DE386702C - Vielpolige Kollektormaschine fuer Gleich- und Wechselstrom, deren Buersten gegenueber den Feldpolen umlaufen - Google Patents

Description

• Vielpolige Küllektormaschine für Gleich- und Wechselstrom, deren Bürsten gegenüber den Feldpolen umlaufen. Bekanntlich darf im Interesse einer, guten Kommutierung die Segmentspannung von Kollektormaschinen einen gewissen Wert nicht überschreiten. Letztere ist unter sonst gleichen Verhältnissen um so günstiger, je geringer die Zahl der Pole ist. Man müßte daher, um eine Kollektormaschine für meglichst hohe Spannung geeignet zumachen, diese zweipolig bauen. L ie zweipolige Bauart hat jedoch bekanntlich a dere wesentliche Nachteile, wie große Kraftlinienwege, große Querschnitte von Joch und Ankereisen, große mittlere W indungslängen ; daher ist eine solche Maschine schwer und unwirtschaftlich. Nach der Erfindung wird die YIollektormaschine selbst, also Feldsystem und Anke, vielpolig ausgcfthrt, und zwar der Anker in üblicher M eise, so daß jede Ankerwindung eine Reihe von Ankerzähnen umschließt, und die Enden der Ankerwicklung werden in ander-. weitig bekannter Weise in einer solchen Reihenfolge an den Kollektor 'gelegt, daß dieser nur zwei Polen bzw. einer Polzahl entspricht, die geringer ist als die der Maschine. Eabei müssen die Bürsten in einem der rrehrichtung des Ankers entgegengesetzten Sinne umlaufen, damit sie stets in der neutralen Zone verbleiben.
• In Abb. i ist (außerhalb des punktierten Kreises) beispielsweise eine normale vierpolige Reihenwicklung dargestellt.
• Lie Verbindungen (innerhalb des punktierten Kreises) sind in einer neuen M'cise angeordnet. Von Bürste A (Segment i) ausgehend, kommt man nach T urchlaufen einer W indung bzw. cincr Ankerspule zu Segment a, nach der rächstcn Windung bzw. Ankerspule zu Seg mcnt 3 usw., während man bei der alten Anordnung zunächst unter sämtlichen Polpaaren durchgehen müßte, um zum zweiten Segment zu gelangen. Auf diese Weise entsteht eine zweipolige Kollektoranordnung, bei der die Segmentzahl zwischen den beiden gegenüberstehenden Bürsten besonders groß ist. Bei i einer vierpoligen Maschine mit zweipoligem Kollektor muß das Bürstensystem mit Ankergeschwindigkeit synchron aber entgegen der Ankerdrehrichtung umlaufen, weil die Relativgeschwindigkeit der Bürsten zum Kollektor doppelt so groß sein muß wie die des Ankers zum Felde, damit die Bürsten stets in der neutralen Zone verbleiben.
• In Abb. 2 beispielsweise ist die Lage dargestellt, bei der sich der Anker (Segment i) um 45' nach rechts gedreht hat, während die Bürste A um 45' nach links gewandert ist. Wie ersichtlich, entnimmt die Bürste A den Strom wiederum der neutralen Zone. Bei einer sechspoligen Maschine mit zweipoligem Kollektor müßten die Bürsten mit doppelter Ankergeschwindigkeit umlaufen; allgemein ausgedrückt müssen die Bürsten bei P Polpaaren und )a Ankerumdrehungen mit -- (P - i) n Umdrehungen umlaufen, d. h. mit einer Geschwindigkeit von (p - i) n Umdrehungen im umgekehrten Sinne wie der Anker.
• Es ist ersichtlich, daB man auf diese Weise auch eine achtpolige Maschine mit vierpoligem Kollektor versehen kann. Ist P' die Zahl der Polpaare des Kollektors, so müssen die Bürsten mit - i) it Umdrehungen umlaufen, wobei P ein gerades Vielfaches von P' sein muB. Die Verbindungen zwischen Wicklung und Kollektor kennen bekanntlich mit geringem Querschnitt ausgeführt werden, da sie nur kurzzeitig Strom führen.
• Behält man immer nur die Verbindungen jeder hten im Wicklungszuge auftretenden .' Spule mit dem Kollektor bei und läßt die übrigen Kollektorverbindungen und zugehörigen Segmente fort, so ergibt sich eine Anordnung, bei der zwar die Segmentzahl zwischen zwei Bürsten verringert wird, jedoch bei gleicher Segmentteilung der Kollektordurchmesser hmal so klein geworden ist; hierbei muß die Zahl der Ankerspulen ein Vielfaches von h sein.
• Abb. 3 und 4. stellen ein Beispiel der synchronen Antriebsvorrichtung des Bürstensystems im Quer- und Längsschnitt dar. s ist das umlaufende Bürstensystem, das zwei Schleifringe trägt, damit der Strom den beiden Bürstenstangen entnommen werden kann. Ler feststehende Träger i trägt ein Zwischenzahnrad z, das durch ein mit dem Anker verbundenes Zahnrad q angetrieben wird und ein mit dem Bürstensystem verbundenes Zahnrad y antreibt. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise die für eine sechspolige Maschine erforderliche >_ibersetzung = 2 leicht erreichen, wobei q und r die Zähnezahl dieser Räder bedeuten.
• I: fiese neue Anordnung ist in gleicher für Gleichstrom- und auch für echselstromkollektormaschinen geeignet.
• Eine geringpolige Anordnung des Kollektors bei vielpoligem Feldsystem nebst Bürsten, die gegenüber den Feldpolen umlaufen, ist bereits für bekannt, bei denen auch der Anker ausgeprägte Pole besitzt, deren nzahl sich nicht wesentlich von derjenigen der Feldpole unterscheidet. Hierbei ergibt sich aber der daB die magnetischen bei verschiedenen Ankerstellungen selbst bei Leerlauf der Maschinen sehr ungleich sind. Die hierdurch hervorgerufenen Feldschwächungen, die stets mit Wirbelstrombildung verbunden sind, werden bei diesen im belasteten Zustand derartig groß, daB für ihre Verminderung besondere Maßnahmen, wie kurzgeschlossene Windungen auf den Feldpolen, erforderlich sind. Gemäß der Erfindung wird dieser vermieden, indem geringpolige Kollektoranordnungen bei einem genuteten Anker üblicher Bauart vorgesehen werden, bei welchem also jedem Feldpol eine greßere Anzahl von Ankerzähnen und -nuten entsprechen und jede Ankerwindung viele Ankerzähne umschließt.

Claims (3)

1. PA'rENT'-ANSPRÜCfTE: i. Vielpolige Kollektormaschine für Gleich-und Wechselstrom, deren Bürsten gegenüber den Feldpolen umlaufen, dadurch gekenn- 95 zeichnet, daß in üblicher unter jedem Feldmagnetpol eine Reihe von Ankernuten liegt und jede Ankerwindung mehrere Ankerzähne umschließt, während gleichzeitig in an sich bekannter der Kollek- ioo tor mit einer geringeren Polzahl als dem Feldsystem entspricht, ausgeführt ist.
2. 2. Kollektormaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB bei 2 Feldmagnetpolen und der Ankerdrehzahl n der los Kollektor einer zweipoligen Anordnung entspricht und die Bürsten mit - ( - i) n Umdrehungen umlaufen.
3. 3. Kollektormaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB bei 2 Feld- iio i, der magnetpolen und der Ankerdrehzahl Kollektor einer 2 ' poligen Anordnung entspricht und die Bürsten mit - x Umdrehungen umlaufen, wobei ein Viel- iis faches von ' ist.