DE278407C

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Publication number: DE278407C
Application number: DENDAT278407D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

und Motor.

Für manche Zwecke wird ein Gleichstromgenerator gebraucht, welcher innerhalb praktischer Grenzen ·— unveränderten Nutzwiderstand vorausgesetzt — eine konstante Nutz-Stromstärke selbst bei erheblichen Tourenschwankungen liefert. Die Aufgabe, einen solchen Generator zu schaffen, ist bereits in verschiedenen Richtungen gelöst worden.
In dem besonderen Falle der Beleuchtung

ίο von Kraftwagen, die von einem Benzinmotor betrieben werden, wird neuerdings an einen solchen Generator noch die weitergehende Anforderung gestellt, daß er, von der stets vorhandenen Batterie aus als Elektromotor gespeist, zum Anwerfen des Benzinmotors dienen soll. Nun kann zwar ein normaler Generator ohne weiteres auch als Motor betrieben werden. Bei den Spezialgeneratoren für konstante Stromstärke ergeben sich jedoch gewisse Schwierigkeiten für die Erreichung eines genügenden Anlaufdrehmomentes. Deshalb wird zur Zeit vielfach außer der Spezialdynamo, welche der Beleuchtung und Ladung dient, noch ein Anwurfmotor an dem Wagen angebracht.

Die nachstehend beschriebene Erfindung beseitigt diese Schwierigkeit und ermöglicht es, mit einer einzigen Maschine beiden Anforderungen gerecht zu werden.

Es zeigt Fig. 1 eine elektrische Maschine mit zweipolig gewickeltem Anker, welcher als Generator wie auch als Elektromotor in der gleichen, durch Pfeil gekennzeichneten Richtung

rotiert. Das Magnetsystem hat vier Pole, von denen bei Betrieb als Generator nur die einander gegenüberliegenden Pole iV¹ und S¹ durch Einschaltung der auf ihnen sitzenden Magnetspulen als Hauptpole benutzt werden, während die Wicklung der Pole N² und S² unterbrochen ist. Bei Betrieb als Motor werden dagegen sämtliche vier Pole N¹, S¹, iV² und S² eingeschaltet. Die Bürstenstellung ist die in Fig. ι gekennzeichnete.

Hieraus ist zunächst ersichtlich, daß bei Generatorbetrieb die Bürstenachse aus der neutralen Zone, und zwar mit der Drehrichtung stark verschoben ist, so daß die Ankerrückwirkung des Generators über das normale Maß erhöht ist. Diese Wirkung kann durch andere, ebenfalls bekannte Hilfsmittel, wie z. B. durch einen hohen Wert des Quotienten Ankeramperewindungen : Luftspaltamperewindungen oder durch eine auf den Polen 2V¹ und S¹ befindliche, gegenkompoundierende, vom Hauptstrom durchflossene Wicklung erhöht werden. Als Hauptwicklung erhalten die Generatorpole N¹ und S¹ eine Nebenschlußwicklung, die auch zur Fremderregung von der Batterie aus benutzt werden kann (Fig. 2).

Beim Betrieb als Motor werden, wie bereits erwähnt, auch die Pole N² und S² eingeschaltet. Sie können ebenfalls eine Nebenschlußwicklung erhalten, welche demnach beim Motorbetrieb parallel zu der Wicklung von N¹ und S¹ zu schalten wäre; zweckmäßiger j edoch erhalten sie eine reine Hauptstromwicklung, da eine

solche zur Erzielung möglichst hohen Anlaufdrehmomentes wirksamer ist. Hierbei sind nun drei Fälle möglich: erstens ist es denkbar, daß die Pole N¹ und S¹ ebenso stark sind wie die Pole N² und S². Dann liegt die Bürstenachse genau in der neutralen Zone. Zweitens könnten die Motorpole iV² und S² wegen ihrer Hauptstromwicklung stärker erregt sein als die PoIeA'''¹ und S¹. Dann erscheint die Bürstenachse ίο sogar gegen die Drehrichtung aus der neutralen Zone verschoben. Beide Fälle entsprechen der Forderung eines richtigen Motorbetriebes. Der dritte Fall, daß nämlich die Pole N¹ und S¹ stärker sind als die Pole N² und S² muß vermieden werden, damit nicht der unerwünschte Zustand eintritt, daß die Bürstenachse beim Motorbetrieb mit der Drehrichtung aus der neutralen Zone verschoben erscheint.

