DE249732C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine besondere Ausführungsform für Dämpferwicklungen, welche in Verbindung mit erregenden Wicklungen angewendet werden sollen. Unter erregenden Wicklungen sind solche Wicklungen zu verstehen, durch welche wirksame Amperewindungen erzeugt werden, wobei die Spannung, welche den Wicklungen zugeführt wird oder welche in den Wicklungen entsteht,

ίο nur ungefähr der Größenordnung des Ohmschen Abfalles in den Wicklungen entspricht. Als Beispiel solcher erregenden Wicklungen können die Gleichstromankerwicklungen angesehen werden, welche auf dem Läufer der in den Patenten 207519, 209228, 207707, 207951, 207710 beschriebenen synchronen Maschinen oder bei den bekannten quasisynchronen Asynchronmaschinen von H e y 1 a η d und Latour zur Anwendung kommen.

ao Die erwähnten Dämpferwicklungen- sind im wesentlichen Kurzschlußwicklungen. Wenn sich eine solche Dämpferwicklung auf dem Läufer der genannten Maschinen oder ähnlicher Kommutatormaschinen befindet, hat dieselbe bei reinen Mehrphasenanordnungen und bei Synchronismus auf die Wirkungsweise der Maschine im Prinzip keinen Einfluß. Es findet nämlich in diesem Falle durch eine solche Wicklung auf das Hauptfeld keine wesentliche Einwirkung statt; es sei denn, daß die unbedeutenden Feldschwankungen bei geringer Phasenzahl der Erregung (in günstiger Weise) ausgeglichen werden. Bei Einphasenstrom würde dagegen ' durch die Kurzschlußwicklung" auch eine Überführung der einachsigen Wechselfelder (Hauptfelder) in Drehfelder erfolgen. In beiden Fällen wird nun gleichzeitig eine Verbesserung der Kommutierung dadurch stattfinden, daß die Streufelder der einzelnen kommutierenden Elemente der erregenden Wicklungen von entsprechenden Wicklungselementen der Kurzschlußwicklung beeinflußt werden.

Es ist nun bekannt, daß man für diesen letzteren Zweck die Dämpferwicklung rtiögliehst streuungsfrei bezüglich der erregenden Wicklungen anordnen muß. H e y 1 a η d schlägt z. B. für einen ähnlichen Fall (vgl. E. T. Z. 1901, S. 634, Sp. i, Z. 37 bis 53) vor, die erregende Wicklung selbst als Dämpfer- \vicklung wirken zu lassen, dadurch, daß man zwischen den Kollektorlamellen Widerstandsverbindungen, also gewissermaßen einen Schlußring anbringt. Eine solche Ausführung hat nun den Nachteil, daß selbst bei synchronem Lauf von diesen Widerstandsverbindungen eine beträchtliche Leistung verzehrt wird. Außerdem zeigt sich, daß man diese Verbindungen nicht stets einfach zwischen je zwei aufeinander folgende Lamellen legen darf, sondern bei einer Reihenwicklung die Lamellen so miteinander verbinden muß,

wie es das Wicklungsgesetz für die erregende Wicklung; selbst vorschreibt. Anderenfalls treten mannigfaltige Stromverzweigungen und überflüssige Verluste auf. Werden jedoch die Verbindungen richtig ausgeführt, so ist die Anordnung nicht mehr ganz einfach. Weiter läßt sich die Streuung auch dadurch vermindern, daß man eine besondere Dämpferwicklung anwendet, diese jedoch in densel- ben-Nuten wie die erregende Wicklung unterbringt. Man stellt beispielsweise die Dämpferwicklung aus einzelnen Windungen oder als Käfigwicklung her, deren Leiter unterhalb der erregenden Wicklung in die Nuten eingelegt werden. Man könnte auch, wie vorgeschlagen wurde, die Verschlußkeile der Nuten aus leitendem Material herstellen und als Kurzschlußstäbe benutzen. Durch solche Anordnungen wird die Kommutierung zwar verbessert werden, in schwierigen Fällen aber nicht immer ein funkenfreier Lauf gewährleistet sein, da die Streuung zwischen den einzelnen Windungen der beiden Wicklungen noch zu groß ist.

