DE293044C

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Publication number: DE293044C
Application number: DENDAT293044D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 293044 KLASSE 21 d. GRUPPE

SIEMENS-SCHUCKERT WERKE G. m. b. H. in SIEMENSSTADT b. BERLIN.

und ruhenden, offenen Ankerwicklungen.

Zusatz zum Patent 289379.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Oktober 1914 ab. Längste Dauer: 11.Mai 1929.

Im Hauptpatent 289379 ist eine Gleichstrom-Hochspannungsmaschine mit umlaufendem Feld und ruhenden Ankerwicklungen beschrieben, deren Enden über Bürsten mit einem in Richtung der Achse und des Umfanges unterteilten Stromwender verbunden sind.. Auf diesem schleifen zwischen den Hauptbürsten Hilfsbürsten, die unmittelbar miteinander verbunden sind. Bei dieser Anordnung bestimmt sich die Zahl der miteinander verbundenen achsialen Abschnitte des Stromwenders aus der Gesamtzahl der Hauptbürsten und Hilfsbürsten; sie beträgt also etwa das Vierfache der Ankerspulenzahl.

Durch die Erfindung kann die Zahl der erforderlichen achsialen Stromwenderabschnitte erheblich verringert werden und außerdem können die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den elektrisch leitenden Abschnitten des Stromwenders entbehrlich gemacht werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß auf den einzelnen achsialen Stromwenderabschnitten, die im folgenden Stromwenderringe genannt sind, sowohl mit einem Spulenende verbundene Hauptbürsten schleifen als auch Hilfsbürsten, die den Strom zu dem nächsten Stromwenderring führen. In Fig. ι ist zum Vergleiche das Stromwenderschema des Hauptpatentes wiedergegeben, in Fig. 2 ist die neue Anordnung veranschaulicht. ·

Während bei der früheren Anordnung die Anzahl der aufeinanderfolgenden Kontaktplatten von der Spulenzähl abhängig war, wird jetzt der Stromwenderring in stromleitende Segmente und stromunterbrechende Segmente, die z. B. ganz¹ aus Isolierstoff bestehen, unterteilt. Die Anzahl der Segmente richtet sich nach der Polzahl der Maschine. Diese Anordnung ist in den Fig. 3 bis 6 veranschaulicht. In diesen Figuren sind zwei in dem Schema der Fig. ι aufeinanderfolgende Stromwenderringe a und b ineinander gezeichnet. Die stromführenden Segmente sind durch ausgezogene Kreisbögen i, 2, die stromunterbrechendendurch die gestrichelten Kreisbögen 3 und 4 veranschaulicht. Die Enden der Spule ΐϊ sind mit je zwei gegenüberstehenden Bürsten S₁ s₃ bzw. s₂ S₄ verbunden. Zwischen diesen Bürstenpaaren sind die Bürsten t_x bis ^₄ angeordnet, von denen I₁ und 4 je mit der Fortleitung a! und ^₂ und t_t je mit der Fortleitung b' verbunden sind. In der in Fig. 3 veranschaulichten Stellung der Stromwenderringe möge der Strom in der Anker spule il von dem umlaufenden Magnetrad in der Pfeilrichtung erzeugt werden. Er tritt also durch die Zuleitung a' über die Bür-

sten ί₃ bis S₃ des Stromwenderringes in die Spule II ein und aus dieser durch die Bürste s_ii_i des Schleifringes α in die Fortleitung V über, die den Stromwenderring 5 mit dem nächsten Ringe c verbindet. Wird der Stromwenderring im Sinne der Pfeilrichtung um 45° gedreht (Fig. 4), so ist die Spule in sich kurzgeschlossen. Bei einer weiteren Drehung über diese Stellung hinaus durchfließt die Spule 11 einen Strom in umgekehrter Richtung, während der die Fortleitungen durchfließende Strom die ursprüngliche Richtung beibehält. In Fig. 5 ist die Stellung des Stromwenderringes gegenüber der Kurzschlußstellung der Fig. 4 um 45 ° verschoben. Die Bürsten /₃ 1₁ schleifen jetzt auf den stromunterbrechenden Segmenten, während die Bürsten t_t t_% nunmehr die Rolle der Stromleitung übernommen haben.
Fig. 6 zeigt gegenüber Fig. 5 eine um weitere 90 ° verschobene Stellung. Der Strom in der Spule hat seine Richtung wieder umgekehrt. Die Bürsten t_x t₂, S₁ S₂ schleifen auf den leitenden Segmenten, während die Bürsten t_z t_it S₃ S₄ ausgeschaltet sind. Bei einer vollständigen Drehung wird also der Strom der Spule viermal kommutiert. Die Anordnung ist also verwendbar für ein vierpoliges Feld, das sich synchron mit den Stromwenderringen bewegt. Verwendet man eine andere Polzahl, so muß dem- entsprechend die Zahl der aufeinanderfolgenden stromleitenden und stromunterbrechenden Segmente sowie die Zahl der Bürsten auf dem Umfange der Stromwenderringe bemessen werden. Die Zahl der leitenden bzw. unterbrechenden Segmente eines Stromwenderringes ist, wie ohne weiteres einzusehen ist, gleich der halben Polpaarzahl, während die Zahl der Bürsten eines Ringes gleich der Polzahl ist. Durch geeignete Wahl der Polpaarzahl hat man es also völlig in der Hand, dem Kollektor eine beliebige Geschwindigkeit zu erteilen.

