DE268695C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 268695 KLASSE 21 d. GRUPPE- M 268695 CLASS 21 d. GROUP

ET DE L'EST in PARIS.ET DE L'EST in PARIS.

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Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Februar 1912 ab.Patented in the German Empire on February 6, 1912.

Die Frage des Regeins der Geschwindigkeit von Mehrphasen-Nebenschlußkollektormotoren hat schon mehrere Lösungen gefunden. Insbesondere in der französischen Patentschrift 325440 speist man die Wicklungen des Stators und des Rotors mit Spannungen von derselben Periodizität, und durch das Verändern des Verhältnisses dieser Spannungen regelt man die Geschwindigkeit des Motors; ein Regelungstransformator erlaubt diese Veränderung. The question of regulating the speed of polyphase shunted collector motors has already found several solutions. In particular in the French patent 325440 one feeds the windings of the stator and the rotor with voltages from the same Periodicity, and regulates by changing the ratio of these voltages one the speed of the engine; a control transformer allows this change.

Bei der Anwendung dieses Verfahrens bei Maschinen von großer Leistungsfähigkeit wird man dazu geführt, dem Kollektor übertrieben große Abmessungen zu geben, wenn man ein gutes Arbeiten desselben sichern will.When using this method on machines of great efficiency one led to give the collector exaggeratedly large dimensions when one wants to ensure good work of the same.

Um diese Schwierigkeit wenigstens einigermaßen zu überwinden, hat man eine Kollektorhilfsmaschine in Kaskadenschaltung mit einem Induktionshauptmotor angeordnet (vgl. die französische Patentschrift 433786 und die deutsche Patentschrift 235040). Dieses Verfahren gestattet, den Kollektor mit Strom von niedrigerer Periodizität zu speisen, als sie in einem eigentlichen Kollektormotor vorhanden ist, aber es zieht andere Unbequemlichkeiten nach sich. Die Kollektormaschine, die die Rolle einer Hilfsmaschine spielt, hat verminderte Abmessungen; der Durchmesser des Kollektors ist also ebenfalls geringer, und da dieser jlen ganzen Rotorstrom kommutieren muß, so muß ihm eine übermäßige Länge gegeben werden, denn wenn die Durchmesser der beiden Kollektoren das Verhältnis von 2:1 haben, müssen bei denselben Arbeitsbedingungen ihre Längen sich im Verhältnis von 1:4 befinden. Auf den größeren Kollektor kann man tatsächlich zweimal mehr Lamellen setzen; bei gleicher Leistung kann also die an den Kollektor angelegte Spannung verdoppelt und der Strom und demzufolge die Anzahl der Bürsten kann auf die Hälfte vermindert werden. Anderseits aber, da der Umfang zweimal größer ist, kann man zweimal mehr Bürstenreihen anordnen. Die Länge kann also auf ein Viertel vermindert werden, wodurch die Konstruktion erleichtert und die zu verwendende Materialmenge eingeschränkt wird.In order to overcome this difficulty at least to some extent, one has a collector auxiliary machine arranged in cascade connection with a main induction motor (cf. French patent specification 433786 and the German patent specification 235040). This procedure allows the collector to be supplied with electricity to feed of lower periodicity than it is available in an actual collector motor is, but it creates other inconveniences. The collector machine that plays the role of an auxiliary machine, has reduced dimensions; the diameter of the Collector is also less, and since this commutates every whole rotor current must, it must be given an excessive length, for if the diameters of the two collectors have the ratio of 2: 1 have, under the same working conditions, their lengths must be in a ratio of 1: 4. You can actually put twice as many lamellas on the larger collector; With the same power, the voltage applied to the collector can be doubled and the current and consequently the number of brushes can be reduced by half. On the other hand, however, since the circumference is twice as large, you can arrange twice as many rows of brushes. The length can so be reduced to a quarter, making the construction easier and the too the amount of material used is restricted.