Nach vorliegender Erfindung wird nun die Streuung weiterhin dadurch verkleinert, daß die Wicklungselemente oder Leiter der beiden Wicklungen einander möglichst nahe und gleichzeitig in eine solche Lage gebracht werden, daß die von den Leitern der einen Wicklung erzeugten Kraftlinien auch die der anderen Wicklung möglichst vollkommen umschlingen. Die Leiter der beiden Wicklungen werden zu diesem Zwecke nebeneinander und ungefähr in gleicher Höhe angeordnet. Hierbei ergeben sich verschiedene Ausführungsmöglichkeiten, von denen als Beispiele einige in den Fig. 1 bis 8 gezeigt werden.

In Fig. ι ist eine Nut dargestellt, in weleher sich zwei Leiter α der erregenden Wicklung befinden. Diese Wicklung ist beispiels-. weise als Stabwicklung ausgeführt. Die Dämpferwicklung ist hier ebenfalls in der Ausbildung einer Gleichstromankerwicklung (ohne Kommutator) angenommen und hat pro Nut ebenfalls zwei Stäbe b. Die beiden Wicklungen stehen dann zueinander ungefähr in derselben Beziehung wie die beiden Wicklungen einer Zweikollektor - Gleichstrommaschine. Man erkennt, daß die Streuung zwischen den Stäben α und b innerhalb der. Nut sehr gering sein wird, Weil alle Kraftlinien, welche sich durch beide die Nut bildenden Zähne schließen, sowohl die Stäbe α wie b umschlingen. Das ist bei den früher erwähnten Anordnungen mit den Stäben b unter- oder oberhalb von α nicht der Fall.

Bei Ausbildung der Dämpferwicklung als Gleichstromankerwicklung können die beiden Wicklungen dabei auch in an sich bekannter Weise außerhalb der Nut nebeneinander parallel laufen und einander nahegebracht sein, so daß ebenfalls in diesen Teilen der erregenden Wicklung eine Dämpfung stattfindet.

Es ist nun noch notwendig, der so ausgebildeten Dämpferwicklung die Eigenschaft einer Kurzschlußwicklung zu geben. Durch Anzapfen derselben an einzelnen Punkten und durch Kurzschließen der letzteren würde man eine Kurzschluß wicklung erzielen, welche gegebenenfalls mehr auf das Hauptfeld einzuwirken imstande wäre, dagegen könnten sich die Streufelder der kommutierenden Windungen noch unzulässig ausbilden. Es ist vielmehr notwendig, jene Gruppen von Windüngen der Dämpferwicklung, welche parallel zu den kommutierenden Windungen liegen, einzeln kurzzuschließen, um den Widerstand der jeweils dämpfenden Teile möglichst' zu verkleinern. Man kann auch jede einzelne Windung (Welle oder Schleife) oder auch jede einzelne Spule (bei Spulenwicklung) der Dämpferwicklung kurzschließen. Dies kann entweder nur auf einer Seite des Läuferkörpers oder auch auf beiden erfolgen. Die Fig. 2 und 3 zeigen, wie dies nur auf einer, und zwar beispielsweise derjenigen Seite geschieht, auf welcher der Kommutator liegt. In Fig. 2 sind die Wicklungen auf der dem Kommutator abgekehrten Seite dargestellt. Die Oberlage der Stäbe α der erregenden Wicklung wird beispielsweise durch Hülsen c mit jenen der Unterlage verbunden und ebenso die Stäbe b der Dämpferwicklung durch die Hülsen d. Beide Wicklungen sind also auf dieser Seite ganz gleichartig ausgebildet. Dagegen werden auf der Kommutatorseite (Fig. 3) die Enden der Stäbe α in bekannter Weise durch die Fahnen / zum Kommutator geführt, während die Stäbe b beispielsweise durch das Kupferband g untereinander fortlaufend verbunden sind. Der Querschnitt des Kupferbandes g kann auch durch Hinzufügung eines (ausgestreckt gezeichneten) Kurzschlußringes m, wenn erforderlich, vergrößert werden.