Da die Ankerspulen im Räume gegeneinander versetzt sind und zu verschiedenen Zeiten kommutieren, müssen bei gleicher achsialer Stellung der Bürsten des Schemas der Fig. I die Trennfugen der leitenden und nichtleitenden Segmente gegeneinander versetzt sein. Man kann anderseits auch diese Trennfugen in einer Achse anordnen und die Bürsten schraubenförmig auf dem Umfange staffeln.

Für einen günstigen Betrieb des Stromwenders ist es wünschenswert, eine Stromwenderoberfläche von gleichmäßiger Beschaffenheit zu haben. Dies kann dadurch erzielt werden, daß man auch das stromunterbrechende Seg-■ ment aus dem gleichen Material wie das leitende herstellt, es jedoch von diesem durch Isolationslamellen elektrisch trennt. Bei dieser Anordnung erhält man zwar auf dem größten Teil des Umfanges das gleiche Material, also die gleichen Reibungsverhältnisse zwischen Bürste und Stromwenderring. Es treten jedoch an zwei- oder bei mehr als vierpoligen Anordnungen an mehreren Stellen Stöße an den Bürsten auf, die zu Schwingungen und unliebsamen Erscheinungen Anlaß geben können. Man kann diese Erscheinungen beseitigen, wenn man die Stromwenderringe nach Art eines gewöhnlichen Kollektors aus einer großen Anzahl von Lamellen zusammensetzt. Man kann die Lamellen des stromunterbrechenden Segmentes voneinander durch Isolationslamellen isolieren, die gegen die Oberfläche des Stromwenderringes zurückstehen. Furcht man die Oberfläche des aus einem Stück bestehenden leitenden Segmentes in der Lamellenteilung des stromunterbrechenden Segmentes, so kann man eine Oberfläche erzielen, die in bezug auf gleichmäßiges Verhalten auch schwierigen Anforderungen gerecht wird. Die Unterteilung des stromunterbrechenden Segmentes in einzelne Lamellen hat den weiteren Vorteil, daß sich in einfacher Weise Kommutierungseinrichtungen anbringen lassen. Eine solche Anordnung ist in Fig. 7 veranschaulicht. Hierbei sind die an das stromleitende Segment angrenzenden Lamellen V₁ V₂ v_z usw. des stromunterbrechenden Segmentes mit den leitenden Segmenten und untereinander über Kommutierungseinrichtungen, wie Widerstände W₁ w₂ usw., verbunden.

Claims

Patent-An Sprüche:

ι. Gleichstrom-Hochspaimungsmasch'ine nach Patent 289379 mit umlaufendem Feld, umlaufendem Stromwender und ruhenden, offenen Ankerwicklungen, die über Stromwenderringe und unmittelbar miteinander verbundene Hilfsbürsten in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, ^! daß die achsial voneinander getrennten Ringe aus stromleitenden und stromunterbrechenden Segmenten zusammengesetzt sind, deren Zahl je der halben Polpaarzahl entspricht, und daß sie im Abstande der Polteilung mit Bürsten besetzt sind, die in der Umfangsrichtung abwechselnd mit einem Spulenende und mit einer Fortleitung verbunden sind.
2. Stromwender für die Gleichstrom-Hochspannungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromunterbrechenden Segmente abwechselnd aus Lamellen, die aus dem gleichen Stoff wie die stromleitenden Segmente bestehen, und aus Isolationslamellen zusammengesetzt sind.
3. Stromwender für die Gleichstrom-Hochspannungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationslamellen der stromunterbrechenden Segmente gegen die Oberfläche der zugehörigen

Metallamellen zurückgesetzt sind, und daß die stromleitenden Segmente entsprechend der Lamellenteilung der stromunterbrechenden Segmente gefurcht sind.
4. Stromwender für die Gleichstrom-Hochspannungsmaschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an das stromleitende Segment beiderseitig angrenzenden Lamellen des stromunterbrechenden Segmentes über Widerstände mit diesem und untereinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.