DE358963C

DE358963C - Umlaufende elektrische Kommutatormaschine mit Trommelanker

Info

Publication number: DE358963C
Application number: DET24635D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1920-10-26
Filing date: 1920-11-23
Publication date: 1922-09-18

Description

Umlaufende elektrische Kommutatormaschine mit Trommelanker. Die Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß, falls die Anzahl der Pole der Primärwicklung einer elektrischen Kommutatormaschine ein ungerades Vielfaches der Polzahl bildet, für die der Trommelanker gewickelt ist, ,die in dem induzierten Teil auftretenden elektromotorischen Kräfte sich ebenso zu einer fortlaufenden sinoidalen Zeitkurve zusammensetzen, wie wenn der primäre und sekundäre Teil der Maschine :die gleiche Polzahl besitzen würden. Da hierbei das Feld des für die niederste Polzahl gewickelten Ankers auf verschiedene Polzahlen umgeschaltet werden kann, lassen sich die verschiedenartigsten Wirkungen erzielen. So z. B. kann man bei Wechselstromkommutatormotoren durch Umschaltung der Polzahl die Transformator E. M. K. unter den Bürsten den Anforderungen ider Betriebsverhältnisse anpassen, während bei Kommutator-Stromerzeugern oder Umwandlern die Klemmenspannung und bei Motoren die Umlaufgeschwindigkeit .in weiten Grenzen in wirtschaftlicher Weise geändert werden kann, wobei die Ausnutzung der magnetischen Kraftlinien für jede Polschaltung indem vollen Maße erreicht wird, wie bei einer normalen Maschine ohne Polumschaltung.
Gemäß der Erfindung arbeitet also ein zs X :2polig gewickelter Anker in einem 2 iZ X 3, 51 7, 9 usw. poligen, also n-X 6, io, 14 oder i8poligen Felde, wobei dieses sich derart einrichten läßt, .daß es auf .die verschiedenen Polzahlen der angegebenen Reihe umgeschaltet werden kann. Die durch die Erfindung ermöglichten Verhältnisse gelten nicht nur für Wechsalstrommaschinen, sondern auch für Gleichstromerzeuger und für Kommutatormaschinen im allgemeinen, z. B. für Gleichstrom- oder Weohselstromkommutatormotoren.
Abb. i zeigt einen Gleichstrom-Nebenschlußgenerator mit 6poligem Felde und apoliger Armatur, auf dessen Kommutator zwei diametral gegenüberliegende Bürsten B,, und BZ schleifen. K ist ein Umschalter, der in seiner Stellung III idie sechs Feldspulen N, S1, N, S, N1, S derart parallel schaltet, daß durch die in der Richtung .der einfachen Pfeile verlaufenden Ströme ein sechspoliges Feld entsteht, während in ider Stellung II des Umschalters die Feldspulen N1 und S1 kurzgeschlossen werden, so :daß ein 2poliges Feld N N-S S entsteht. Inder Stellung I des Umschalters endlich werden die Feldspulen in Reihe geschaltet, unter gleichzeitiger Umkehrung der Stromrichtung in den Spulen N1 und S1, so .daß, wie dies die mit doppelten Pfeilen angegebenen Stromrichtungen zeigen, sich an der einen Seite der Bürstenebene lediglich Nordpole, an der anderen Seite der Bürstenebene ,aber bloß Südpole befinden, d. h. das Feld 2polig ist.
Infolgedessen wird oder Generator in der Stellung III des Umschalters K nur ein Drittel der Spannung liefern, die in der Stellung I erzeugt wird. Der Übergang zwischen den einzelnen Spannungsstufen kann durch andere bekannte Mittel, z. B. Widerstandsregelung, bewirkt werden. Diese Polumschaltung läßt sich auch für Generatoren mit Hilfspolen oder Kompensation verwenden.
Abb. 2 zeigt als Beispiel einen Wechselstrom-Reihenschluß-Kommutatormotor mit 6poligem Feld und 2poligem Anker und 2 diametral gestellten Bürsten. K ist wieder der Polumschalter. Beim Anlassen befindet sich der Polumschalter in der Stellung I und dementsprechend ist der primäre Teil auf 6 Pole geschaltet. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß beim Anlassen die infolge der Transformatorwirkung in den durch die Bürsten kurzgeschlossenen Spulen auftretende elektromotorische Kraft im Verhältnis kleiner ist als bei den Motoren gebräuchlicher Bauart, was für die Kommutierung günstiger ist.
Sobald der Reihenschlußmotor seine normale Geschwindigkeit erreicht hat, wird der Umschalter K in ,die Stellung III gebracht, wodurch der primäre Teil auf zwei Pole umgeschaltet wird. In diesem Falle bezweckt die Polumschaltung keine Änderung der Umlaufgeschwindigkeit, vielmehr soll das Anlassen in der 6poligen Schaltung lediglich die Transformatorenwirkung vermindern. Infolge des Kurzschließens der Spulen N,1 und S1 in der Mittelstellung II des Umschalters erfolgt -die Umschaltung stoßfrei, insbesondere, wenn man andere bekannte Reglungsmittel (Widerstände, Transformator) heranzieht.
Bei Kommubatormaschinen hat man in Verbindung reit der der Erfindung gemäß ausgeführten Polumschaltung weder die Stellung, noch die Polarität der Bürsten zu ändern.
So z. B. genügt für :sämtliche Polzahlen des Feldes eines 2polig gewickelten Ankers, der gemäß der Erfindung in einem. 2, 6, io, 14 oder i8poligen Felde laufen kann, ein unter i8o° gestelltes Bürstenpaar und für einen 4poligen Anker sind bei sämtlichen Polzahlen 4, i2 und 2o :des Feldes nur zwei unter 9o° gestellte Bürstenpaare erforderlich.
Der Umstand, daß ein oder mehrere Bürstenpaare bei allen Polzahlen mit unveränderter Stellung und Polarität beibehalten werden, ermöglicht leicht die Ausführung der Polumschaltung während des Betriebes.

Claims

PATENT-AN$PRÜCHE i. Umlaufende elektrischeKornmutatormaschine mit Trommelanker, dadurch gekennzeichnet, daß die Polzahl der Primär-oder Feldwicklung ein ungerades Vielfaches der Polzahl bildet, für die der Trommelanker gewickelt .ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß,das Feld durch Umtauschen der Polarität einzelner, einander diametral gegenüberliegender Pole auf die Polzahl des Ankers oder auf eine andere, Iden unter Anspruch i angegebenen Bedingungen entsprechende Polzahl derart umgeschaltet werden kann, daß durch die Änderung der Polzahl die Größe der gesamten Polflächen unverändert bleibt.