DE260339C

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Publication number: DE260339C
Application number: DENDAT260339D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Den allgemeinen Aufbau einer statischen Wechselstrommaschine gibt Fig. 1 wieder. ab ab sind die Pole der Maschine, während cd cd..'. die zum Anker gehörigen Zähne der Maschine wiedergeben. Alle Pole α sind unter sich.und alle Pole δ zu je einem Polsystem vereinigt. In ähnlicher Weise sind sämtliche Zähne c des Ankers und sämtliche Zähne d des Ankers zu je einer Ankerabteilung vereinigt. Zwischen den Zähnen einer Ankerabteilung und den Polen eines Polsystems herrscht eine, bestimmte Kapazität, die sich bei der Drehung des Ankers zwischen einem positiven Höchstwerte und einem positiven Mindestwerte ändert. Der halbe Betrag, um welchen sich diese Kapazität ändert, wird als Nutzkapazität, der sich nicht ändernde halbe Betrag der Kapazität wird dagegen als Streukapazität bezeichnet. Die Verschiebüngslinien, welche den hauptsächlichen Anteil der Streukapazität des Ankers und der Streukapazität des Feldes ausmachen, sind in Fig. 1 eingezeichnet. Den zwischen den Polen und Zähnen verlaufenden Verschiebungslinien entspricht die Nutzkapazität der Maschine.

Im Hauptpatent, 257887 ist ein Verfahren beschrieben worden, welches bei der Frequenzsteigerung der Maschine die Wirkungen der Streukapazitäten, welche wie Belastungskapazitäten der Maschine wirken, beseitigt. Eine nach diesem Verfahren arbeitende Maschine leidet unter dem Nächteile, daß die Spannung nicht die theoretisch günstigste Lage besitzt, welche für das Maximum des Energieumsatzes

erforderlich ist. Da nun die Spannung, mit welcher eine statische Maschine arbeiten kann, durch die Durchbruchfestigkeit begrenzt ist, bedeutet es einen großen Fortschritt, wenn die arbeitende Maschine dazu gezwungen wird, unter allen Umständen mit der vektoriellen Lage der Anker- und der Feldspannungen zu arbeiten, welche die größtmöglichste Leistung bei gegebener Spannung liefert. Dieser erwünschte Fortschritt wird dadurch erreicht, daß aus Eigenkapazität und passenden Selbst-Induktionsspulen Resonanzkreise geschaffen, werden, deren Zahl von der Zahl der verwerteten Spännungsglieder abhängt, und welche auf die einzelnen Frequenzen der gewünschten Spannungsglieder abgestimmt sind. Durch geeignete Verbindung der Selbstinduktionen mit Kapazitäten wird die Abstimmung erleichtert und können Energiespeicher geschaffen werden. Zur Sperrung der einzelnen Selbstinduktionskreise gegen das Eindringen niedrigerer Frequenzen dienen Kondensatoren.

Hand in Hand mit der Schaffung dieser Bedingungen, die man als reine Leerlaufbedingungen bezeichnen kann, gehen die in der Patentschrift 257887 beschriebenen Maßnahmen der Sperrung der Erregerquelle, der Sperrung des Nutzstromkreises und der Schaffung von Spannungsresonanzkreisen, die als Kurzschluß für die nicht gewünschten Spannungsglieder dienen.

In der Zeichnung nach Fig. 2 ist als Beispiel die Schaltung zur Verwertung der dritten Harmonischen dargestellt, α ist die gegen das

(S. Auflage, ausgegeben am 20. Juni

Eindringen von Wechselstrom durch Ohmschen oder induktiven Widerstand gesperrte Gleichspannungsquelle, b und c sind die Ersatzkapazitäten, durch welche man im Felde mit b und im Anker mit c die^ Summe von Streu- und Nutzkapazität darstellen kann.

