DE257865C

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Publication number: DE257865C
Application number: DENDAT257865D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■- M 257865 KLASSE 21 d. GRUPPE

G.m.b.H. in BERLIN.

Bürstenverschiebung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. März 1910 ab.

Bei Kommutatormaschinen mit Bürstenverschiebung, beispielsweise bei Repulsionsmotoren mit den bekannten Bürstenschaltungen, hat die Geschwindigkeitsänderung bei Ver-Schiebung der Bürsten zwei unmittelbare Ursachen. Erstens wird die Läuferspannung erhöht oder verringert, zweitens werden die das Erregerfeld erzeugenden Windungen verringert oder erhöht. Da beide Einflüsse auf die Geschwindigkeit in demselben Sinne wirken, ergibt sich eine verhältnismäßig große Geschwindigkeitsänderung bei kleiner Verschiebung der Bürsten. Im Anlauf, wo das Erregerfeld klein sein soll, nimmt es oft so hohe Werte an, daß man gezwungen ist, besondere Hilfseinrichtungen zu treffen, die die Ausbildung des Erregerflusses beschränken und das Glühen der Bürsten verhindern sollen (vgl. Patent 169108). Die Feldverteilung am Ankerumfang ist bei diesen Motoren sehr ungünstig, und die Verteilung der Arbeitsströme im Läufer stimmt mit der im Ständer schlecht überein. Der Motor arbeitet bei gewissen Bürstenstellungen mit sehr schlechtem Wirkungsgrad, weil sich durch die besondere Verteilung der Ströme am Ankerumfang zum Teil einander entgegenwirkende Drehmomente bilden.

Um diese Nachteile ganz oder wenigstens möglichst vollkommen zu vermeiden, sollen die Bürsten derart verschoben werden, daß die Richtungen der magnetischen Achsen von Läufer und Ständer im wesentlichen dieselben bleiben, daß also bei einem Repulsionsmotor mit einfachem Kurzschluß die Bürsten einander genähert werden. Die Verbindungslinie der Bürsten stellt in diesem Falle (vgl. Fig. ia und ib) für die einzelnen Stellungen Sehnen dar, die einander parallel laufen. Wird in dieser Weise geregelt, dann sind die das Erregerfeld erzeugenden Windungen ungefähr konstant.

Nur im Anlauf und bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten soll der Erregerfluß geschwächt werden. Bei den bisher üblichen Regelungsmethoden werden entweder alle Bürsten in demselben Sinne, oder nur ein Teil der Bürsten verschoben, oder es findet bei Verstellung sämtlicher Bürsten gegeneinander eine wesentliche Änderung des Erregerflusses statt.

Statt eines einfachen Bürstensatzes kann auch ein mehrfacher Bürstensatz Verwendung finden, wie er beispielsweise in den Fig. 2 a (für hohe Geschwindigkeit) und 2 b (für niedrige Geschwindigkeit) dargestellt ist. Zur Verringerung der Geschwindigkeit werden die einzelnen, zu einem Bürstensatz gehörigen Bürsten einander genähert, zur Erhöhung der Geschwindigkeit · werden sie voneinander entfernt. Diese Schaltung hat nicht nur den Vorzug, daß an einer Stelle des Ankerumfanges nur der halbe Strom zu kommutieren ist, sondern es wird auch nur der wirksame

Teil der Ankerleiter von Strom durchflossen, wodurch die Stromwärme im Anker verringert wird.

Eine für die Feldverteilung besonders günstige und daher sehr wichtige Art der Regelung ergibt sich, wenn die Verschiebung der Bürsten so erfolgt, daß die Achsen von Ständer- und Läuferarbeitswicklung im wesentlichen gleichgerichtet bleiben und das Erregerfeld von einer besonderen Wicklung erzeugt wird. Diese Wicklung kann vom Ständer (Fig. 3) oder vom Läuferstrom (Fig. 4) durchflossen werden. Bei Speisung vom Läuferstrom ist der Erregerfluß unabhängig von der Geschwindigkeit, während bei Speisung vom Ständerstrom das Erregerfeld bei niedriger Geschwindigkeit geschwächt wird.

Die Erregung kann entweder vom Ständer oder vom Läufer aus erfolgen, durch besondere oder mit den Arbeitswicklungen vereinigte Wicklungen. Fig. 5 stellt die Erregung vom Läufer ohne besondere Wicklung dar. Es kann auch bei doppeltem Bürstensatz die Erregeranordnung nach Patent 155279 Verwendung finden, wobei zu beachten ist, daß die Erregerwicklungen mit abnehmender Geschwindigkeit größer werden, weshalb es sich empfiehlt, den Ständerstrom direkt oder unter Zwischenschaltung von Transformatoren zur Speisung heranzuziehen. Diese Schaltung verdeutlicht Fig. 6.

Wird beim doppelten Bürstensatz der Erregerfluß durch eine vom Läuferstrom durchflossene Ständerwicklung erzeugt, dann ist es zweckmäßig, diese nach Fig. 7 in mindestens zwei Teile zu zerlegen, wobei jeder Teil mit einem der Bürstensätze in Reihe geschaltet ist, um den besonderen Transformator, der zur Vermeidung eines mehrachsigen Läuferkurzschlusses erforderlich wäre, zu entbehren. Bei den Maschinen, wo Ständer und Läufer von außen gespeist werden und der doppelte Bürstensatz Verwendung findet, muß jeder Bürstensatz mit einer besonderen Sekundärwicklung des Speisungstransformators verbunden werden.

Um möglichst geringes Bürstenfeuer zu erhalten, empfiehlt es sich, das Erregerfeld so auszubilden, daß es möglichst sinusförmig am Ankerumfang verläuft. Auch wird es mit Rücksicht auf die Stromverteilung in gewissen Fällen zweckmäßig sein, auch bei mehrfachem Bürstensatz eine Sehnenwicklung im Anker zu verwenden.

Trotzdem bei den zuletzt beschriebenen Ausführungen der Erregerfluß durch eine besondere oder mit der Ständer- oder der Läuferwicklung vereinigte Wicklung erzeugt wird, ist es nicht notwendig, die Erregerwicklung zur Änderung der Drehrichtung umzuschalten. Durch Verschiebung der Bürsten kann ohne weiteres die Stromrichtung in der Erregerwicklung geändert werden, was jedoch voraussetzt, daß die zu demselben Satz gehörigen Bürsten aneinander vorüberbewegt werden können. ,

Die Erfindung gilt sowohl für Maschinen mit , getrennten Arbeitskreisen wie auch für solche, bei denen Ständer- und Läuferarbeitswicklungen direkt oder indirekt in Reihe geschaltet sind und beiden Wicklungen Strom zugeführt wird; sie gelten sinngemäß auch für Mehrphasen-Kommutatormaschinen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Regelung von Wechselstrom-Kommutatormaschinen mit Reihenschluß-Charakteristik, insbesondere von Repulsionsmotoren, durch Bürstenverschiebung, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die magnetischen Achsen von Ständer und Läufer bilden, nahezu konstant gehalten wird, so daß die Änderung der Geschwindigkeit durch die Änderung des wirksamen Windungsverhältnisses: der Arbeitswicklungen hervorgerufen . wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sonst konstant gehaltene Winkel, den die magnetischen Achsen der Arbeitswicklungen miteinander einschließen, im Moment des Anlaufes und bei sehr kleinen Geschwindigkeiten so ,geändert wird, daß der Erregerfluß geschwächt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.