DE47749C

DE47749C - Innovation in multipolar dynamo-electric machines

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Publication number: DE47749C
Application number: DENDAT47749D
Authority: DE
Original assignee: G. MlOT in Paris, Boulevard Haussmann 72
Anticipated expiration: 1908-03-07

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Alle bisherigen multipolaren Maschinen, ohne Ausnahme, welche Form oder Dimensionen die inducirenden Magnete auch haben mögen, stimmen in der Anordnung ihrer magnetischen Felder insofern völlig überein, als . die Pole gleichmäfsig auf den Umfang des Ankers vertheilt sind, was sich folgendermafsen ausdrücken läfst: »Wenn die Zahl der Pole gleich 2 η ist, so sind dieselben in Beziehung auf 2 η Strahlen, welche den Umfang des Ankers in 2 η gleiche Theile theilen, paarweise symmetrisch gelegen«. In Fig. ι der beiliegenden Zeichnung ist das Schema aller dieser Maschinen dargestellt, und es geht aus obigem hervor, dafs die zwischen -den Polschuhen liegenden Abschnitte des Ankers unter einander genau gleich sind. Es sind also die Winkel a 0 b, c 0 d, e of u. s. w., welche von den die Pole begrenzenden Radial-. strahlen gebildet sind, unter einander gleich.All previous multipolar machines, without exception, whatever shape or dimensions the inductive magnets may have, agree completely in the arrangement of their magnetic fields insofar as. the poles are evenly distributed over the circumference of the anchor, which can be expressed as follows: If the number of poles is equal to 2 η , they are in relation to 2 η rays which divide the circumference of the anchor into 2 η equal parts, symmetrically located in pairs «. In Fig. 1 of the accompanying drawing the scheme of all these machines is shown, and it can be seen from the above that the sections of the armature lying between the pole pieces are exactly the same. So there are the angles a 0 b, c 0 d, e of, etc., which of the radial boundaries of the poles. rays are formed, equal to each other.

Im Gegensatz zu allen diesen bisherigen Maschinen steht nun die den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende multipolärei . Maschine, bei der die Pole den Umfang des Ankers nicht mehr in gleiche, sondern in ganz bestimmter Weise in ungleiche Theile theilen, derart, dafs die zwei benachbarten Polschuhe von ungleicher Polarität sehr dicht neben einander angeordnet werden, ohne dafs die magnetischen Felder sich gegenseitig beeinflussen.In contrast to all of these previous machines, the subject of the present invention now stands Invention forming multipolarity. Machine in which the poles correspond to the circumference of the Divide anchor no longer in equal, but in a very specific way into unequal parts, in such a way that the two adjacent pole pieces of unequal polarity are very close to one another arranged without the magnetic fields influencing one another.

In Fig. 2 ist der neue Maschinentypus schematisch dargestellt, wobei die kleineren Winkel aob, a' ob' und a" ob" zwischen den benachbarten Polen zweier verschiedener Magnete und die gröfseren Winkel c 0 d, c' 0 d' und c" 0 d" zwischen den Polen eines und desselben Magneten liegen.In Fig. 2 the new machine type is shown schematically, the smaller angles aob, a 'ob' and a "ob" between the adjacent poles of two different magnets and the larger angles c 0 d, c '0 d' and c "0 d " lie between the poles of one and the same magnet.

Die Anordnung der Pole läfst sich hierbei so ausdrücken, dafs die 2 η Pole in «Gruppen eingetheilt sind, die nur zu η Strahlen, welche den Umfang des Kreises in η gleiche Theile theilen, symmetrisch liegen.Are the arrangement of the poles läfst is here expressed as follows, that the poles 2 η in "groups divided, which are symmetrical only about η rays which divide the circumference of the circle in η equal parts.

Jede Gruppe bildet' dabei zwei unter einander verschiedene Centriwinkel, derart, dafs der durch die ungleichnamigen Pole zweier benachbarter. Magnete bestimmte Winkel, z. B. aob, höchstens gleich der Hälfte des von den Polen eines und desselben Magneten bestimmten Winkels, z. B. co d, ist, Fig. 2.Each group forms two different centri-angles from one another, in such a way that the one created by the unlike poles of two neighboring ones. Magnets specific angles, e.g. B. aob, at most equal to half the angle determined by the poles of one and the same magnet, e.g. B. co d , Fig. 2.