Die den Erfindungsgegenstand bildende Anordnung unterscheidet sich nun von den vorbekannten Systemen dadurch, daß die Hauptmaschine eine Kollektormaschine ist, die mit einer Induktionshilfsmaschine in Kaskadenschaltung liegt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß einerseits die Periodizität des Stromes an dem Kollektor verringert werden kann, anderseits sich ein Kollektor von großem Durchmesser ergibt.The arrangement forming the subject of the invention now differs from the previously known ones Systems in that the main machine is a collector machine, which is connected in cascade with an induction auxiliary machine lies. This arrangement has the advantage that, on the one hand, the periodicity of the current at the collector is reduced can, on the other hand, a collector with a large diameter results.

Außerdem kommen die Ringe in Wegfall. Ihre Anwesenheit zieht immer eine Komplikation in der Konstruktion und eine Vergrößerung der Verluste durch die Joulesche Wirkung und durch Reibungen nach sich.In addition, the rings are no longer available. Their presence always draws a complication in construction and an increase in losses due to the Joule effect and by friction.

In Fig. ι der beiliegenden Zeichnung, in derIn Fig. Ι the accompanying drawing in which

der Erfindungsgegenstand schematisch veranschaulicht ist, bezeichnet A den Läufer nebst Kollektor und B den Ständer des Hauptmotors ; C bezeichnet den Läufer und D den Ständer der Hilfsmaschine. Die Wicklung des Ständers B ist mit der Stromquelle verbunden; diejenige des Ständers D steht mit den Kollektorbürsten des Läufers A in Verbindung. Die beiden Läufer A und C sind mechanischthe subject matter of the invention is illustrated schematically, A denotes the rotor together with the collector and B denotes the stator of the main motor; C denotes the rotor and D the stator of the auxiliary machine. The winding of the stator B is connected to the power source; that of the stator D is connected to the collector brushes of the rotor A. The two runners A and C are mechanical

ίο fest miteinander verbunden und elektrisch mittels der Drähte α parallel geschaltet.ίο firmly connected to each other and electrically connected in parallel by means of the wires α.

Werden nun nach dem bekannten Verfahren von Leb la η c die Verbindungen des Läufers A mit dem Kollektor in der Weise hergestellt, daß die Anzahl der Pole des Kollektors geringer ist als diejenige der Pole des Läufers, so wird die Periodizität des Kollektors des Rotors A in bezug zu derjenigen des Ständers B vermindert. Demzufolge kann man auch die Abmessungen des Kollektors vermindern, sowie die Zahl der Bürsten. Hierbei genügt es ferner, eine Hilfsmaschine zu verwenden, bei der die Zahl der Pole gleich ist der Zahl der Pole des Kollektors. If the connections of the rotor A with the collector are now made according to the known method of Leb la η c in such a way that the number of poles of the collector is less than that of the poles of the rotor, the periodicity of the collector of rotor A in with respect to that of the stand B reduced. As a result, it is also possible to reduce the dimensions of the collector and the number of brushes. It is also sufficient to use an auxiliary machine in which the number of poles is equal to the number of poles of the collector.

Es ist nun leicht einzusehen, daß unter diesen Bedingungen die Periodenzahl der an den Bürsten erhaltenen Spannung dieselbe ist wie diejenige des Ständers der Hilfsmaschine.
Ein solches System erlaubt, eine Neben-Schlußcharakteristik zu erhalten, d. h. daß bei einer bewirkten Regelung die Geschwindigkeit im wesentlichen konstant bleibt, welches auch die Belastung sein mag, und daß sie von dem Verhältnis der Anzahl der Windüngen des Ständers und des Läufers der Hilfsmaschine abhängt.It is now easy to see that under these conditions the number of periods of the voltage obtained on the brushes is the same as that of the stator of the auxiliary machine.
Such a system makes it possible to obtain a secondary characteristic, that is to say that when a control is effected, the speed remains essentially constant, whatever the load, and that it depends on the ratio of the number of turns of the stator and the rotor of the auxiliary machine .

