DE268921C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 268921 KLASSE 21 d. GRUPPE

ALEXANDER HEYLAND in BRÜSSEL

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. November 1912 ab.

Das vorliegende Verfahren bezieht sich auf Kommutatormaschinen für Ein- und Mehrphasenstrom, und zwar sowohl auf Motoren, Serien- wie Nebenschluß- und Repulsionsmotoren, als auch auf Generatoren oder Maschinen zu irgendwelchen Zwecken. Es bezweckt in erster Linie, die durch die Transformatorwirkung des Feldes, die sogenannte E. M. K. der Ruhe, zwischen benachbarten Lamellen unter

ίο den Bürsten erzeugten Kurzschlußströme sowohl im Betriebe bei höheren Tourenzahlen, als auch insbesondere bei Motoren im Anlaufe und bei niederer Tourenzahl unschädlich zu machen.

Das Verfahren besteht im Prinzip darin, daß zwei oder mehr zueinander versetzte Bürstenstromkreise verschiedener Empfindlichkeit verwendet werden, ein normalerer Hauptbürstensatz und ein weniger empfindlicher Hilfsbürsten-

ao satz, und hierbei der letztere an eine niedere Spannung angeschlossen oder in sich verbunden, oder gegebenenfalls direkt kurzgeschlossen ist. Die 'Folge hiervon ist, daß einerseits in Richtung der Achse der Hilfsbürsten im Anker überhaupt keine größeren Spannungen auftreten können, und hiermit auch die Lamellen, welche jeweils unter den Hauptbürsten liegen und durch diese kurzgeschlossen sind, ganz selbsttätig bei jeder Tourenzahl durch die Rückwir- kung des Hilfsbürstenstfomkreises gegen höhere Spannungen geschützt werden. Dieselbe erzeugt selbsttätig ein elliptisches Feld solcher Form, daß immer die E. M. K. der Ruhe durch die E. M. K. der Bewegung gerade aufgehoben wird. Die bei asynchroner Tourenzahl unvermeidlichen Lamellenspannungen treten nur lediglich noch unter den Hilfsbürsten auf, werden andererseits dann aber dort durch die geringere Empfindlichkeit der letzteren unschädlich gemacht.

Die bekannten Mittel, welche zunächst hier benutzt werden können, die zweitgenannten Hilfsbürsten gegen die Transformator-Ε. M. K. des Feldes weniger empfindlich zu machen, und welche in einfachen Bürsten aus härterer Kohle größeren spezifischen Widerstandes, oder in schmaleren Bürsten, sei es in lameliierten Bürsten, Doppel- oder .Mehrfachbürsten mit zwischengeschälteter Selbstinduktion oder Widerstand, oder in sonstigem bestehen können, sind in den Figuren durch die schraffierte Zeichnung der Hilfsbürsten b, b angedeutet. Ferner kann derselbe Zweck auch beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Hilfsbürsten auf einem zweiten Kommutator c aufliegen, dessen Lamellen durch größere Lamellenwiderstände, sei. es an dieselbe oder eine-zweite Rotorwicklung, angeschlossen sind, oder so, daß die zwischen je zwei Lamellen liegende Windungszahl geringer ist als die an den,Hauptkommutator angeschlossene, also z. B. durch Benutzung eines zweiten Kommutators höherer Lamellenzahl oder einer zweiten Wicklung niederer Windungszahl, u. dgl. m., wobei auch die Hilfsbürsten normale Bürsten sein können. Drittens können auch diese Mittel gleichzeitig oder sonstige dem ^x genannten Zweck dienende Mittel benutzt werden. '....'

Schließlich soll gemäß der vorliegenden Erfindung bei Motoren insbesondere das Anlassen oder das Regeln bei niederer Geschwindigkeit dadurch bewirkt werden, daß hierbei die Hilfsbürsten als Arbeitsbürsten benutzt werden.