Damit die Funkenbildung vermieden werde und der Richtungswechsel der inducirten Ströme stets sicher aufserhalb der Wirkung der magnetischen Felder erfolgen mufs, ist der durch die ungleichnamigen Pole zweier benachbarter Magnete gebildete Winkel, z. B. aob, aufserdem der Bedingung unterworfen, dafs derselbeSo that sparks are avoided and the change in direction of the induced currents must always take place safely outside the action of the magnetic fields, the angle formed by the unlike poles of two adjacent magnets, e.g. B. aob, also subject to the condition that it is the same

² ^π , 4 ^π ,· ι· ² ^π , 4 ^π , ι

d hegt, wenn ρ die An-d if ρ is the

zwischen undbetween and

P PP P

zähl der einzelnen Ankerspulen bedeutet. means counting the individual armature coils.

Eine nach diesen Gesichtspunkten construirte Maschine mit sechs Polen ist in Fig. 3 der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt. Jedes magnetische Feld ist durch einen Elektromagneten dadurch hergestellt, dafs dessen beide Enden in zwei Polschuhe ausgehen und ,dafs derselbe' durch Vermittelung' des Ankereisens einen völlig geschlossenen Magneten bildet; im übrigen ist die Form der Magnete unwesentlich, indem die Magnete sowohl flach als beliebig gekrümmt sein können.A machine with six poles constructed according to these aspects is shown in FIG shown schematically in the accompanying drawing. Every magnetic field is through an electromagnet produced by the fact that both ends of which extend into two pole shoes, and that the same 'through mediation' of the anchor iron forms a completely closed magnet; otherwise the shape of the magnets is immaterial, in that the magnets can be both flat and arbitrarily curved.

Dafs die so erzeugten magnetischen Felder thatsächlich völlig unabhängig von einanderThat the magnetic fields thus generated are actually completely independent of one another

sind, ist durch den Versuch bestätigt; macht man durch das Ankereisen zwischen den ungleichnamigen Polen zweier benachbarter Magnete einen Schnitt, so ergeben geeignete Messungen, die thatsächlich mit dem dem Erfinder patentirten Mefsinstrument für die Intensität yon Kraftlinien ausgeführt sind, in allen Theilen des Ankereisens zwischen den genannten beiden Polen keine Aeufserung magnetischer Kräfte, während dieselbe ein Maximum ist für alle zwischen den Polen eines und desselben Magneten liegenden Theile des Ankerkernes. Man kann also bei der neuen magnetischen Anordnung zwei Polschuhe von verschiedener Polarität, welche zwei benachbarten Elektromagneten an-are confirmed by the experiment; is done by anchoring between the unlike ones Poles of two neighboring magnets create a section, so suitable measurements result, the actual with the measuring instrument patented by the inventor for the intensity of lines of force, in all parts of the anchoring iron between the two named Poles do not exhibit any magnetic forces, while they are a maximum for all between parts of the armature core lying at the poles of one and the same magnet. One can So with the new magnetic arrangement two pole pieces of different polarity, which two neighboring electromagnets

■ gehören, sehr nahe an einander bringen, ohne dafs dadurch die magnetischen Felder ihre gegenseitige Unabhängigkeit verlieren. Man hat hierbei den Vortheil, die Länge der einzelnen Magnete bei einem gegebenen Ankerdurchmesser zu einem Maximum machen zu können und den Polschuhen die geeignete Form zu geben, um eine vollständige Ausnutzung der magnetischen Kräfte zu erzielen und so den Aufwand an Magnetisirungsarbeit wesentlich zu verringern, ohne dabei die Leistung der Maschine zu erniedrigen.■ belong, bring them very close to one another, without thereby affecting the magnetic fields lose mutual independence. One has the advantage here, the length of the individual To be able to make magnets to a maximum for a given armature diameter and the pole pieces to be suitable To give shape in order to achieve full utilization of the magnetic forces and thus to considerably reduce the amount of work required for magnetization, without the Lower the performance of the machine.