Hiernach tritt also bei der beschriebenen Maschine folgende Wirkung ein:

Als Generator arbeitend hat die Maschine nur zwei erregte Pole N¹ und S¹. Abgesehen von der im Sinne der Drehrichtung stark verschoben erscheinenden Bürstenachse verstärken also die nackten Pole iV² und 5^a die Feldverzerrung des Generators, da das Vorhandensein unerregter Eisenmassen in der neutralen Zone den vom Anker ausgehenden schädlichen Kraftlinien einen erwünschten Weg bietet. Das bei normalen Maschinen sonst mit steigender Drehzahl sehr starke Anwachsen der Klemmenspannung und Stromstärke wird demnach wesentlich gedämpft. Wenn erforderlich, können zur Erzielung einer absoluten Konstanz der Stromstärke noch weitere, bekannte Hilfsmittel, wie die Vorschaltung eines Eisendrahtwiderstandes vor den Anker oder die weiter oben erwähnten Methoden, herangezogen werden.

Soll die Maschine nun in gleicher Drehrichtung als Motor mit hohem Anlaufmoment wirken, so kann sie dies unter Benutzung der Pole N¹ und S¹ allein nicht. Dem steht in erster Linie der Umstand entgegen, daß die Bürstenachse ziemlich weit mit der Drehrichtung verschoben ist. Es werden deshalb die sämtlichen Pole wirksam gemacht, und zwar so, daß die in der Fig. 1 angedeutete Polfolge N¹—N²S¹S^ entsteht. Dann erscheint die räumlich unveränderte Bürstenachse, wie dies soeben auseinandergesetzt ist, genau in der neutralen Zone oder — was erstrebenswerter ist — gegen die Drehrichtung aus ihr herausgerückt. Das Anlaufdrehmoment des Motors ist demnach ein gutes.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, beim Betriebe als Generator zur Erzielung der gewünschten Feldverzerrung und des dadurch bedingten Abfalles der Klemmenspannung bei steigender Tendenz des Stromes die Wicklung der Pole N² und S² auszuschalten. Vielmehr kann diese zum Teil oder ganz eingeschaltet bleiben. Ist diese Wicklung eine Hauptstromwicklung, wie empfohlen wird, so fließt beim Generatorbetrieb der Strom in ihr in umgekehrter Richtung wie beim Motorbetrieb. Der Strom ist zudem ganz wesentlich kleiner als bei der hohen, nur ganz kurzzeitigen Beanspruchung als Motor. Die eintretende Wirkung ist aber die, daß die Bürstenachse bei Generatorbetrieb noch weiter aus der neutralen Zone mit der Drehrichtung herausgerückt erscheint, und zwar steigert sich der Bürstenverschiebungswinkel, sobald die Stromstärke steigende Tendenz besitzt, noch mehr; die Klemmenspannnung sinkt infolgedessen. Fig. 3 zeigt das Schema des Motorbetriebs, Fig. 4 dasjenige des Generatorbetriebs mit nur zwei Polen und Fig. 5 den gleichen Fall, aber mit vier Polen, wobei zwei gegenüberliegende Pole — diejenigen mit Hauptstromwicklung N² und S² — erheblich schwächer angenommen sind als die beiden anderen.

Claims

Patent-Ansprüche: 8s

1. Verfahren zum wahlweisen Betrieb einer Dynamomaschine mit mindestens vier bewickelten Feldpolen und einem mindestens zweipoligen Anker als Generator und Motor, dadurch gekennzeichnet, daß beim Generatorbetrieb die Erregung desjenigen Polpaars, welches gegenüber den beiden diametralen Bürsten entgegen zur Drehrichtung des Ankers verschoben liegt, ausgeschaltet oder kurzgeschlossen wird, während beim Motorbetrieb alle Pole, und zwar die auf derselben Seite der Bürstenachse liegenden in gleichem Sinne erregt werden, so daß beim Generatorbetrieb die neutrale Zone gegenüber der feststehenden Bürstenachse entgegen der Drehrichtung verschoben ist, während sie beim Motorbetriebe je nach der Stärke der beiden Polpaare entweder mit der Bürstenachse zusammenfällt oder in der Drehrichtung aus ihr herausgeschoben ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Generatorbetrieb dasjenige Polpaar, welches gegenüber den beiden diametralen Bürsten entgegen der Drehrichtnng des Ankers verschoben liegt, ganz oder teilweise erregt bleibt, aber umgekehrt wie beim Motorbetrieb, so daß die neutrale Zone je nach der Stärke der Erregung dieses Polpaares weiter entgegen der Drehrichtung verschoben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.