Dieses kann erzielt werden durch äußere Regelung oder auch durch selbsttätig sich einstellende Veränderung zwischen Feld und Bürstenachsen, wobei sich dann allmählich die

ίο Hilfsbürsten entlasten und die Hauptbürsten belastet werden. Infolge der Vermeidung der Lamellenspannung können hierbei die Hauptbürsten, ähnlich wie bei Gleichstrommaschinen, beansprucht und dimensioniert werden, während die Hilfsbürsten im Mittel nur schwach belastet sind und bei Motoren nur im Moment des Anlaufes vorübergehend den Arbeitsstrom übernehmen.

Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen zunächst verschiedene Anordnungen der Bürstenstromkreise und die Figuren 4 bis 17 verschiedene Ausführungsformen in ihrer Anwendung.-Fig. ι zeigt einen Kommutator C mit zweierlei Bürtsensätzen, den normaleren Hauptbürsten B, B und den hierzu versetzt aufliegenden Hilfsbürsten b, b, welche hier allgemein aus Bürsten oder Bürstengruppen bestehen sollen, die den Kurzschlußströmen zwischen benachbarten Lamellen einen größeren Widerstand bieten und untereinander verbunden sind, z. B. über sonstige Stromkreise niederer Spannung, oder die, wie beispielsweise hier gezeichnet, direkt kurzgeschlossen sind.

Fig. 2 zeigt einen Kommutator C mit den Hauptbürsten B, B und einen zweiten Kommutator c mit den Hilfsbürsten b, b, welche hier gleichfalls normalere Bürsten sein können, wobei jedoch der zweite Kommutator c weniger empfindlich gegen Lamellenspannungen gemacht sein soll, sei es durch Benutzung größerer Lamellenwiderstände oder durch Reduktion der Lamellenspannung selbst, durch Anschluß an eine kleinere Windungszahl pro Lamelle, sei es derselben oder einer zweiten Rotorwicklung.

Fig. 3 zeigt eine Kombination von Fig. 1 und Fig. 2.

Fig. 4 zeigt einen Induktionsmotor mit Bürstenanordnung gemäß Fig. 1, bei welchem im Anlauf und bei niederer Tourenzahl der Stromkreis der Hauptbürsten B, B geöffnet ist, so daß bei geeigneter Bürstenverstellung oder Umschaltung der Wicklungsachse der Statorwicklung der Motor als Repulsionsmotor anläuft, und die Hilfsbürsten b, b als Arbeitsbürsten wirken.

Fig. 5 zeigt dieselbe Anordnung, wobei die Hauptbürsten über eine regelbare Drosselspule e oder sonstige Stromkreise verbunden sein können.

Fig. 6 zeigt denselben Motor nach Fig. 4 und 5 für volle Tourenzahl als Induktionsmotor (nach Atkinson) mit in sich geschlossenen Bürstenstromkreisen geschaltet, und solcher Bürstenstellung, daß nur die Hauptbürsten als Arbeitsbürsten wirken, während die Hilfsbürsten nur noch einen schwachen, vom Hauptfeld aus erzeugten, um 90 ° verschobenen Magnetisierungsstrom führen, welcher das Drehfeld erzeugt.

Fig. 7 zeigt eine Schaltung nach Patent 135896 von Atkinson mit Bürstenanordnung gemäß Fig. 1, bei welcher im Anlauf die Hilfsbürsten als Arbeitsbürsten wirken und bei weiterer Regelung und zunehmender Tourenzahl die Hauptbürsten allmählich als Arbeitsbürsten in Wirkung treten.

Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei welcher der Motor prinzipiell wie bei der Anordnung nach Fig. 4 und 5 anläuft, wobei statt Bürstenverschiebung die Schaltung zwischen den Achsen der Statorwicklung A und α geändert werden kann, und die Hauptbürsten anstatt an eine Drosselspule .0. dgl. an eine einstellbare Spannung, z. B. den Transformator f, angeschlossen sind. ■ .

Fig. 9 zeigt einen Serienmotor mit Bürstenanordnung gemäß Fig. 1, bei welchem im Anlauf durch Bürstenverschiebung ο. dgl. die Hauptbürsten B, B als Erregerbürsten 'und die Hilfsbürsten b, b als Arbeitsbürsten wirken können, während eine weitere Regelung durch eine an die Hauptbürsten angeschlossene Drosselspule e erzielt werden kann.