Die einzelnen Abtheilungen des Ankers sind zu je dreien parallel geschaltet, wenn die Maschine drei Elektromagnete bezw. auch drei magnetische Felder besitzt; bei vier magnetischen Feldern sind vier Spulen und allgemein η Abtheilungen bei η magnetischen Feldern zusammengeschaltet. The individual divisions of the armature are each connected in parallel with three if the machine has three electromagnets respectively. also has three magnetic fields; in the case of four magnetic fields, four coils and, in general, η departments are interconnected in the case of η magnetic fields.

In Fig. 3 ist die Schaltung der Ankerspulen und deren Verbindung mit dem Collector bei einer sechspoligen Maschine veranschaulicht.In Fig. 3 the circuit of the armature coils and their connection to the collector is at a six-pole machine illustrated.

Die drei Elektromagnete kufen in die sechs Polschuhe + a\ + a% + a³und — ß¹, —ß², —ß³ aus; die punktirten Pfeile geben die Richtung der in den wirksamen Theilen des_x Ankers inducirten Ströme an, z. B. von C³ nach A^s und -B², von C¹ nach B^z und A¹ und von C² nach A* und B\ Die Punkte C³, C¹, C² The three electromagnets run into the six pole pieces + a \ + a% + a ³ and - ß ¹ , ^{- ß 2} , ^{- ß 3} ; the dotted arrows indicate the direction of induced in the active parts of the armature currents _x, z. B. from C ³ to A ^s and -B ² , from C ¹ to B ^z and A ¹ and from C ² to A * and B \ The points C ³ , C ¹ , C ²

■ — A³ A¹ A² — B³ B¹ S² sind in Parallelschaltung mit einander verbunden.■ - A ³ A ¹ A ² - B ³ B ¹ S ² are connected to one another in parallel.

Die Potentialdifferenz nimmt von C³ an, wo sie ein Maximum ist, bis zu den Punkten A³ und B², wo die Potentialdifferenz Null ist, ab.The potential difference decreases from C ³ , where it is a maximum, to points A ³ and B ² , where the potential difference is zero.

Dasselbe ist bezüglich der Punkte C¹ bezw. C² und A¹, -B³ bezw. B\ A* der Fall.The same is with respect to the points C ¹ respectively. C ² and A ¹ , -B ³ respectively. B \ A * the case.

Die Ankerwindungen, welche sich zwischen A¹ und B\ Ä> und ß² und A^s und B³ befinden, also dementsprechend in Fig. 2 die Ankerwindungen, welche sich in den Regionen cd, c' d' und c" d'¹ befinden, sind keiner Induction unterworfen; wenn nun der Strom gezwungen wäre, alle diese Windungen zu durchlaufen, so würde infolge des Widerstandes derselben ein Energieverlust entstehen. Um nun den Ankerwiderstand auf den Widerstand der wirksamen Windungen zu beschränken, wendet der Erfinder drei Bürsten an.The anchor windings, which are located between A ¹ and B \ Ä> and β ² and A ^s and B ³ , thus correspondingly in FIG. 2 the anchor windings, which are in the regions cd, c 'd' and c "d ' ¹ are not subject to induction; if the current were forced to pass through all these windings, there would be a loss of energy as a result of their resistance.

Eine' Bürste D \ wird an dasjenige Commutatorsegment angelegt, welches dem Punkt B³ entspricht, und eine zweite Bürste D'₃ an das Commutatorsegment, welches dem Punkt A³ entspricht. Diese beiden Bürsten werden mit einander verbunden und bilden den einen Pol der Maschine; eine dritte Bürste 2)'₂ wird an dasjenige Commutatorsegment angelegt, welches dem Punkte C³ entspricht, wo das gröfste Potential herrscht, und diese Bürste bildet den anderen Pol der Maschine.A 'brush D ' is applied to that commutator segment which corresponds to point B ³ , and a second brush D ' ₃ to the commutator segment which corresponds to point A ³ . These two brushes are connected to each other and form one pole of the machine; a third brush 2) ' ₂ is applied to that commutator ^{segment which corresponds to point C 3} , where the greatest potential exists, and this brush forms the other pole of the machine.

