DE455362C - Kommutierungseinrichtung fuer Kommutator-Generatoren, Motoren und Umformer - Google Patents

Kommutierungseinrichtung fuer Kommutator-Generatoren, Motoren und Umformer

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DE455362C
DE455362C DEM95154D DEM0095154D DE455362C DE 455362 C DE455362 C DE 455362C DE M95154 D DEM95154 D DE M95154D DE M0095154 D DEM0095154 D DE M0095154D DE 455362 C DE455362 C DE 455362C
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brush
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DEM95154D
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ALFRED MARSCHALL
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/26DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings
    • H02K23/36DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the armature windings having two or more windings; having two or more commutators; having two or more stators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Description

  • Kommutierungseinrichtung für Kommutator-Generatoren, °1VIotoren und Umformer. Bei elektrischen Maschinen mit Kommutatorankern, wie Dynamomaschinen oder Einankerumformer, bei denen zur Veränderung der abzugebenden Spannung die Bürsten in das Erregerfeld hineingeschoben werden, ist es nötig, in den Spulen, deren zugehörige Kommutatorstege durch die stark aus -der Neutralen verschobenen Bürsten überdeckt werden, eine Gegenleistung wirken zu lassen, um schädliche Funkenbildung am Kommutator zu vermeiden. Hierfür sind bereits Leiteranordnungen bekannt, die zwischen Wicklungsende und Kommutatorsteg liegen und auf welche ein besonderes Magnetfeld derart .einwirkt, daß beim Überdecken der Lamellen durch die Bürste ein Stromkreis entsteht, bei dem die in den magnetisch beaufschlagten Leiterabschnitten abschnittweise erzeugten Spannungen sich gegenseitig aufheben. Die Erfindung betrifft hauptsächlich die Polanordnung einer solchen zwischengeschalteten »Kommutierungsdynamo«, die in erster Linie für einen Wechselstrom-Gleichstrom- oder auch Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer bestimmt ist, dessen sekundär abgenommene Gleichspannung nach Abb. i geregelt wird. A sei der Kommutatorumfang, i und z die in der Neutralen verbleibenden »festen« Bürsten; i" und na sind die mit i und z über die zu speisenden Stromkreise Mi und M2 verbundenen, um die volle Polteilung verschiebbaren »beweglichen« Bürsten, die also in das Erregerfeld NS hineingelangen. Abb. a zeigt den Verlauf der Spannung E beim-Verschieben der Bürsten 1Q (2Q) gegenüber i (z) um die Winkel a von o bis i8o elektrischen Graden. Diese Bürstenschaltung hat den großen Vorteil, daß praktisch die Bürsten i" und 2d nur zwischen einem Winkel a ' von 2o bis 16o elektrischen Graden (Lagen00 und UU in Abb. i) verstellt werden brauchen, somit der Kommutator seine normale Breite behält. Die Abbildung zeigt, daß bei a=go° und einer >»reduzierten« Bürstenbreite b. die größte Spannung eBmax erzeugt- werden muß, abgesehen von einer »Wendepol-« (Gegenreaktanz-) Spannung, die in bekannter Weise zur Herbeiführung einer »geradlinigen« Kommutation unter der Bürste benötigt wird. Zur Aufhebung der jeweiligen Spannung eB, die einen Teil der wirksamen Leistungsspannung bildet; dient nun die in Abb. 3 gezeigte Anordnung. ' Die normale Hauptankerwicklung HA ist nicht unmittelbar mit den zugehörigen Kommutatorstegen verbunden, sondern es ist jede einzelne Ausführung i, a ... -iq. mit je einem Anfang einer besonderen Wicklung Wl, W. . . . Wi4 verbunden, deren Ende erst reit dem zugehörigen Kommutatorsteg F(i, 1C2 ... 1(i, verbunden ist. Die Wicklungen liegen auf einem Trommelankerpaket in Nuten, deren Zahl zweckmäßig gleich der Kommutatorstegzähl gemacht wird. Die Spulenweite der Windungen W, usw. kann beliebig gewählt werden, so daß eine geringe Wickelkopflänge und -ausladung erreicht werden kann. Die: Windungen W1 usw. werden beaufschlagt durch zwei gleichnamige Feldpole SS, deren Polschuhbreite b", etwa gleich der Bürstenbreite, auf den Umfang des Komfnutierungsgedankens reduziert, ist. WerdennäU7de Stege h1 und h2 durch die Bürste überdeckt,. so zeigt das Abschreiten des gesamten Strörrrkreises, daß die von den Hauptleitern mit der wirksamen Länge 2-i erzeugte Spannung durch eine Gegenspannung auf teer Leiterlänge 3 h" vernichtet werden kann-. Hat jede Wicklung W1, W2 usw. nicht nur ekte Wiridang, wie gezeichnet, Sondern n Wfndünb6n, so wird allgemein die Länge des Gegerfl elters (2 n -[- t) l",. Die hochbelastbare Wicklung des Kommutierungsankers° vArg zweckmäßigauf einen Anker vom Durchmesser des-Hauptankers verlegt. Die Nutabmessungen sind so zu wählen, daß- man bei höher üüaximaler Zahnsättigung, deren Flöhe, wie beim Hauptanker, nur von den zugelassenen, Eisenverlusten abhängt, eine höhe Luftiedtfk#-tion BI" erhält, die i. die achsiale Eisenlänge l", merklich verkürzen hilft; 2. im Verein mit genügend größere Luftspalt durch den nötigen hohen AW-Verbrauch, für dessen Aufbringung reichlich Polwickelraum zur Verfügung steht, eine: »Leörlaufkennlinie« .ergibt, die gleich derjenigen eines normalen Wendepols verläuft.