Fig. 10 zeigt dieselbe Anordnung, wobei eine weitere Regelung durch einen an die Statorwicklung angeschlossenen Kondensator g erzielt werden kann.

Die Fig. 11 bis 17 veranschaulichen verschiedene Betriebsschaltungen für Motoren, wie Generatoren mit Bürstenanordnung nach Fig. i, wobei die Hauptbürsten hauptsächlich als Arbeitsbürsten und die Hilfsbürsten zur Feldregelung dienen.

Fig. 11 zeigt eine Maschine in Nebenschlußschaltung, deren Tourenzahl (als Motor) bzw. Spannung und Frequenz (als Generator) durch einen Transformator f eingestellt werden kann.

Fig. 12 zeigt dieselbe Maschine in Serienschaltung.

Fig. 13 zeigt eine Maschine in Serienschaltung, bei welcher die Einstellung durch eine an die Hauptbürsten angeschlossene Drosselspule bewirkt wird.

Fig. 14 zeigt dieselbe Maschine, bei welcher gleichzeitig die Einstellung der Kompensation (als Motor) bzw. der Spannung (als Generator) dadurch beeinflußt wird, daß die Hilfsbürsten b, b an eine schwache Erregerspannung, beispielsweise eine Hilfsspule h, angeschlossen sind.

Fig. 15 zeigt dieselbe Maschine, bei welcher die Einstellung durch einen an die Statorwicklung angeschlossenen Kondensator g bewirkt wird, wodurch dieselbe Seriencharakter erhält.

Fig. i6 zeigt dieselbe Maschine, bei welcher die Einstellung durch eine Statorspule α bewirkt wird, der ein zum Hauptstrom der Wicklung A um etwa 90 ° verschobener Strom i zugeführt werden kann, wobei, wenn dieser Strom . mit dem Hauptstrom variiert, die Maschine gleichfalls Seriencharakter erhält.

Fig. 17 veranschaulicht eine Bürstenanordnung gemäß Fig. 1, wie sie für eine Dreiphasenmaschine benutzt werden kann. Hierbei ist angenommen, daß Stator und Rotor nicht der Polteilung entsprechend, sondern in bekannter Weise entsprechend der Phasenzahl mit einem mittleren Wicklungsschritt = ²/₃ der Polteilung,

d. h. nicht übergreifenden, sondern nebeneinanderliegenden getrennten Phasen gewickelt ist. Bei diesen Maschinen können dann gleichfalls irgendwelche der oben angegebenen Einzelheiten zur Anwendung gebracht werden.

Es handelt sich somit für die Hilfsbürsten zunächst bei dem vorliegenden Verfahren um die Mitbenutzung von großenteils an sich bekannten Mitteln, die durch die Transformatorwirkung des Feldes, die E. M. K. der Ruhe, unter den Bürsten erzeugten Kurzschlußströme zu vermindern. Diese Mittel bestehen im allgemeinen entweder in der Benutzung von Bürsten größeren Widerstandes gegen diese Ströme, also von Bürsten aus schmalerer oder härterer Kohle oder von lameliierten Doppel- oder Mehrfachbürsten und von besonderen Bürstenkonstruktionen, oder in der Benutzung größerer Lamellenwiderstände 'oder kleinerer Windungszahl pro Lamelle, was also hier zur Benutzung eines zweiten entsprechend unterteilten und an dieselbe Wicklung angeschlossenen oder eines zweiten, an eine zweite Wicklung geringerer Windungszahl angeschlossenen Kommutators oder irgendeiner entsprechenden Kombination führen würde.

Während aber bei allen bekannten Wechselstrom-Kommütatormaschinen die Verminderung dieser Kurzschlußströme durch entsprechende Ausführung der Hauptbürstenstromkreise selbst erzielt wird, gestattet das vorliegende Verfahren, diese in normalerer Weise und ähnlich wie bei ' Gleichstrommaschinen auszuführen.