Fügt man zu diesen drei Bürsten noch eine vierte D'₄ hinzu, so erreicht man mit der neuen Maschine den schätzbaren Vortheil, dafs man die Constanten der Maschine, ohne irgend welche Verbindungen zu lösen, dadurch ändert, dafs man die Bürsten auf Spannung schaltet. _{If a fourth D'4 is} added to these three brushes, one obtains the appreciable advantage with the new machine that one changes the constants of the machine without loosening any connections by switching the brushes to voltage.

Zu diesem Zweck werden die Bürsten mit einem geeigneten Umschalter beliebiger Construction verbunden, durch welchen man einmal die Bürste ZV₂ mit der positiven Polklemme und die beiden Bürsten D '₃ und Ώ'_Λ sowohl unter einander als mit der negativen Polklemme verbinden kann, ,während das andere Mal die Bürste D '₃ mit der vierten Bürste D'₄, sowie gleichzeitig die Bürste D\ mit der positiven und D\ mit der negativen Polklemme verbunden wird, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist. .For this purpose, the brushes are connected to a suitable switch of any construction, through which one can connect the brush ZV ₂ to the positive pole terminal and the two brushes D ' ₃ and Ώ' _Λ both to each other and to the negative pole terminal, while the other time the brush D ' _{3 is} connected to the fourth brush D' ₄ , and at the same time the brush D \ is connected to the positive and D \ to the negative pole terminal, as indicated in FIG. 4. .

Zu diesem Zweck kann z. B. die in Fig. 5 dargestellte sehr einfache Anordnung getroffen werden, dafs ein mit D '_g verbundener Contacthebel u sowohl mit dem an D'₈ angeschlossenen Contactstück ν als mit dem an ΰ'₄ angeschlossenen Contactstück w in Contact gebracht zu werden vermag.
. Bezeichnet man in einem Falle die Stromstärke mit / und die elektromotorische Kraft mit E, so ergiebt sich im anderen Falle etwa eine Stromstärke Y₂ J und eine elektromotorische Kraft 2 jE"; man ist also im Stande,, mittelst eines einfachen Handgriffes bei constanter Geschwindigkeit die Stromstärke und elektromotorische Kraft in der beschriebenen Weise zu ändern.For this purpose, z. B. the very simple arrangement shown in Fig. 5 can be made that a contact lever u connected to D ' _g can be brought into contact both with the contact piece ν connected _{to D' 8} and with the contact piece w connected _{to ΰ '4.}
. If one denotes the current strength with / and the electromotive force with E, in the other case the result is approximately a current strength Y ₂ J and an electromotive force 2 jE "; one is thus able, by means of a simple movement at constant speed change the amperage and electromotive force in the manner described.

Claims

Patent Claims:. -

i. With multipolar mynamo-electric machines the arrangement of three brushes, characterized in that the brush forming one pole of the machine is between the neighboring poles of two different magnetic fields and the two with interconnected and the other pole forming brushes to the ends of the armature coils lying between the two poles of one and the same magnetic field

are applied for the purpose of switching off the armature coils that are not subject to induction.
In the case of claim i. machines marked the unequal distribution of the poles on the armature circumference as follows:
a) that the centri-angle (α ο b) determined by the opposite poles of two adjacent magnetic fields is at most equal to half the centri-angle (c od) determined by the two poles of one and the same magnet;

b) that the result of the dissimilar poles of two neighboring magnetic poles Fields determined inner centri-angles

(α ο b) within

2 7Γ2 7Γ

and

4 »τ4 »τ

lies,

P PP P

when ρ means the number of coils.

In the case of claim i. marked Machine the arrangement of a fourth brush, for the purpose of having one located between the brushes and binding posts Changeover switch to switch the brushes in pairs one behind the other.

For this purpose ι sheet of drawings.