Bei den Anordnungen in den Fig. 1 ,bis 3 wurde angenommen, daß zu jedem Stab der erregenden Wicklung ein Dämpfungsstab beigeordnet wird. Fig. 4 zeigt nun ein Nutenbild, in welchem für mehrere (beispielsweise zwei) Stäbe α der ersteren Art in der Oberlage wie auch Unterlage nur je ein Dämpfungsstab b verwendet wird. Es läßt sich zeigen, daß dann die Dämpferwicklung nur für den Fall, als die erregende Wicklung eine mehrfach geschlossene ist, die Ausbildung einer sich schließenden Gleichstromankerwicklung erhalten kann. In den übrigen Fällen zerfällt die Dämpferwicklung in einzelne Schleifen oder Wellen, welche nur auf einer Seite des Läufers eine gewöhnliche

Ausbildung haben können, wie in Fig. 2. Aber auch dann läßt sich auf der anderen Seite durch ein Band oder einen Ring ein Kurzschließen dieser Schleifen oder Wellen bewirken.

Eine Anwendung des Erfindungsgedankens, falls die Dämpferwicklung als Käfigwicklung ausgeführt wird, zeigt das Nutenbild in Fig. 5. Hier ist dem Kurzschlußstab oder Leiter b die Form einer Röhre gegeben, welche ähnlich wie ein Isolierrphr die Nut auskleidet und die Stäbe α der erregenden Wicklung in sich aufnimmt, eine Anordnung, wie sie bereits für die außerhalb der Nuten liegenden Endverbindungen . der Wicklung bekannt ist. Diese Leiter b können, wie gezeichnet, für gewisse Zwecke oben offen oder aus einzelnen Teilwänden zusammengesetzt sein und brauchen nur an den beiden Enden, etwa durch Kurzschlußringe k, miteinander verbunden zu werden. Die Form dieser Kurzschlußringe ist gleichgültig. Würde man die Stäbe (wie auch möglich) als vollständiges Rohr ausbilden, so würden von der erregenden Wicklung praktisch keine Streulinien in das Eisen eindringen können, wenn der Widerstand der Rohre genügend klein ist. Auch bei der Ausbildung nach Fig. 5 (oben offenes Rohr) ist die Schirmwirkung sehr beträchtlich. Ebenso, wenn der Kurzschlußstab nur aus einem oder zwei Seitenteilen des Rohres besteht, wird die Schirmwirkung zwar geringer, aber immer noch günstiger sein, wie wenn der Kurzschlußstab oberhalb oder unterhalb der erregenden Wicklung liegt.

Eine ähnliche Wirkung ließe sich erzielen, wenn sowohl der Läuferkörper als auch die Nutenzähne aus massivem Eisen hergestellt würden. Eine solche Ausführung wird aber wegen der verschiedenartigen Ansprüche an die Nutenform selten anwendbar sein.

Man könnte nun, statt mehrere Stäbe der erregenden Wicklung in eine Röhre zu legen, jeden einzelnen Stab dieser Wicklung mit einem röhrenförmigen Dämpfungsstab umhüllen, wie es gleichfalls für die außerhalb der Nuten liegenden Endverbindungen der Wicklung bereits bekannt ist, und diese Dämpfungsstäbe mit zwei gemeinsamen oder mit mehreren entsprechend ausgebildeten Ringen kurzschließen. Das Nutenbild einer derartigen Anordnung zeigt Fig. 6. Auch diese Röhren b können wieder vollkommen geschlossen oder ein- oder mehrfach geschlitzt sein, in letzterem Falle also aus mehreren den Leiter der erregenden Wicklung umgebenden Drähten bestehen.

Eine solche Anordnung hat nun den Vorteil, daß man eine sehr gute Dämpfung innerhalb der Nut erzielt, daß man aber gleichzeitig gegebenenfalls die Dämpferwicklung auch als mit -der" erregenden Wicklung parallel laufende Gleichstromankerwicklung ausbilden kann. Es würden dadurch dann auch die Teile der erregenden Wicklung außerhalb der Nut kräftig gedämpft werden. Es ist nun, wie schon erwähnt, z. B. bei in der Geschwindigkeit regelbaren Einphasenkommutatormotoren, vorgeschlagen worden, nur für die Wicklungsköpfe kurzgeschlossene Röhren zur Dämpfung zu verwenden. Die eben besprochene Anordnung hat dagegen, wie bereits hervorgehoben, den Vorzug, daß sowohl außerhalb wie innerhalb der Nut die Streulinien abgefangen werden und daß eine solche Dämpferwicklung gleichzeitig auch auf das Hauptfeld, wenn erforderlich, einwirken kann.

