DE261913C

DE261913C -

Info

Publication number: DE261913C
Application number: DENDAT261913D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 261913 -KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. August 1910 ab.

Es sind Wechselstrom - Kollektormaschinen bekannt, deren induzierter Teil zwei oder mehrere gegeneinander verstellbare Achsen besitzt. Durch die Verstellung dieser Achsen wird die Resultierende derselben gegen die Achse des induzierenden- Teiles verstellt, es verändert sich somit die induzierte E. M. K. und somit die Geschwindigkeit der Maschine. Die Resultierende aus sämtlichen Amperewindüngen der Maschine ist im allgemeinen von Null verschieden, so daß sich ein Feld bildet, das man in zwei Achsen zerlegen kann, eine Achse, die "mit der Achse der in Betracht komrhen-. den Bürsten zusammenfällt, und in eine senk-Fechte Achse. Das senkrechte Feld ergibt das nützliche Drehmoment, während das andere Feld eine Drosselung erzeugt. Dieses drosselnde Feld ist bei Stillstand zwar nützlich, indem es die Stromaufnahme begrenzt, es verursacht aber beim Lauf der Maschine Funkenbildung.

Nach vorliegender Erfindung wird die Funkenbildung dadurch vermieden, daß nach Erreichung einer bestimmten Geschwindigkeit die primären und sekundären resultierenden Am-, perewindungen vollkommen zur Uberdeckung gebracht werden, jedoch in dem Sinne, daß sie sich gegenseitig aufheben, während das für das nützliche Drehmoment nötige Erregerfeld besonders erzeugt wird.

Damit sich die Amperewindungen vom Stander Und Läufer überdecken, müssen zwei. Bedingungen erfüllt sein: erstens müssen sich die Windungen überdecken, und zweitens müssen die Ströme in einem ganz gewissen Verhältnis zueinander stehen. Die erste Bedingung wird, wie bereits erwähnt, dadurch erfüllt, daß man die beiden Systeme gleichmäßig und einander gleich auf dem Umfange • verteilt; die zweite Bedingung wird erfüllt, indem man einen regelbaren Serient'ransformator zwischen Ständer- und Läuferwicklung anordnet. ·

Beiliegend sind einige Ausführungsformen angegeben. Es bedeuten: Z₁ · die induzierende (primäre) Wicklung; z₂ bzw. Z₃ die auf dem Läufer bzw. gegebenenfalls auf dem Ständer angeordneten induzierten Wicklungen, t einen Serientransformator, k_t, k₂ k₃ und k_i Schleifkontakte oder auch Bürsten. Fig. 1 stellt den Motor bei Stillstand, Fig. ia bei Anlauf und Lauf mit geringer Geschwindigkeit, Fig. 1 b bei. Lauf mit hoher Geschwindigkeit dar.

In Fig. ι fällt die Achse der · resultierenden Amperewindungen mit der Achse der Bürsten zusammen. Das resultierende Feld drosselt dann den Maschinenstrom auf ein Minimum ab. Der Motor hat aber auch kein Drehmoment und steht still, und da die Achse des resultierenden Feldes mit der Achse der Bürsten zusammenfällt, so werden unier den Bürsten keine Funken entstehen. Um nun die Maschine in Bewegung zu bringen, verschiebt man die Kontakte k₃ und k_i allmählich in die Lage der Fig. ia. Der Motor läuft an, und er kann in dieser Stellung laufen, bis er etwa die synchrone Geschwindigkeit erreicht hat. Überschreitet der Motor nun diese Ge-

(S. Außage, ausgegeben am 13. September 1Q13J

— 2 —

schwindigkeit, so beginnt er zu funken, und zwar deshalb, weil die resultierenden Amperewindungen der Maschine eine Komponente ergeben, die in der Achse der Bürsten verläuft. Um nun dieses Funken zu vermeiden, werden nach Erreichung einer bestimmten Geschwindigkeit die Kontakte k_x und k₂ in die Lage der Fig. ib gebracht. Bei einer bestimmten Bemessung der Wicklungen Z₁, z₂

ίο und Z₃ kann dann das in der Bürstenachse wirkende schädliche Feld aufgehoben werden. Es ist z. B. der Fall, wenn Z₁, z₂ und z₃ die gleiche Zahl der Windungen besitzen, auch gleichmäßig und einander gleich im Räume verteilt sind.

