DE37988C - Regulirung elektrodynamischer Motoren durch Anordnung von kumulativen und differentialen Spulen auf je einem diagonal gegenüberliegenden Elektromagnetenpaar - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

FRANK JULIAN SPRAGUE in NEW-YORK.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 26. August 1885 ab.

Vorliegende Erfindung bezieht sich in der Hauptsache auf eine Anordnung in elektrodynamischen Motoren, durch welche das nöthige Verschieben der Commutatorbürsten auf dem Commutatorcylinder behufs Vermeidung von Funkenbildung bei Aenderung des Armaturstromes beseitigt wird.

Die Nothwendigkeit der Verschiebung der Commutatorbürsten auf einem Motor entsteht gewöhnlich aus der Thatsache, dafs bei Aenderung des Armaturfeldes eine Schiebung oder Drehung des magnetischen Feldes und eine Verrückung der magnetischen Resultante der Armatur und des erregenden Magnetismus eintritt, so dafs die Linie eines Parallelschnittes zu den Kraftlinien und . die Punkte der geringsten Funkenbildung auf dem Commutatorcylinder sich ändern und die Bürsten dementsprechend verstellt werden müssen.

Durch die Anordnung nach vorliegender Erfindung wird der (entsprechend den Veränderungen des Armaturstromes erfolgenden) Schiebung oder Drehung des magnetischen Feldes durch eine Gegenschiebung entgegengewirkt, welche von diesen Veränderungen abhängt, so dafs die magnetische Resultante unverändert bleibt und sich die Stellung der nicht Funken gebenden Punkte nie verändert.

Bei Ausführung der Erfindung verwendet Erfinder erregende Hauptmagnetspulen im Nebenschlufs zur Armatur, differentiale erregende Magnetspulen in Hintereinanderschaltung zur Armatur und zusätzliche cumulative erregende Magnetspulen, die sich zur Armatur ebenfalls in Hintereinanderschaltung befinden. Die erregenden Hauptspulen können zur Armatur allein oder zur Armatur und zu beiden den cumulativen und den differentialen hinter einander geschalteten Spulen oder zur Armatur und zu einer der genannten Spulen in Neben-_e schaltung angeordnet sein, wobei die andere Spule in Hintereinanderschaltung aufserhalb der Anschlüsse der erregenden Hauptnebenschaltung verbleibt.

Die differentialen Spulen sind so angeordnet, dafs sie eine gröfsere magnetisirende Wirkung als die cumulativen Spulen besitzen.

Eine Abnahme der Belastung oder der zu leistenden Arbeit sucht infolge des verringerten Armaturstromes die magnetische Resultante der Armatur und des erregenden Magneten zu verschieben ; die magnetisirenden Wirkungen aller hinter einander geschalteten Spulen werden hierdurch vermindert und daher auch die von den cumulativen Spulen hauptsächlich beeinflufsten Theile des Feldes abgeschwächt. Dagegen werden die hauptsächlich von den differentialen Spulen beeinflufsten Theile des Feldes verstärkt, wodurch eine der durch Abnahme des Armaturstromes entspringenden Schiebung entgegenwirkende Schiebung des Feldes hervorgerufen wird. Die Folge ist, dafs die magnetische Resultante, die Linie der parallelen Schnitte und die Punkte der geringsten Funkenbildung unverändert bleiben.

Zu gleicher Zeit, wie die differentialen, hinter einander geschalteten Spulen über die cumulativen Spulen vorherrschen, wird die gesammte

Stärke des erregenden Magneten vergröfsert und die Motorengeschwindigkeit verringert, um der geringer gewordenen Arbeitsleistung zu entsprechen.

Die differentialen und die cumulativen Spulen haben also eine differentiale Wirkung, welche, da die differentialen Spulen über die cumulativen Spulen vorherrschen, bei Zunahme des Armaturstromes eine Abschwächung der Stärke des erregenden Magneten, bei Abnahme des Armaturstromes dagegen eine Verstärkung des erregenden Magneten bewirkt, so dafs die Motorengeschwindigkeit constant erhalten bleibt.

In den Fig. ι bis 8 sind die verschiedenen Schaltungsweisen der erregenden Hauptspulen B, der differentialen Spulen C und der cumulativ wirkenden Spulen Z) diagrammatisch dargestellt, wobei ι und 2 die Hauptleiter eines constanten Potentialstromkreises bedeuten.