Natürlich können diese und sonstige Mittel auch gleichzeitig zur Verbesserung der Kommutierung der Hauptbürsten benutzt werden.

Immer ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine zwei versetzte Bürstenstromkreise trägt, einen Haupt- und einen »we-, niger empfindlichen Hilfsbürstensatz, von denen der letztere die Hauptbürsten gegen größere Lamellenspannungen schützt und hierbei die unter seinen eigenen Bürsten, den Hilfsbürsten, auftretenden Lamellenspannungen durch deren geringere Empfindlichkeit unschädlich macht. ' Den wesentlichsten Vorteil bietet das Verfahren für den Anlauf von Motoren, da es beim stillstehenden Motor bekanntlich überhaupt kein Mittel, gibt, unter den Arbeitsbürsten die durch die Transformatorwirkung des Feldes erzeugte E. M. K. der Ruhe zu vermeiden, während im Betriebe die bekannte Erzeugung von Hilfsfeldern u. dgl. hier dann auch gleichzeitig benutzt werden kann.

Zu diesem Zwecke sollen zunächst hauptsächlich im Anlauf von Motoren die Hilfsbürsten als Arbeitsbürsten dienen. Dieses kann bewirkt werden durch Verschiebung zwischen Feld und Bürstenachse, Bürstenverschiebung, Umschaltung oder irgendwelche hierzu geeignete Mittel.

Ein weiterer Vorteil ist es, daß es hierbei nicht erforderlich ist, die Hauptbürsten vom Kommutator abzuheben, da dieselben vollkommen selbsttätig gegen größere Lamellenspannungen durch die Rückwirkung der in sich geschlossenen Hilfsbürsten geschützt werden.

In Fig. 4 z. B. soll beim Anlassen zunächst der Hauptbürstenstromkreis durch den Schalter d geöffnet sein. Dann stellt sich beim stillstehenden Motor ein Feld senkrecht zur Achse der Hilfsbürsten b, b ein, welches unter den Hauptbürsten keine LameÜenspannung erzeugt. Mit zunehmender Tourenzahl stellt sich auch ein Feld senkrecht zur Achse der Hauptbürsten ein, aber immer· ganz selbsttätig gerade von solcher Größe, daß die E.M.K. der Ruhe unter go den Hauptbürsten durch die E.M.K. der Bewegung aufgehoben wird. Der Motor läuft dann über die Hilfsbürsten als Arbeitsbürsten wie ein Repulsionsmotor an, wobei dieser Anlauf durch Bürstenverstellung geregelt werden kann oder durch sonstige Mittel. Bei Synchronismus kön-¹ nen die Hauptbürsten über den Schalter d in sich geschlossen werden, am einfachsten auf elektrischem Wege. Bei Synchronismus, wird nämlich die Spannung zwischen den offenen Hauptbürsten B, B Null. Es genügt also, wie gezeichnet, den Schalter d durch einen an die Hauptbürsten angeschlossenen Solenoid z. B-geöffnet zu halten, so daß er sich in der Nähe des Synchronismus selbsttätig schließt. Geschient das Anlassen z. B. durch Bürstenverstellung, so würde man die Anordnung am einfachsten so ausführen, daß der Schalter d zunächst in der Nullstellung der Bürsten, (Fig. 6) offen gehalten ist, dann die Bürsten verstellt werden und schließlich, wenn der Schalter d sich schließt, die Bürsten wieder in die Betriebsstellung (Fig. 6) zurückgeführt werden. Natur- ■ lieh können bei allen diesen Anordnungen die _, Hilfs- oder die Hauptbürsten oder beide an geeignete Spannungen angeschlossen werden, die in bekannter Weise zur Kompensierung der Phasenverschiebung u. dgl. dienen können.

In Fig. 5 ist der Schalter d durch einen regelbaren Stromkreis, beispielsweise eine Drosselspule e ersetzt.

