DE455121C - Anordnung zur Funkenunterdrueckung an den Buersten von Kommutatormaschinen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Funkenunterdrückung an den Bürsten von Kommutatormaschinen. Bekanntlich werden bei Kommutatorinaschinen durch die auf dem Stromwender schleifenden Bürsten die an den gerade unter den Bürsten befindlichen Stromwenderstegen angeschlossenen Wicklungsteile des Anker kurzgeschlossen. In jeder solchen Ankerspule wird nun eine EMK von bestimmter Höhe induziert, die in dem durch die Bürsten geschaffenen Kurzschlußkreis einen Strom von entsprechender Höhe hervorruft, der beim Lauf der Maschine das Auftreten von Funken verursacht. Insbesondere bei Reihenschlußmotoren für Wechselstrom mit Stromwendern treten diese Funken in verstärktem Maße auf, weil hier, besonders beim Anlauf der Motoren, die in den kurzgeschlossenen Ankerspulen transformatorisch erzeugte Kurzschlußspannung einzuschränken oder aufzuheben noch nicht möglich geworden ist. Der durch diese Kurzschlußspannung beim Übergleiten der Bürsten und öffnen des Stromkreises entstehende öffnungsfunken ist entsprechend der hohen Stromstärke besonders beim Anlauf ein beträchtlicher und verursacht erheblichen Verschleiß an den Bürsten und Stromwenderstegen. Zur Verringerung des Verschleißes und des diesen verursachenden Stroms besteht bisher die Möglichkeit, die »statische Stegspannung« dadurch niedrig zu halten, daß die Maschinen mit einem starken Aufwand an Werkstoffen aufgebaut werden. Eine «.eitere bekannte Ausführung verwendet während des Anlaufs noch einen besonderen Stromwender, der in den Ankerkurzschlußkreis eingeschlossen ist und auf dem eine parallel zur Hauptbürste angeordnete Hilfsbürste schleift.
• Die Erfindung gibt nun ein Mittel in die Hand, in jedem Betriebszustand der Maschine den wirksamen Unterbrechungstrom, d. h. die Funkenbildung, auf eine für Bürsten und Stromwenderstege unschädliche Größe herabzudrücken. Dies wird dadurch erreicht, daß man einen Ausgleichstromweg schafft, der verhindert, daß das öffnen bzw. Schließen der Kurzschlußkreise unmittelbar an der Hauptbürste geschieht. In diesen Ausgleichstromweg, der parallel zum Ankerstromkreis liegt, wird der Strom zu Hilfsbürsten geleitet, die auf einem in an sich bekannter Weise mit dem Hauptkollektor verbundenen Hilfskollektor gleiten. Diese Bürsten sind gegenüber der Hauptbürste versetzt angeordnet, so daß in dem Ausgleichskreis ein Gegenstrom entsteht, der den Unterbrechungstrom praktisch unschädlich macht.
• Der genannte Ausgleichweg des Stromes kann als rein Ohmscher oder induktiver Widerstand ausgebildet werden, der einmal zwischen die beiden, im übrigen voneinander isolierten und mindestens um eine Stegteilung voneinander entfernten Hifsbürsten gelegt und mit seinem Mittelpunkt an den Stromschluß der Hauptbürsten angeschlossen wird und zweitens die Verbindung eines Hilfstromwenders mit den entsprechenden Stegen des Hauptstromwenders bildet. Die Abbildungen lassen den Aufbau und Vorgang des Stromüberganges leicht erkennen. Abb. r zeigt den Aufbau in der bisherigen Weise. Die Kohlebürsten i schließen beim Übergleiten über die Stromwender-#tege 2 den an diese Stege angeschlossenen Wicklungsteil 3 - des Ankers kurz. Beim Verlassen der Stegfläche entsteht an der ablaufenden Kante 4 der Bürste i der »Offnungsfunken«.
• In Abb.2 ist gezeigt, wie durch Anordnung von zwei Hilfsbürsten 5 auf einem mit dem Hauptstromwender fest verbundenen Hilfstromwender 6 die eigentliche Unterbrechungsstelle für den Strom an die ablaufende Kante 7 der Hilfsbürste 5 verlegt wird. Die Stege des Hilfstromwenders 6 sind in an sich bekannter Weise durch Ohmsche oder induktive Widerstände 8 mit den entsprechenden Stegen des Hauptstromwenders verbunden; ebenso ist zwischen die beiden Hilfsbürsten 5 der Widerstand 9 (ohmisch oder induktiv) eingeschaltet, dessen Mittelpunkt ro mit dem Stromschluß ii der Hauptbürsten verbunden wird, um für jede Drehrichtung in gleicher Weise wirksam zu_ sein.
• Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß der Kurzschlußkreis beim Abgleiten der ablaufenden Kante 4 der Hauptbürste noch nicht unterbrochen wird, sondern in diesem Augenblick- noch über 8-5-8 bzw. i i - ro -9 - 5 - 8 mit dem ablaufenden Hauptsteg verbunden ist. Infolge des wesentlichen Widerstandes dieses Stromschlusses muß der Strom sich auf einen vorher bestimmten ungefährlichen Wert verringern, so daß sein. Unterbrechung bei 7 keine Nachteile mehr zeigt. Um auch den übergangswiderstand der Hilfsbürsten für diese Verringerung des Stromes auszunutzen, werden diese Bürsten in bekannter Weise schräg gesetzt, so daß die Unterbrechung des Stromes nur an der sehr schmalen Kante 7 der Hilfsbürste nahezu funkenlos erfolgt.
• Die angegebene Anordnung ist nicht auf Einphasenmoto,ren beschränkt, sondern kann ebenso auch für Mehrphasenmaschinen wie auch für Gleichstrommaschinen mit Stromwendern vorteilhaft Verwendung finden. Während für Wechselstrommaschinen die angegebene Anordnung neben der übrigen Wirkung besonders zur Aufhebung schädlicher Wirkungen der tzansformatorisch induzierten Kurzschlußspannung beim Anlauf dient, wird bei Gleichstrommaschinen die Entstehung einer hohen Selbstinduktionsspannung in den kurzgeschlossenen Spulen verhindert, weil die Stromänderung nicht mehr eine plötzliche, sondern eine allmähliche ist und die Induktivität der Spule dadurch nicht voll zur Wirkung kommt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Funkenunterdrülckung an den Bürsten von Kommutatormaschinen, gekennzeichnet durch einen zum Ankerkurzschlußkreis parallelen Stromkreis, der durch an sich bekannte, die Stege des Hauptstromwenders (2) und eines Hilfstrromwenders (6) verbindende Ohmsche oder induktive Widerstände (8) und eine- oder mehrere gegenüber der Hauptbürste (i) entsprechend der Umlaufrichtung versetzte Hilfsbürsten (5) gebildet wird, zum Zweck, die Offnungs- und Schließungströme auf einen ungefährlichen Betrag zu verringern.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dauernd aufliegende Hilfsbürstensätze für beide Drehrichtungen durch Ohmsche oder induktive Widerstände untereinander und mit der Hauptbürste verbunden sind.