In Fig. 9 ist ein elektrodynamischer Motor nach der in Fig. 6 angegebenen Schaltungsweise dargestellt; hier liegen beide Gruppen der hinter einander geschalteten Spulen C D innerhalb der Nebenschlufsklemmen 3, 4; die differentialen, in Hintereinanderschaltung befindlichen Spulen C sind auf zwei diagonal gegenüberliegende Schenkel der erregenden Magnete und die cumulativen Spulen D auf die anderen beiden diagonal gegenüberliegenden Schenkel aufgewickelt.

Wie aus der genannten Fig. 9 zu ersehen ist, läuft die Bewickelung B, welche die erregenden Spulen des magnetischen Feldes bildet, von 5 aus um die sämmtlichen Eisenkerne der Magnete herum, und zwar in dem ersten und zweiten Eisenkern in entgegengesetzten Windungen zu einander und ebenso in dem dritten und vierten Kern, so dafs der erste und dritte, sowie der zweite und vierte Kern gleiche Bewickelungs- oder Stromrichtung haben.

Von Klemme 3 aus geht die Bewickelung der cumulativen Spule D um den ersten Kern und von diesem nach dem diagonal gegenüberliegenden (dritten) Kern, und zwar um letzteren in entgegengesetzter Windung zum ersten Kern und von da durch die Armatur.

Die Bewickelung der differentialen Spule C geht in gleicher Weise um die beiden anderen Eisenkerne (den zweiten und vierten), und zwar in diesen beiden Kernen in entgegengesetzten Windungen zu einander. Die Enden von C schliefsen sich an den Umschalter E an und können durch diesen so mit D verbunden werden, dafs der durch D gehende Strom entweder in gleicher Richtung mit oder in entgegengesetzter Richtung zu dem durch die Bewickelung C gehenden Strom läuft.

Durch diese Schaltungsweise kann der Strom der differentialen Spule beim Anlassen der Maschine umgekehrt werden, um ein sehr starkes Feld zu erzielen, worauf durch Veränderung der Umschalterstellung die differentiale Bewickelung C kurz geschlossen und der erregende Magnet abgeschwächt wird. In der in Fig. 9 gegebenen Stellung des Umschalters E ist die Stromrichtung die eben zum Anlassen der Maschine gekennzeichnete.

Die Spulen C D dienen demnach zur Regulirung der Motorgeschwindigkeit bei veränderlichen Belastungen, wie auch dazu, die gegenwirkende Schiebung herzustellen und den nicht Funken gebenden Punkt in der oben beschriebenen Weise constant zu erhalten. Dies ist in Fig. 10, 11 und 12 dargestellt, in denen x-x die Linie der magnetischen Resultante ist. In Fig. 10 befindet sich diese Linie in ihrer normalen Stellung. In Fig. 11 ist sie, wie dargestellt, durch einen entsprechend der Veränderung in der Belastung erfolgten Wechsel des Armaturstromes verschoben, während in Fig. 12 die Linie durch die oben beschriebene Gegenschiebung in ihre ursprüngliche Lage zurückgebracht ist.

Einer deutlicheren Darstellung halber ist die in diesen drei Figuren dargestellte Armatur ein Gramme-Ring; iVS'sind die erregenden Magnetpole. Die punktirten Linien in dem Raum zwischen den. Polen geben die magnetischen Kraftlinien an.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Die Bewickelung eines elektrodynamischen Motors dergestalt, dafs sich die im Nebenschlufs zur Motorenarmatur befindlichen erregenden Hauptspulen B über beide Eisenkernschenkelpaare erstrecken, die differentialen, sowie die cumulativen Spulen aber dergestalt in Hintereinanderschaltung zu den genannten Hauptspulen gewickelt sind, dafs sich die differentialen Spulen C immer auf den einen diagonal gegenüberliegenden, die cumulativen Spulen D auf dem anderen diagonal gegenüberliegenden Eisenkernpaare befinden, in Verbindung mit einem Umschalter (E), durch welche Einrichtung die Stellung, in welcher geringste Funkenbildung stattfindet, constant erhalten bleibt und die Regulirung des Motors bei wechselnder Leistung bewirkt werden kann.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.