In Fig. 7 werden die Hilfsbürsten b, b im

Anlauf zu Arbeitsbürsten dadurch, daß ihnen durch Induktion von der Wicklung α aus Strom aufgedrückt wird. Das gleiche gilt für Fig. 8. In Fig. 9 und io handelt es sich um Serienmotoren, die durch geeignete Bürstenverstellung als Repulsionsmotoren mit Serienerregung anlaufen, indem die Hilfsbürsten als Arbeitsbürsten wirken. Diese Motoren haben die interessante Eigenschaft, daß sie bei weiterer Bürstenverstellung selbsttätig in den Betriebszustand übergehen und (Fig. 13 bis 17) die Hauptbürsten dann selbsttätig zu Arbeitsbürsten werden, während die Hilfsbürsten sich selbsttätig allmählich entlasten.

Ein Motor nach Fig. 9 erhält hierbei (ähnlich wie nach Fig. 8) Nebenschlußcharakter, indem er sich auf eine Tourenzahl einstellt, die von der Einstellung der Drosselspule e abhängt.

Ein Motor nach Fig. 10 erhält Seriencharakter, wobei die Beziehung zwischen Belastung und Tourenzahl von der Einstellung des Kondensators g abhängt.

In zweiter Linie sollten die Hilfsbürstenstromkreise zur Feldregelung und zur Verbesserung der Kommutierung der Hauptbürsten im allgemeinen dienen; und dieses sowohl bei Motoren wie Generatoren und Wechselstromkommutatormaschinen irgendwelcher Art.

In den Fig. 11 bis 16 ist dieses an einigen

Ausführungsformen erläutert. > ' .

Hierbei zeigt sich das eigenartige Resultat,

daß die Wirkung ein Maximum werden muß, wenn die Maschinen nicht in der bei sonstigen Maschinen üblichen Weise in Richtung senkrecht zur Arbeitsachse erregt werden, oder wie Maschinen mit Hilfsfeldern in zwei Richtungen, sondern in einer Richtung, und zwar in Richtung der Arbeitsachse.

Dieses ist zwar nicht erforderlich, und die Anordnungen fallen natürlich auch unter das vorliegende Verfahren, wenn man die Erregungen in irgendwelchen Achsen zuführt. Die Ausführungen sind aber der Klarheit halber so gezeichnet, daß die Stromzuführungen lediglich' in einer einzigen Richtung geschehen.

Die Erscheinung erläutert sich am anschaulichsten aus der schon vom Repulsionsmotor bekannten Tatsache der selbsttätigen Einstellung eines elliptischen Drehfeldes, abhängig von der Tourenzahl. Bei den vorliegenden Maschinen nun wirken die in sich geschlossenen Hilfsbürsten ähnlich wie die Kurzschlußbürsten eines Repulsionsmotors.

Die Hilfsbürsten liegen hier z. B. senkrecht zur Arbeitsachse und in Richtung des Arbeitsfeldes. '

Würde man hier das Arbeitsfeld'durch einen dem Stator oder Rotor senkrecht zur Arbeitsachse zugeführten Strom allein erzeugen wollen, so würde dieses Feld durch den Kurzschluß der Hilfsbürsten einfach aufgehoben werden.

Erzeugt man in der Arbeitsachse hingegen ein Feld x, so bewirkt dieses in dem Stromkreis der Hilfsbürsten einen Strom und in ihrer Achse ein Feld y, welches, wenn η die Tourenzahl und S der Synchronismus ist, gegeben ist durch die Beziehung:

JL

η
~S

und da es senkrecht zur Arbeitsachse liegt, das wirksame Arbeitsfeld der Maschine darstellt.

Bei Stillstand, η = 0, würde dieses Feld y = 0 sein, und aus diesem Grunde ist es für den Anlauf eines Motors zunächst erforderlich, eine Verschiebung der Achsen vorzunehmen.

Bei Synchronismus wird —- = 1 und bei

Übersynchronismus größer als 1, so daß bei übersynchron betriebenen Maschinen, um die· es sich hier handelt, der erforderliche Erregerstrom sogar bedeutend geringer wird als bei der üblichen normalen Erregung von Maschinen.