Ein anderes Beispiel stellen die Fig. 2, 2 a und 2 b dar. Diese beziehen sich auf die Anordnung mit einer festen (b_x) und einer beweglichen Bürste b₂. Fig. 2 zeigt die Schaltung beim Stillstand. Die Feldwicklung z₄ ist ausgeschaltet. Die beiden Bürsten b₁ und b₂ stehen beisammen, so daß im Läufer keine Gegenamperewindungen in bezug auf den Ständer erzeugt werden und im letzteren daher eine Drosselung auftritt. Der Motor nimmt also wenig Strom auf, und es entstehen auch keine Funken unter den Bürsten. Um nun die Maschine in Bewegung zu bringen, verschiebt man allmählich die Bürste b₂, bis sie ungefähr in die Lage, wie sie in Fig. 2 a dargestellt ist, kommt. Bei dieser Stellung der Bürsten kann der Motor mit geringer Geschwindigkeit laufen. Nach Überschreitung einer bestimmten Geschwindigkeit wird die Bürste b₂ in die Lage der Fig. 2 b gebracht und zur Erzeugung ,eines Erregerfeldes die zur Bürstenachse senkrechte Wicklung z₄ eingeschaltet. Der Motor kann dann mit hoher Geschwindigkeit laufen. Der momentane Verlauf der Felder bzw. der Amperewindungen für die Endstellung der Maschine ist in Fig. 2 b durch Pfeile angedeutet. Bei dem Transformator ist der Wicklungssinn, um bei der Darstellung Kreuzungen der Zuleitungen zu vermeiden, für die sekundäre und primäre Wicklung als verschieden vorausgesetzt, so daß hier die Pfeile beim Transformator nicht die Richtungen der Felder bzw. Amperewindungen in bezug auf den absoluten Raum (in bezug auf diesen sind sie einander entgegengesetzt), sondern in bezug auf die primären und sekundären Ströme zeigen. Es sei hier bemerkt, daß die gleiche Darstellungsweise der · Einheitlichkeit wegen auch für die Fig. 1 b benutzt worden ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, 3 a und 3 b ist die induzierende Wicklung Z₁ mit einem Teil z₃ des induzierten Systems vereinigt. Die Bürsten können hier bei der Ver-Schiebung diametral zueinander bleiben. Beim Stillstand stehen nie Bürsten in der Achse der Wicklung (Z₁ -j- Z₃), jedoch so, daß der Läufer von keinem Strom, der Ständer vom Magnetisierungsstrom durchflossen wird. Der Schalter «Ζ steht auf Kontakt i, die Wicklung Z₄ ist demnach abgeschaltet.

Die Fig. 3 a gibt die Stellung beim Anlauf und beim Lauf mit geringer Geschwindigkeit wieder. Beide Bürsten sind dabei um einen veränderlichen Winkel verschoben. Nach Erreichung einer bestimmten Geschwindigkeit (Fig. 3 b) werden die Bürsten wiederum in die Achse der Wicklung (Z₁ -f- Z₃) eingestellt, jedoch um 180 ° gegen ihre Anfangslage verschoben. Die in der Bürstenachse wirksamen Amperewindungen heben sich jetzt auf. Gleichzeitig wird der Schalter d auf Kontakt 2 umgeschaltet und dadurch die Feldwicklung Z₄ eingeschaltet.

Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, um bei der Zu- und Abschaltung der Feldwicklung Stromstöße zu vermeiden, gleichzeitig die dem Motor zugeführte Spannung entsprechend zu ändern.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Regelung von Wechselstrom-Kollektormaschinen, deren induzierter Teil zwei oder mehrere gegeneinander verstellbare Achsen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Stillstand die sekundären Amperewindungen entweder zum Verschwinden oder mit den primären Amperewindungen mehr oder weniger vollkommen zur Deckung gebracht werden, jedoch in solchem Sinne, daß dabei eine die Stromaufnahme der Maschine begrenzende Drosselung entsteht, und daß bei Anlauf und geringer Geschwindigkeit die resultierenden Amperewindungen des induzierten Teiles gegen die des induzierenden verstellt werden, während nach Erreichung einer bestimmten Geschwindigkeit ein besonderes Erregerfeld erzeugt wird und die primären und sekundären Amperewindungen, soweit sie nicht zur Erzeugung des besonderen Erregerfeldes dienen, wiederum zur vollkommenen Deckung gebracht werden, aber so, daß sie gegeneinander gerichtet sind und sich aufheben.

2. Maschine für das Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf derselben eine Feldwicklung angebracht ist, die bei Stillstand und geringer Geschwindigkeit ausgeschaltet und nach Erreichung einer bestimmten Geschwindigkeit eingeschaltet wird.

3. Maschine für das Verfahren nach Anspruch ι bzw. nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den primären und sekundären Stromkreis ein gegebenen- iao falls regelbarer Serientransformator· eingeschaltet ist.

4· Maschine für das Verfahren nach Ansprach i, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Ständer liegende Teil des induzierten Systems mit der induzierenden Wicklung des Ständers vereinigt ist.

5. Regelungsverfahren nach Anspruch 1 und den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Abschaltung der Feldwicklung ohne Stromstoß geschieht, etwa in der Weise, daß gleichzeitig die dem Motor aufgedrückte Spannung entsprechend geändert wird.

6. Maschine für das Verfahren nach Anspruch ι und Unteransprüchen mit festen und beweglichen Bürsten, bei welcher beim Stillstand die sekundären Amperewindungen zum Verschwinden gebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengehörigen Bürsten beim Stillstand beisammen stehen, bei Anlauf und geringer Geschwindigkeit weniger als um eine Polteilung und nach Erreichung einer gewissen Geschwindigkeit um eine Polteilung voneinander abstehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.