DE311040C

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Publication number: DE311040C
Application number: DENDAT311040D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■- JVl 311040-KLASSE 21 d. GRUPPE

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE G. m. b. H. in SIEMENSSTADT b. BERLIN.

Einphasenkollektormotor mit Transformatorwicklung im Ständer. Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Oktober 1914 ab.

Währendes gelungen ist, Einphasenmotoren für Hochspannung, die synchron laufen sollen, so herzustellen, daß ■ sie betriebssicher und wirtschaftlich vorteilhaft arbeiten, bietet die Ausführung brauchbarer Einphasenmotoren für übersynchronen Lauf, bei welchen dem Läufer Strom durch Bürsten und Kollektoren zugeführt wird, im wesentlichen noch Schwierigkeiten. So sind z. B. besondere Transformatoren nötig, die den Arbeitsbürsten des Läufers Spannung zuführen und so die im Läufer induzierte Spannung unterstützen. Man hat nun vorgeschlagen, bei derartigen Motoren den Ständer selbst teilweise als Transformator zu benutzen, nämlich am Ständer mit der Ständerhauptwicklung induktiv verkettete sekundäre Wicklungen anzubringen, deren Spannung den Arbeitsbürsten des Läufers zugeführt wird. Bei dieser Lösung ist es indessen schwierig, die erforderliche Spannung in der sekundären Transformatorwicklung hervorzubringen. Der von der Hauptwicklung erzeugte Magnetfluß, der mit Ausnahme eines ganz geringen Teiles den Luftspalt zwischen Ständer und Läufer und das Läufereisen durchsetzt, muß nämlich mit Rücksicht auf die Größe des Magnetisierungsstromes verhältnismäßig gering gehalten werden. Um nun die erforderliche Spannung zu erzeugen, müßte die Sekundärwicklung eine hohe Windungszahl erhalten.

Nach der vorliegenden Erfindung wird statt der Windungszahl der Sekundärwicklung , der diese durchfließende Magnetfluß gegenüber dem in den Läufer eintretenden Fluß vergrößert.

Dies geschieht dadurch, daß der magnetische Widerstand desjenigen Teiles des Gesamtflusses, der nur mit der Sekundärwicklung, aber nicht mit der Läuferwicklung verkettet ist, gegenüber dem magnetischen Widerstand des in den Läufer eintretenden Teiles verringert wird.

Die technische Ausführung dieses Gedankens ist in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung veranschaulicht. In Fig. ι bedeutet s den Ständer und r den Läufer eines Einphasenmotors; w stellt eine ,Spule der Hauptwicklung des Ständers dar und h eine Spule der Sekundärwicklung, deren Spannung dem Läufer zugeführt werden soll. Der Verlauf der Magnetflüsse ist durch Linien mit Pfeilen angedeutet. Φ s bedeutet den Gesamtinduktionsfluß, der die Spule w der Hauptwicklung und auch die Sekundärspule K durchsetzt, während Φ r den Teil dieses Induktionsflusses darstellt, der durch den Luftspalt in den Läufer übertritt. Nach der Erfindung ist die Spule w in einem beträchtlich weiteren Abstand von der Bohrung b in das Ständereisen verlegt, als bei Einphasenmotoren gebräuchlich ist. Hierdurch werden die Nutenstege beträchtlich verbreitert. Damit wird erreicht, daß der magnetische Widerstand für den von dieser Spule erzeugten Magnetfluß und damit auch der Widerstand für den die Sekundärspule h beeinflussenden Fluß verringert ist, und daß der Magnetfluß Φ s gegenüber dem in den Rotor übertretenden Fluß Φτ beträchtlich vergrößert wird, ohne daß der zur Erzeugung des Flusses Φ s er-

forderliche Magnetisierungsstrom wesentlich erhöht zu werden braucht.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser ist jede Spule der Hauptwicklung des Ständers in Nuten untergebracht, die verschiedenen Abstand von der Ständerbohrung haben. Die eine Seite jeder Spule befindet sich in einer Nut in unmittelbarer Nähe der Ständerbohrung. ,10 Die andere Spulenseite hingegen ist in einer Nut angeordnet, die einen größeren radialen Abstand von der Ständerbohrung hat als die erste. Es ist also der magnetische Widerstand des Steges der zweiten Nut verkleinert.

In dem Beispiel nach Fig. 3 sind die Spulen der Hauptwicklung in zwei zweckmäßig hintereinandergeschalteten Teilen W₁ und w₂ angeordnet, von denen der eine in Nuten nahe der Ständerbohrung, der andere in Nuten, die durch einen Eisensteg von den ersten getrennt sind, in radialer Richtung von diesen entfernt untergebracht ist. Die sekundäre Transformatorwicklung h wird zweckmäßig in den von der Bohrung weiter zurückliegenden Nuten der Hauptwicklung verlegt.

■ Um von der durch diese Stegbreite bedingten Lage der Spulenseiten unabhängig zu sein, werden nach der Erfindung, wie Fig. 4 zeigt, Löcher in den Stegen oder in deren Nähe vorgesehen. Diese gestatten, die' Entfernung der Spulenseiten von der Ständerbohrung und der Größe der Induktion in den Nutenstegen beliebig zu wählen. Ferner kann ein Ständermodell von gleicher Größe und Wicklungsanordnung je nach der Anzahl der Löcher für verschiedene Verhältnisse der Magnetflüsse, also für mehrere Motoren mit verschiedenen vom Synchronismus abweichenden Geschwin-

. digkeiten nutzbar gemacht werden. Schließlieh dienen die Löcher auch zur Verbesserung der. Ständerkühlung, was bei hohen Induktionen in den Zahnstegen von besonderem Vorteil ist.

Ein bequemes und zuverlässiges Mittel, das Verhältnis der Magnetflüsse zu bestimmen, läßt sich bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 3 anwenden. Es ist durch Fig. 5 erläutert. Die in Reihe liegenden Teile W₁ und W₂ einer Spule werden durch einen Transformator t derart induktiv miteinander verbunden, daß ihre Spannungen in einem bestimmten durch den Transformator gegebenen Verhältnis zueinander stehen. Damit ist auch das Verhältnis Φ s zu Φ r bestimmt. Dieses Verhältnis kann auch regelbar gemacht werden.

Die Anordnungen nach Fig. 4 und 5 können auch miteinander vereinigt werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. EinphasenkollektOrmotor mit Transformatorwicklung im Ständer zum Speisen der Läuferwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand für den die Transformatorwicklung erregenden, von der Hauptwicklung des Ständers erzeugten Magnetfluß gegenüber dem magnetischen Widerstand für den in den Läufer eintretenden Fluß verringert ist.

2. Einphasenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand der zwischen den Wicklungsseiten und der Ständerbohrung gelegenen Nutenstege durch Verbreiterung der Stege verkleinert ist.

3. Einphasenmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Spulenseite der Hauptwicklung im Ständereisen in unmittelbarer Nähe der Ständerbohrung, die andere Seite in einem größeren radialen Abstand von dieser Bohrung angeordnet ist.

4. Einphasenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwicklung aus zwei radial voneinander getrennten Teilen besteht, ^.von denen der eine nahe der Ständerbohrung, der andere in einiger Entfernung von dieser angeordnet ist.

5. Einphasenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Magnetflüsse in den Nutenbrücken Löcher in diesen oder in ihrer Nähe angebracht sind.

6. Einphasenmotor nach Anspruch ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile jeder Spule hintereinandergeschaltet und durch einen Transformator miteinander verbunden sind, um die Spannungen der beiden Teile in ein bestimmtes, zweckmäßig regelbares Verhältnis zueinander zu bringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.