Um die Geschwindigkeit zu verändern, genügt es also, dieses Verhältnis zu ändern, und zwar unter Aufrechterhaltung eines bequemen Regeins der Winkellage der-Bürsten. Die Änderung der Anzahl der Windungen ist nun bei einem einteiligen Ständer schwie,-rig auszuführen; man gelangt dahin auf indirektem Wege durch das Verwenden eines äußeren Transformators; bei dem den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden System soll daher das Regeln in den gewollten Grenzen in folgender Weise erfolgen:
Zum Zweck des Regeins wird die Hilfsmaschine in zwei Einzelmaschinen C¹ D¹ und C² D² geteilt (Fig. 2), deren Läufer C¹ C² parallel geschaltet sind. Die Ständer D¹ D², deren Wicklungen in Reihe geschaltet sind, sind in entgegengesetztem Sinne gegeneinander verdrehbar. Die in den Ständern durch die Kraftlinienströme der zugehörigen Läufer induzierten Spannungen sind ihrer Größe nach gleich. Die resultierende Spannung dieser Teilspannungen wird sich mit dem Winkel verändern, den diese Spannungen unter sich bilden, und zwar mit dem Winkel, der gleich ist dem Verschiebungswinkel der Ständer. Die an die Klemmen des Kollektors angelegte Spannung verändert sich also mit diesem Winkel. Sie beträgt das Doppelte von jeder der Teilspannungen, wenn diese dieselbe Richtung haben, und sie wird Null, wenn dieselben einander entgegengesetzt sind. Diese Änderung bestimmt die Ausdehnung der Geschwindigkeitsänderungen, welche man erhalten will.In order to change the speed, it is therefore sufficient to change this ratio while maintaining a comfortable regulation of the angular position of the brushes. The change in the number of turns is now difficult to implement in a one-piece stand; it is done indirectly by using an external transformer; In the system forming the subject of the present invention, the regulation should therefore take place within the desired limits in the following way:
For the purpose of regulation, the auxiliary machine is divided into two individual machines C ¹ D ¹ and C ² D ² (FIG. 2), the rotors C ¹ C ^{2 of} which are connected in parallel. The stator D ¹ D ² , the windings of which are connected in series, can be rotated in opposite directions in relation to one another. The voltages induced in the stator by the force line currents of the associated rotors are equal in magnitude. The resulting stress of these partial stresses will change with the angle that these stresses form between them, namely with the angle that is equal to the angle of displacement of the uprights. The voltage applied to the terminals of the collector therefore changes with this angle. It is twice that of each of the partial voltages when they are in the same direction, and it becomes zero when they are opposite to each other. This change determines the extent of the speed changes that one wants to obtain.

Einer von den Ständern kann so verschiebbar sein, daß bei jeder Stellung gleichzeitig die Bürstenlage geregelt wird. Es wird endlich immer möglich sein, die Anzahl der Pole der Hilfsmaschine so zu wählen, daß man ohne Schwierigkeit eine der beiden Hilfsmaschinen, z. B. C¹ D¹, mit der Hauptmaschine vereinigen kann (vgl. Fig. 3).One of the stands can be displaceable in such a way that the brush position is regulated at the same time in each position. It will finally always be possible to choose the number of poles of the auxiliary machine so that one of the two auxiliary machines, e.g. B. C ¹ D ¹ , can unite with the main engine (see. Fig. 3).

Claims

Patent Claims:

1. device for regulating the speed of multi-phase shunt collector motors, in which the voltage applied to the brushes of the collector is changed according to their magnitude, thereby characterized in that the collector machine is combined with an induction auxiliary machine is such that the rotor of this auxiliary machine with that of the commutator motor mechanically firmly connected and electrically connected in parallel, the stand the auxiliary machine is connected to the brushes of the collector motor.

2. Device according to claim 1, characterized in that the periodicity am Collector is reduced by using a smaller number of poles on the collector than on the collector rotor, by making the connections of the collector with the rotor according to the known method be carried out by Leblanc.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the Induction auxiliary machine is divided into two individual machines, their stands against each other can be shifted, for the purpose, the magnitude of the voltage applied to the brushes of the collector and thus to change the speed of the collector motor.

1 sheet of drawings.