ι ist der Abstimmsatz für die Grundwelle, der mit der Summenkapazität c des Ankers für die Grundwelle zur Resonanz gebracht

ίο wild, d h. ι und c sind in sich auf die Grundfrequenz abgestimmt. Die zu der Selbstinduktion parallel liegende Kapazität erleichtert die Abstimmung und dient als Speicher. 2 ist der Äbstimmsatz für die zweite Harmonische. Er ist durch eine vorgeschaltete Kapazität gegen das Eindringen von Gleichstrom gesperrt und wird mit der Summenkapazität b des Feldes zur Resonanz gebracht. Die zu der Selbstinduktion parallel liegende

ao Kapazität dient dem gleichen Zweck wie im Kreis i. Im Satz 3 verhindert die vorgeschaltete Kapazität das Eindringen der Spannung der Grundfrequenz. Der Satz 3 wird mit der Summenkapazität c zur Resonanz für die dreifache Harmonische gebracht. Selbstredend beeinflussen sich diese Abstimmkreise gegenseitig. Die Reihenschaltung 3 wirkt wie eine Vergrößerung der Streukapazität für die Grundwelle, während die Anordnung 1 je nach Wahl der parallel geschalteten Kapazität als Verkleinerung oder Vergrößerung der Streukapazität für die dreifache Harmonische wirken kann.

Der grundsätzliche Erfindungsgedanke wird durch diese Einzelheiten der Abstimmung in keiner Weise berührt.

Der in sich auf die Frequenz 4 η abgestimmte Resonanzkreis 4 liefert für die nicht ausgenutzte vierte Harmonische reine Kurz-Schlußbedingungen, Er wirkt für die zweite Harmonische wie eine geringe Vergrößerung der Streukapazität.

Gegen das Eindringen unerwünschter Glieder ist der Nutzstromkreis d in üblicher Weise gesperrt.

Statt die Maschine mit Gleichspannung zu erregen, kann mit pulsierender Gleichspannung, z.B. Überlagerung von Mikrophon wellen oder mit einer Wechselspannung beliebiger Frequenz erregt werden, ein Fall, der für die Wellentelegraphie (tönender Empfang) von besonderer Bedeutung ist.

Alle für die einphasige elektrostatische Wechselstrommaschine gegebenen Betriebsmöglichkeiten lassen sich in gleicher Weise auf die elektrostatische Mehrphasenmaschine übertragen.

Um das wechselseitige Emporarbeiten der Frequenzen zu ermöglichen, muß das Feld mit dem Anker, am besten über Resonanzkreise, galvanisch oder induktiv gekoppelt werden. Die im Anker induzierte Spannung der Frequenz η wird auf das Feld gegeben und induziert von hier aus die Frequenz in im Anker. Die Spannung 2 η des Ankers wird wieder dem Feld zugeführt und erzeugt vom Feld aus die Frequenz 3 η im Anker usf.

In ,jeder Phase des Feldes und des Ankers sind die gleichen Vorkehrungen zu treffen, wie sie in der Beschreibung für die Einphasenmaschine gegeben sind.

Claims

Pate nt-An Sprüche:

1. Elektrostatische Maschine nach Patent 257887, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl im Felde wie im Anker aus den Nutz- und Streukapazitäten in Verbindung mit Selbstinduktionen, zu denen parallel und in Reihe Kapazitäten treten können, Resonanzkreise gebildet werden, um im Feld und im Anker die durch Rückwirkung entstehenden, nicht ausgenutzten Ströme durch .Schaffung reiner Leerlaufbedingungen wirkungslos zu machen, so daß sich die Spannungen, deren Frequenz im Felde ein geradzahliges, im Anker ein ungeradzahliges Vielfaches der Grundfrequenz η beträgt, ungehindert ausbilden können, von denen das in der Regel höchste Glied 2 η go im Felde oder 2 η -f- 1 im Anker bzw. 2 k η im Felde oder 2 k η + ι im Anker nutzbar verwertet wird, während durch Schaffung reiner Kurzschlußbedingungen (Spannungsresonanzkreis) für Ströme der Frequenz 2 η -f 1 bzw. 2 k η + ι im Anker oder 2 η -f- 2 bzw. 2 k η -f- 2 im Felde die Ausbildung weiterer Ström- und Spannungsglieder vermieden wird.

2. Elektrostatische Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Maschine durch eine Wellenspannung, unter anderem durch eine Gleichspannung mit überlagerten Mikrophonwellen, oder durch eine Wechselspannung 105' -beliebiger Frequenz und beliebiger Wellenform erfolgt.

3. Mehrphasige elektrostatische Wechselstrommaschine nach Anspruch 1 und .2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Phase des Feldes und des Ankers die Bedingungen für die Ausbildung der wechselseitig entstehenden Frequenzen geschaffen werden und zur Erzielung der wechselseitigen Induzierung Anker und Feld induktiv oder galvanisch gekoppelt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.