Gleichzeitig haben die Vorrichtungen die Wirkung, daß das Arbeitsfeld sich so einstellt, daß die Transformatorwirkung, die E. M. K. der Ruhe, unter den Hauptbürsten gleich Null wird, denn das Feld ist hier x, und der reziproke Wert des obigen:

χ _ S ,90

y η

entspricht der Beziehung des bei üblichen Maschinen zur Unterdrückung des Büfstenfeuers erforderlichen Hilfsfeldes in seiner Beziehung zum Arbeitsfeld.

Die Erregung der vorliegenden Maschinen kann deshalb durch Erzeugung eines Feldes in der Arbeitsachse allein bewirkt werden, also eines Feldes in Richtung der üblichen Hilfsfelder zur Verbesserung der Kommutierung. Der Unterschied ist, daß hier durch Verändern dieses Feldes nicht die Kommutierung beeinflußt wird, sondern das Arbeitsfeld sich diesem Feld so anpaßt, daß die Kommutierung immer richtig ist, d.h. das Arbeitsfeld wird indirekt erzeugt und durch dieses senkrecht zum eigentlichen Arbeitsfeld erzeugte Feld geregelt.

In den Fig. 11 und 12 wird dies bewirkt durch die den Hauptbürsten vom Transformator/" aus aufgedrückte Spannung. Die Felderregung eines Feldes χ geschieht hier zunächst in der Richtung B-B. Dieses Feld χ induziert in dem Hilfsbürstenstromkreis einen Strom, welcher das eigentliche Arbeitsfeld y in Richtung δ-& erregt.

In den Fig. 13 und 14 wird das gleiche bewirkt durch eine an die Hauptbürsten angeschlossene Drosselspule e, welche eine Spaltung des Stromes und damit zunächst einen Erregerstrom in der Statorwicklung A bewirkt, wobei der weitere Vorgang derselbe ist.-Diese letztgenannte Be-

nutzung einer Drosselspule hat die gleiche Wirkung wie die Einstellung der Tourenzahl durch einen Transformator, denn da z. B. bei zunehmender Tourenzahl die Spannung an den Bürsten B, B steigt, so muß auch der Strom zunehmen, ,und damit das Feld χ und in erhöhtem Maße das Arbeitsfeld y, so daß bei fester Einstellung der Drosselspule die Tourenzahl die Tendenz hat, konstant zu bleiben.

ίο Um die Phasenverschiebung zu verbessern, kann, wie Fig. 14 zeigt, den Hilfsbürsten, z. B. von einer Spule h aus, eine Erregerspannung zugeführt werden. Die Tourenzahl hingegen wird hierdurch nicht wesentlich beeinflußt,

sondern lediglich durch die obengenannte Beziehung für — ·

In Fig. 15 ist parallel zur Statorwicklung ein Kondensator g geschaltet. Hier wird gleichfalls durch Spaltung des Stromes ein Erregerstrom in der Statorwicklung A hervorgerufen. Eine derartige Maschine hingegen erhält Seriencharakter ; denn nimmt die Belastung zu, so daß als Motor die Tourenzahl abnimmt, so fällt die Spannung an den Bürsten B₁B, während die Spannung an den Klemmen der Statorwicklung zunimmt und damit auch der Strom im Kondensator. . Derselbe erzeugt eine Zunahme des Feldes χ in der Arbeitsachse und damit auch eine Zunahme des Arbeitsfeldes' y senkrecht zur Arbeitsachse, so daß die Tourenzahl mit der Belastung weiter abnehmen kann.

. In Fig. 16 ist das gleiche bewirkt durch eine Erregerspule α in Richtung der Arbeitsachse.

Wird dieser eine konstante Spannung zugeführt, so hat die Maschine Nebenschlußcharakter. Wird ihr hingegen ein um 90 ° verschobener, mit der Belastung variierender Strom zugeführt, so erhält die Maschine Seriencharakter. Dieser zweite Strom könnte erhalten werden durch Benutzung eines rotierenden, zum Hauptstrom in Serie liegenden Phasentransformators oder bei Benutzung von Mehrphasenstrom durch zwei Einphasenrnaschinen mit wechselseitiger Serienerregung, oder schließlich durch eine entsprechend ausgeführte Mehrphasenmaschine (Fig. 17) mit wechselseitiger Erregung der Arbeitsachsen der verschiedenen Phasen.