Fig. 7 und 8 zeigen ein Beispiel, wie diese Röhren zu einer fortlaufenden und gleichzeitig kurzgeschlossenen Wicklung verbunden werden können, und zwar sind die Stabenden auf der Kommutatorseite dargestellt. Während in Fig. 7 die einzelnen Stäbe a in der Ober- und Unterlage der erregenden Wicklung ähnlich wie in Fig. 3 durch Fahnen f zum Kommutator geführt werden, sind die Kurzschlußröhren b in der Ober- und Unterlage (Fig. 8) ebenfalls durch die Hülsen d (auf beiden Seiten des Läufers) miteinander verbunden und beispielsweise hier auf der Kommutatorseite durch einen Ring m unterhalb (wie gezeichnet) oder auch oberhalb kurzgeschlossen, was ebenfalls beiderseits geschehen könnte.

Sämtliche in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Anordnungen sollen nur Beispiele von Ausführungsformen sein, die sich, ohne das Wesen der Erfindung zu berühren, noch mannigfaltig abändern lassen. So können die Kurzschlußstäbe b isoliert sein, wie z. B. in den Fig. 1,4 und 6 angegeben ist, oder auch nicht. Die Herstellungsweise der Kurzschlußröhren (ζ. B. in Fig. 6) ist ebenfalls gleichgültig, und es können in den einzelnen . Kurzschlußröhren der Fig. 6 auch mehrere Leiter der erregenden Wicklung untergebracht werden. Ferner läßt sich das Kurzschließen der Stäbe auch auf andere Weise, wie angegeben, bewerkstelligen, indem man z.B. die Bandagen als Kurzschlußringe benützt. Bei Anordnungen nach Fig. 6 könnte man die Dämpfungsstäbe, wenn man sie an den Stirnverbindungen nicht isoliert, miteinander oder auch mit den Bandagen verlöten, so daß ein starrer Körper gebildet wird.

Auch lassen sich die hier angegebenen Dämpferanordnungen untereinander und ebenso mit den bekannten, z. B. mit jener der iao Widerstandsverbindungen, vereinigen, sei es, daß der einen Anordnung mehr die Einwir-

kung auf das Hauptfeld (wenn erforderlich) und der anderen auf die Streufelder übertragen wird, sei es, daß beiden Anordnungen die gleiche Aufg'abe zugewiesen wird. Man hat dann natürlich für eine richtige Abstufung der Widerstände der Dämpferwicklungen durch Wahl des Materials oder durch Wahl der Querschnitte der Schlußringe zum j Zwecke einer richtigen Stromverteilung j

ίο Sorge zu tragen.

Die hier beschriebenen Anordnungen können natürlich auch angewendet werden, wenn sich auf dem Läufer neben den angeführten Wicklungen noch andere Wicklungen befmden, wenn z. B. neben einer mit Wechselstrom (mittels Kommutators) gespeisten Wicklung eine andere mit Gleichstrom (mittels Schleifringen) gespeiste Wicklung vorhanden ist.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Dämpferanordnung· für erregende Wicklungen von synchronen oder quasisynchronen Kommutatormaschinen, bei welcher die Dämpferwicklung" in denselben Nuten wie die erregenden Wicklungen untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der Dämpferwicklung seitlich neben den Leitern der erregenden Wicklungen angeordnet werden, um die Streuung zwischen den beiden Leitergruppen möglichst zu verringern.
2. 2. Anordnung' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpferwicklung" als Gleichstromankerwicklung im Ganzen oder in Teilen ausgebildet wird, deren einzelne Windungen oder einzelne Windungsgruppen, entsprechend den kommutierenden Windungen der erregenden Wicklungen, kurzgeschlossen werden.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der Dämpferwicklung in an sich bekannter Weise als Röhren oder als Teile derselben ausgebildet werden, welche innerhalb der Nuten oder sowohl innerhalb wie außer-' halb derselben die einzelnen Leiter oder Leitergruppen der erregenden Wicklungen vollständig oder nur teilweise umhüllen.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Leiter der Dämpferwicklung in mehrere parallele Teilleiter aufgelöst werden, von welchen die Leiter der erregenden Wicklungen umhüllt werden.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Arten von Dämpferwicklungen gleichzeitig" angewendet werden, welche entweder nur nach Ansprüchen ι bis 4 ausgebildet werden oder deren eine oder andere auch eine anderweitige bekannte Ausbildung besitzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.