  • Die Änderung der Induktion BI., in Ab= hängigkeit vän den erzeugenden Amperewin dungen AWw geschieht dann annähernd geradlinig,. und es kann diese AW-Zahl durch: eine Wicklung erzeugt werden, die an einer Spannung eerr liegt, deren Höhe sieh mit der' Höhe der zu kompensierenden Spannung e$ proportional oder annähernd proportional ändert. Man legt z. D. diese Erregerwicklung NS an die bewegliche Bürste id und an eine vor- oder nacheilende Hilfsbürstebl, die auf dem Kommutator schleift (Abb, z).
  • Eine vom Hauptstrore durch-8.össene Wicklung Ha (Abb,. 2) erzeugt ein mit dem Bürstenstroni veränderliches Kommutierungsfeld wie jede normale Wendepolwicklung.
  • Die beiden Pole SS sind an einem Jochring befestigt, der zweckmäßig als Bürstenträger für die beweglichen Bürsten ausgebildet ist (Abb. ¢). Die Einsteilung der Sekundärspannung der Hauptmaschine geschieht dann durch Verdrehen der ganzen: Hilfsmagneteinrichtüng samt der Apparatur der beweglichen Hauptbürsten und der Hilfsbürsten.
  • Der magnetische Kreis wird geschlossen über die Ankerkerne und die Pole entgegengesetzter Polarität NN, die, um i8o elektrische Grade sinngemäß zu SS versetzt, die beschriebene Kommutation in denjenigen Hauptleitern erzeugen, die um i8ö elektrische Grade gegenüber den betrachteten liegen. Im Beispiel wirkt also die Einrichtung auf die beiden voraussetzungsgemäß fest um i8o elektrische Grade gegeneinander versetzten Bürsten i" und 2" der Abb. i.
  • Läßt man, falls nur ein einziger Stromkreis, z. B. M1, gespeist werden soll, die Bürste 2" fort, so: fällt auch jede Wirkung der Pole NN auf den gesamten Ankerleiterkreis fort, und diese Pole dienen lediglich als magnetische Schlußsiütke.
  • Entsprechend dem Entwurf der Hauptmaschine kann die Kommutierungsdynamo C oder p Doppel- oder Einzelpolpaare besitzen. Ilie ganze- Einrichtung ist auch verwendbar für Kommutatormaschinen, die Einphasenstroel beliebiger Periodenzahl aufnehmen oder abgeben, z: B. Wechselströmkömmutatormotoren oder Periodenformer mit Bürstenschlupf gegenüber dem umlaufenden Erregerfeld. Hierbei besteht das Magnetgestell, wie üblich, aus geblättertem Eisen.
  • Die' Anardnuüg gemäß- der Erfindung bietet gegenüber bekannten Ausführungen den Vorteil:, ds_,g der Wechsel des Kraftlinienflusses in den Ankerzähnen und dem Ankerkern der Kommutierungstrommel mit der Periodenzahl des Hauptankers übereinstimmt, wodurch die ganze Kommutierungsdynamo magnetisch sowohl bezüglich der Zahl der Eisenummagnetisierungen, als- auch der zahlenmäßigen Höhe der Sättigung in den Zähnen (Streufelder der wirksamen Leiter) den Verhältnissen im Hauptanker gut angepaßt werden kann. Sie bietet ferner den wesentlichen Vorzug, daß die Polstreuung (der Streukoeffizient) im Gegensatz zu den bekannten doppelpoligen BeaufschIagungen sehr klein. ist und für alle Größen der Feldstärke als gleich anzusetzen isst, so daß trotz der schmalen Polzahnform stets ein, scharfes Wendefeld hergestellt werden kanxr.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE i. Kommutierungseinrichtung für Kommutator-Generatoren, Motoren und Umformer mit einer oder mehreren relativ zu der Haupt-Feld-Neutralen verschiebbaren, untereinander um i8o elektrische Grade gegeneinander versetzten Bürsten, bei welcher zwischen dem Hauptankerkern und seinem zugehörigen Kommutator noch ein von besonderen Wendepolen beaufschlagter Trommelanker angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelspulen der Hilfsankerwicklung, die gerade unter eitler Bürste kommutieren, durch einen einzelnen" aber gespaltenen Wendepol mit zwei: gleichüamigen Zähnen. beaufschlagt werden, die in Richtung des Umfanges so gegeneinander versetzt sind; daß zur gleichen Zeit die Stäbe der linken Seite der einen Einzelspule und die Stäbe der rechten Seite der folgenden Einzelspule mit der gleichen Feldstärke induziert werden. z. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspulen der Wendepole an Hilfsbürsten gelegt sind, die zugleich mit den Hauptbürsten verschoben werden und eine Spannung am Kommutator abgreifen, die pro- ; portional oder annähernd proportional wie die kurzgeschlossene Hauptanker-Lamellenspannung steigt oder fällt. 3. Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichnamigen Wendepolzähne noch in an sich bekannter Weise mit je einer Hauptstromwicklung bewickelt sind. q.. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendepoljoch als verschiebbarer Bürstenträger für die Hilfsbürsten ausgebildet ist.
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