In Fig. 17 ist schematisch eine Dreiphasenmaschine dargestellt, bei welcher die verschiedenen Einzelheiten in analoger Weise zur Anwendung kommen können. Es handelt sich hierbei um solche Mehrphasenmaschinen, deren Feld kein Drehfeld ist,' sondern, wie bei Einphasenmaschinen mit in verschiedenen, zu einander versetzten Richtungen festliegenden FeId- und Arbeitsachsen. Derartige Mehrphasenmaschinen sind bekannt, und so ausgeführt, daß die einzelnen Phasen sich nicht übergreifen und nicht ein Drehfeld, sondern Wechselfelder in verschiedenen Richtungen erzeugen, indem die einzelnen Phasen nebeneinandergewickelt sind, so daß ihr Wicklungschritt nicht der Polteilung, sondern z. B. bei Dreiphasenmaschinen ²/₃ derselben entsprechen. Die Maschinen haben nebeneinanderliegende Pole, so daß z. B. eine vierpolige Dreiphasenmaschine dasselbe Aussehen erhält wie eine sechspolige Einphasenmaschine. Die Wirkungsweise ist dieselbe, da die benachbarten Felder sich gegenseitig nicht beeinflussen und nur äußerlich dadurch unterscheiden, daß sie in verschiedener Weise hintereinandergeschaltet sind, und die Kompensationswicklung des Stators der verschiedenen Phasenzahl entsprechend geschaltet ist. Die. Anordnungen übertragen sich auf diese Maschi- : nen in analoger Weise, indem auch hier, wie Fig. 17 zeigt, in der Mitte der einzelnen Pole je eine Hilfsbürste zu liegen kommt. Bei Erregung durch benachbarte Phasen gemäß Fig. 16 durch Strom von etwa 90° Differenz, sind , hierbei je zwei benachbarte Phasen entsprechend übereinander zu lagern.

Es sei noch schließlich erwähnt, daß aus dem schweizerischen Patent 38169 bekannt ist, für kompensierte Wechselstrommotoren mit kurzgeschlossenen Hauptbürsten und hierzu versetzten Erregerbürsten Bürsten von verschiedenen Leitungswiderständen zu verwenden. Es handelt sich . dort jedoch um andere Wirkungen, und nicht um Maschinen, bei welchen die Hilfsbürsten, sondern die .Hauptbürsten in sich geschlossen sind. Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich deshalb schon rein äußerlich dadurch, daß es sich auf Maschinen bezieht, bei welchen die Hilfsbürsten an eine niedere Spannung angeschlossen oder in sich verbunden sind, da nur hierdurch die Hauptbürsten durch jene gegen höhere Lamellenspannungen geschützt sind; während bei jener umgekehrten Anordnung die Wirkung gerade die umgekehrte sein würde, und jedenfalls die größeren Lamellenspannungen an den Hauptbürsten auftreten müssen. ■ Man könnte dort also entweder den Leitungswiderstand der Hilfsbürsten größer machen, würde hierdurch aber nicht die Lamellenspannungen unter den Hauptbürsten vermindern, oder man könnte den Widerstand der Hauptbürsten größer machen, würde hierdurch dann aber im gleichen Maße den Wirkungsgrad im Betriebe verschlechtern. ■ ' ■

Das vorliegende Verfahren dagegen gestattet, die Lamellenspannungen einerseits unter den Hauptbürsten überhaupt zu vermeiden, und gleichzeitig andererseits die unter den Hilfsbürsten auftretenden Lamellenspannungen unschädlich zu machen; und desgleichen bei Motoren auch noch die beschriebene Anlaufwirkung, unter Benutzung der weniger empfindlichen Hilfsbürsten,. als Repulsionsmotor zu erzielen.

