aus einer anderen Wechselstromquelle. Weiterhin kann man die Hilfsspannung in an sich bekannter Weise in selbsttätige Abhängigkeit von der Motorspannung bzw. von der Motortourenzahl sowie auch von der Stärke des Motorhauptfeldes bringen, und zwar derart, daß die Hilfsspannung abnimmt, wenn die Motorspannung (oder eine ihr phasenähnliche Spannung, z. B. die Rotorspannung) zunimmt bzw. wenn die Drehzahl zunimmt oder andererseits, wenn die Stärke des Hauptfeldes abnimmt.The auxiliary voltage e can either be taken from a transformer winding, as previously described, or from another alternating current source. Furthermore, you can bring the auxiliary voltage in a known manner in automatic dependence on the motor voltage or the number of engine revs and also on the strength of the main motor field, in such a way that the auxiliary voltage decreases when the motor voltage (or a voltage similar to it phase, z B. the rotor voltage) increases or when the speed increases or, on the other hand, when the strength of the main field decreases.

Claims

Patent Claims:

i. Single-phase series commutator motor with a field winding arranged obliquely and symmetrically with respect to the main field axis, offset in pairs by a small angle approximately equal to the turning zone angle, to generate the main field and possibly also winding parts serving at the same time, the turning field, characterized in that at least four such inclined windings are present and connected in such a way that the interconnected end points (a) of a pair of _{windings Zf 1} fo) offset in different directions from the main field axis on the one hand and the interconnected end points (b) of the other pair of windings on the other hand serve to connect the main circuit , while the other end points are connected to one another in pairs in such a way that the transformer or any other voltage source applied to these two connections (mn) is transferred equally to the symmetrical winding

parts distributed main stream would not flow through, but for the turning area the Excitation current supplied.

2. Motor according to claim i, characterized in that the transformer is connected to the connections fm η) as well as to the connections (ab) or to any other - appropriately unequal distances from the corresponding winding ends (mn) - intermediate points (cd ) of the oblique windings can be applied.

For this purpose ι sheet of drawings.