-
Selbstregelnde Gleichstrommaschine veränderlicher Drehzahl mit bewickelten
Haupt- und Hilfspolen und zwischen diesen befindlichen Haupt- und Hilfsbürsten.
Die Erfindung betrifft Dynamomaschinen von der Bauart, bei welcher Mittel vorgesehen
sind zur Konstanterhaltung der Leistung-bei wechselnder Umlaufsgeschwindigkeit.
Sie betrifft also Maschinen, welche beispielsweise besonders geeignet sind für die
Zugbeleuchtung oder für den Gebrauch bei Motorbooten, Kraftfahrzeugen und in anderen
Fällen, wo eine konstante Leistung bei wechselnder Umlaufszahl notwendig oder erwünscht
ist.
-
Bisher wurde die Selbstregulierung von Maschinen dieser Art im allgemeinen
erzielt durch Verwendung einer -dritten Bürste. Hierbei war zwischen dieser dritten
Bürste und einer Hauptbürste die Magnetwicklung so eingeschaltet, daß, da das Feld
durch den Ankerstrom verdreht wurde, die Spannung zwischen diesen beiden Bürsten
sank mit dem Ergebnis, daß der Magnetstrom verringert wurde und so die Leistung
konstant erhalten blieb.
-
Bei allen solchen Maschinenarten, die auf der Feldverdrehung beruhen,
um Selbstregulierung zu erzielen, liegen die durch die dritte Bürste kurzgeschlossenen
Ankerspulen in einem verhältnismäßig starken Felde. Da nun der Magnetstrom verringert
ist, steigt die Feldverdrehung, und die durch die Hauptbürsten kurzgeschlossenen
Ankerspulen liegen ebenfalls in einem verhältnismäßig starken Felde umgekehrter
Polarität. Dies hat zur Folge, däß die Kommutierung sehr schlecht ist, besonders
bei hohen Umlaufsgeschwindigkeiten.
-
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Selbstregulierung von Dynamomaschinen,
welche die geschilderten Nachteile vermeidet. Die neue Dynamomaschine ist von der
Bauart, bei der einer oder mehrere der Magnetpole in der Umdrehungsrichtung unterteilt
sind. Sie kennzeichnet sich dadurch, daß die Wicklung des (bzw. jedes) auf der Eintrittsseite
liegenden Polteiles, das Hauptfeld, an den Hauptbürsten liegt (bzw. liegen) und
erregt wird (werden) durch Ankerstrom von
nahezu konstanter Spannung,
während die Wicklung des (bzw. jedes) auf der Austrittsseite liegenden Polteiles,
das Regulierfeld, zwischen je einer Haupt- und Hilfsbürste liegt und so erregt wird
durch die Leiter, welche unter der Polfläche des (bzw. jedes) eintrittsseitigen
Polteiles liegen. Der auf der Eintrittsseite liegende Polteil ist derjenige, welchen
der Ankerleiter bei seiner Umdrehungsbewegung zuerst erreicht, während der auf der
Austrittsseite liegende Polteil derjenige ist, den der Ankerleiter bei seiner Bewegung
danach erreicht. Die Folge dieser Anordnung ist eine vollkommene Regulierung mit
funkenloser Kommutierung.
-
Eine der verschiedenen möglichen Lösungen dieser Aufgabe ist in einem
Schaltungsschema beispielsweise dargestellt.
-
Als Beispiel wurde eine zweipolige Dynamomaschine mit einem zweipolig
diametral gewickelten Anker gewählt, der in bekannter Weise mit dem Kommutator verbunden
ist. Die Abbildung läßt erkennen, daß nicht nur die üblichen zwei Magnetpole vorhanden
sind, sondern daß jeder Pol in zwei Teile zerlegt ist, so daß also im ganzen vier
Pole vorhanden sind. a, a', b, b'. Hierbei ist das eine Paar (beispielsweise
das obere a, a') von der einen Polarität, während das andere Paar, b, b',
die entgegengesetzte Polarität hat. Jeder Pol hat seine eigene Magnetwicklung.
-
Auf dem Kommutator schleifen zwei Hauptbürsten c, d sowie zwei
Feldbürsten (Hilfsbürsten) e, f. Die durch diese Bürsten kurzgeschlossenen
Ankerspulen liegen in der neutralen Zone, ungefähr mitten zwischen den Polschuhspitzen.
-
Unter der Annahme, daß die Maschine gegen den Uhrzeigersinn umläuft
(wie gezeichnet), wenn sie von der Kommutatorseite aus betrachtet wird, sind die
Hauptbürsten c, d in der wagerechten Ebene angeordnet, die Feldbürsten
e, f in der senkrechten Ebene. Die Magnetwicklungen sind dann folgendermaßen
geschaltet Die Wicklung auf dem oberen linken Pole a ist zwischen die rechte Hauptbürste
d und die obere Feldbürste f geschaltet, die Magnetwicklung auf dem unteren rechten
Pole b' liegt zwischen der linken Hauptbürste c und der unteren Feldbürste e. Die
Wicklungen auf dem oberen rechten Pole a' und dem unteren linken Pole b sind über
die beiden Hauptbürsten c, d verbunden.
-
Der Einfachheit wegen sollen die zwischen die Hauptbürsten und die
Feldbürsten geschalteten Pole als »Regulierfeld« bezeichnet werden. Die über die
Hauptbürsten verbundenen Pole sollen als »Hauptfeld« bezeichnet werden. Dann ist
klar, daß die Stärke des Regulierfeldes abhängt von der Spannung, die erzeugt wird
in den unter den Polen des Hauptfeldes liegenden Ankerspulen. Infolgedessen bewirkt
jede Neigung des Ankerstromes, das Hauptfeld zu schwächen, eine Verminderung der
Spannung in den Wicklungen des Regulierfeldes. Dadurch wird das Regulierfeld geschwächt,
bis es in einem bestimmten Augenblicke zu Null wird. Bei Steigerung der Umlaufsgeschwindigkeit
wird die Richtung des Regulierfeldes umgekehrt und schwächt nun das Feld, welches
durch die unter den Hauptpolen liegenden Ankerwicklungen erzeugt wird. Auf diese
Weise wird mit der beschriebenen Anordnung eine wirksame Selbstregulierung der Maschine
erzielt, so daß die Leistung im wesentlichen konstant und unabhängig von der Umlauf.,geschwindigkeit
wird. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die durch die Bürsten
kurzgeschlossenen Ankerwicklungen während der Selbstregulierung in einem praktisch
neutralen Felde liegen. Hierdurch wird eine vollkommen funkenlose Kommutierung erzielt.
-
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebene
Anwendungsmöglichkeit, noch auf die angegebenen Konstruktionseinzelhciten, die nur
ein Ausführungsbeispiel da, stellen sollen. Die Erfindung kann vielmehr mit gleichem
Vorteil auf vielpolige Maschinen mit irgendeiner der bekannten Ankerwicklungsarten
angew endet werden. Die Unterteilung jede-, Poles, die Zahl und Anordnung der Bürsten
sowie die Schaltungsweise der verschiedenen Stromkreise kann entsprechend der Type
und Bauweise der in Frage kommenden Maschine abaeänclert werden.