Claims (10)

1. Patent-Ansprüche:
   ι. Verfahren zum Betriebe von Wechselstrom-Kommutatormaschinen, bei denen zwei Komiriutatorbürstenstromkreise verschiedener Empfindlichkeit verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwei gegeneinander versetzte Bürstensätze verschiedener Empfindlichkeit verwendet werden, und zwar ein normalerer Hauptbürstensatz veränderlicher Spannung und ein mit diesem verschiebbarer, weniger empfindlicher Hilfsbürstensatz, wobei letzterer derart an eine niedere Spannung angeschlossen oder in sich verbunden ist, so daß er die Hauptbürsten sowohl beim Betrieb mit höherer als der synchronen Tourenzahl wie auch insbesondere bei Anlauf und beim Betrieb mit niederer als der synchronen Tourenzahl gegen größere Spannungen unter den Bürsten schützt, während die unter den Hilfsbürsten auftretenden Spannungen durch die geringere Empfindlichkeit der letzteren mehr oder weniger unschädlich gemacht werden.
2. 2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedene Empfindlichkeit der Bürstenstromkreise durch verschiedene Empfindlichkeit der Bürsten erzielt . wird, indem der eine Bürstensatz aus normaleren Bürsten bestehen kann, der andere aus schmaleren Bürsten oder Bürsten von höherem Widerstände oder aus lamellierten Doppel- oder Mehffachbürsten oder aus Bürsten besonderer Konstruktion, welche den zwischen benachbarten Lamellen auftretenden Spannungen einen größeren Widerstand bieten, u. dgl.¹
3. 3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedene Empfindlichkeit der Bürstenstromkreise durch Benutzung zweier Kommutatoren verschiedener Empfindlichkeit erzielt wird, indem der eine in normalerer .Weise oder durch Verbindungen relativ geringeren Widerstandes an die Ankerwicklung angeschlossen sein kann, der andere in anderer Weise durch Lamellen-. verbindungen relativ höheren Widerstandes oder unter Ausführung mit einer höheren Lamellenzahl, oder an eine zweite Ankerwicklung geringerer Windungszahl als die Hauptwicklung, so daß die zwischen benachbarten Lamellen kurzgeschlossene Windungszahl oder Spannung kleiner ist, u. dgl.
4. 4. Einrichtung zur'Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Motoren im Anlaufe oder allgemein bei niederer Geschwindigkeit die Hilfsbürsten als Arbeitsbürsten benutzt werden, indem die Richtung zwischen den Bürsten und der Feldachse geändert wird.
5. 5. Einrichtung zur Ausführung des Ver-. fahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Richtung zwischen den Bürsten und der Feldachse durch Bürstenverstellung bewirkt wird.
6. 6. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Richtung zwischen den Bürsten und der Feldachse durch Schaltungsänderung bewirkt wird.
7. 7. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbürsten untereinander durch Widerstände, Selbstinduktion, Kapazität oder sonstige Stromkreise verbunden oder direkt kurzgeschlossen sind.
8. 8. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine in Richtung der Hauptwicklung oder der Hauptbürsten erregt wird, während das Arbeitsfeld senkrecht zur Arbeitsachse oder zur Achse der Hauptbürsten sich selbsttätig in der Maschine in Richtung der Hilfsbürsten ausbildet, und lediglich durch das in Richtung der Arbeitsachse erzeugte Feld und die Geschwindigkeit der Maschine bestimmt wird.
9. 9. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung der Arbeitsachse erzeugte Feld fest eingestellt werden kann, so daß auch das indirekt in der Maschine sich selbsttätig einstellende Arbeitsfeld senkrecht zur Arbeitsachse sich bei gegebener Tourenzahl fest einstellt, und die Maschine Nebenschlußcharakter erhält. -'
10. 10. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung der Arbeitsachse erzeugte Feld von der Belastung abhängig gemacht wird, so daß auch das Arbeitsfeld von der Belastung abhängig wird und die Maschine mehr oder weniger Serien-Charakter erhält.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.