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Elektrische Maschine mit einer an zwei Stromwender angeschlossenen
mehrfachen Parallelwicklung Bei den Gleichstrommaschinen, deren Wicklung aus Stäben
besteht, ist man für die großen Stromstärken zur Vielfach-Parallelwicklung übergegangen,
um den Strom je Stab zu verringern.
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Dies führte gleichzeitig dazu, den Stromwender in zwei zu beiden Seiten
des Ankers angeordnete Teile zu unterteilen.
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Die Herstellung dieser vielfachen Parallelwicklungen mit zwei Stromwendern
wird durch die Entstehung von schädlichen Ausgleichströmen zwischen den beiden Stromwendern
erschwert:, der eine Stromwender nimmt dann die ganze Belastung auf, und die Kommutierung_
wird unzulänglich.
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Die Erfindung bezweckt in erster Linie. für den Fall einer mehrfachen
Parallelwicklung mit einer geraden Anzahl Wicklungen und mit zwei Stromwendern jeden
Ausgleichstrom von einem zum anderen Stromwender durch die Benutzung von genau potentialgleichen
Verbindungen zu vermeiden.
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Diese Verbindungen haben außerdem den Vorteil, die Kommutierung der
Halbwindung zu ermöglichen, d. h. daß die Spannung zwischen je zwei benachbarten
Stromwenderstegen die in einem einzigen wirksamen Stabe des Ankers erzeugte ist.
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Bekanntlich sind bei Ringankern solche Halbwindungen vorhanden, was
für die Kommutierung vorteilhaft ist. Im übrigen vermindert unter gleichen Umständen
die Tatsache, nur eine Halbwindung anstatt einer vollen Windung bei einem Trommelanker
kommutieren zu müssen, die Schwierigkeit der Kommutation im Verhältnis von z : 2.
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Ferner läßt sich nach der Erfindung ein konstantes Verhältnis in der
Kurzschluß=
i -t Windung erzielen, wenn man mehrere Spulenseiten je Nut durch
Anwendung eines Ankers benutzt, der in zwei gleiche Teile geteilt ist, die um einen
halben Zahnschritt gegeneinander verschoben sind.
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Es gilt nämlich bei der Bewicklung von Gleichstrommaschinen als ein
wichtiger Vorteil, die Anzahl der Nuten für eine gegebene Gesamtzahl von Leitern
zu verringern, zu dem Zweck, die Selbstinduktion und folglich die zu kommutierende
potentielle Energie herabzusetzen. Dies führt also zur Anordnung von beispielsweise
zwei oder vier Spulenseiten in jeder Nut, wodurch eine Unsyminetrie v eranlaßt wird,
da die kommutierenden Stäbe in der Nut verschiedene Lagen einnehmen.
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Der Aufbau mit einem in zwei Teile unterteilten Anker stellt eine
genaue Symmetrie wieder her und gibt die gleiche Regelmäßigkeit, als ob nur eine
Spulenseite je Nut vorgesehen wäre.
Auf der Zeichnung ist in Abb.
i der theoretische Fall einer zweifachen Parallelwicklung mit einer Spulenseite
je Nut dargestellt, wobei die Anzahl der Stromwenderstege geradzahlig ist.
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Die verschiedenen Wicklungen sind eine in dicken Strichen, die andere
in dünnen Strichen angegeben.
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Die Stege der gleichen Ordnungszahl der beiden Stromwender entsprechen
sich und sind in derselben Lage.
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Die Stege i, 3, 5 jeder Wicklung sind je mit einem Äquipotentialkreise
verbunden, der durch Äquipotentialverbindungen in Reihe gebildet wird, die je einen
doppelten Polschritt umfaßt. Es sind auf jeder Seite ebensoviel Äquipotentialkreise
vorhanden wie Stege je Pol.
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Nach der Erfindung sind die Kreise einer Seite mit den Kreisen der
anderen Seite elektrisch verbunden. jeder Kreis Cl der einen Seite findet sein Gegenstück
C, auf der anderen Seite, das sich auf dem gleichen Potential wie er befindet. Es
ist nämlich zu bemerken, daß die betrachteten. Wicklungen immer auf ganzem Schritt
liegen. Die eine umfaßt ein wenig mehr, die andere etwas weniger als den Polschritt,
so daß die induzierten elektromotorischen Kräfte - je Windung genau gleich sind.
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Die Kreise C, und C, sind durch eine Verbindung C vereinigt.
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Die potentialgleichen Kreise Cl bis C, lassen sich entweder durch
gwei Verbindungen C im Abstand von i8o elektrischen Graden voneinander oder durch
vier Verbindungen G irn Abstand von 9o elektrischen Graden voneinander usw. verbinden.
Diese Verhindungen C sind es, welche den Vorzug der Halbwindungskommutierung bieten,
denn sie stellen den Kurzschlußstromkreis unmittelbar zwischen den spannungsgleichen
Punkten der beiden Wicklungen her.
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Eine zweifache Parallelwicklung mit ungerader Stegzahl und ohne Verbindungen
zwischen den beiden Stromwendern ist einer Wicklung mit Widerstandsverbindungen
gleichwertig. Es ist schädlich, während der Kommutierung einen Kurzschluß zu unterbrechen,
der Selbstinduktion und Ohmschen Widerstand aufweist. Die Halbwindungskommutierung
wird, streng genommen, nur erzielt, wenn die sich entsprechenden Kreise der beiden
Seiten sich genau auf dem gleichen Potential befinden, eine Bedingung, der man um
so näher kommt, je mehr man die Verbindungen C vervielfacht.
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. Die Abb. 2 bis q. der Zeichnung beziehen sich auf Ausführungsbeispiele
der Erfindung, bei denen die Wicklungen mehrere Spulenseiten je Nut haben. Die gleichen
Buchstaben und Bezugs4iffern bezeichnen die gleichen Bestandteile wie in der Abb.
i.
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Die Abb. 2 und 3 sind grundlegende Schaltungen von zweifachen Parallelwicklungen
mit zwei oder vier Spulenseiten je Nut, und Abb.4 gibt die Schaltung einer vierfachen
Parallelwicklung mit vier Spulenseiten je Nut.
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Es ist ersichtlich, daß in allen Fällen die strenge Symmetrie der
Leiter in verschiedenen Augenblicken der Kommutierung infolge der Zweiteilung des
Ankers gewahrt ist.