DE502809C - Verfahren zum Ausgleichen geometrischer und magnetischer Unsymmetrien des Ankereisens elektrischer Maschinen zwecks Unterdrueckung der Grundwelle - Google Patents

Description

• Verfahren zum Ausgleichen geometrischer und magnetischer Unsymmetrien des Ankereisens elektrischer Maschinen zwecks Unterdrückung der Grundwelle Bekanntlich ist der im Anker induzierten Gleichspannung von Gleichstrommaschinen üblicher Bauart bei konstanter Felderregung und Ankerwinkelgeschwindigkeit eine mehr oder weniger regelmäßige Wechselspannung von kleiner Amplitude überlagert. Diese Wechselspannung setzt sich im wesentlichen aus zwei Wechselwellen verschiedener Frequenz zusammen, einer periodisch verlaufenden Wechselwelle höherer Frequenz, die durch die Nutung des Ankers verursacht wird und mit Nutenfrequenz pulsiert, im folgenden Nutenoberwelle genannt, und einer Wechselwelle niederer Frequenz, die sich periodisch nach jeder Ankerumdrehung wiederholt und Grundwelle genannt werden soll. Als Grundwelle ist hiernach also diejenige Wechselwelle anzusehen, die übrigbleibt, wenn die Nutenoberwellen auf irgendeine Weise zum Verschwinden gebracht werden, was z: B. durch Ersatz des genuteten Ankers durch einen in seiner magnetischen Wirkung sonst genau gleichwertigen üngenuteten Anker mit unendlich fein verteilter Wicklung und ebensolchem Kollektor möglich wäre.
• Da die überlagerten Wechselspannungen die Verwendung von Maschinenstrom für manche Zwecke unmöglich machen, sind Maßnahmen zu deren Unterdrückung bereits mehrfach vorgeschlagen worden, wie z. B. die Verwendung einer Siebkette im Nutzkreis oder einer parallel geschalteten Batterie mit Zusatztransformator nach ETZ I924, S.7o8, oder der Einbau eines besonderen Hilfspoles in die Maschine nach Archiv für El. I926 Bd. XVII, S. 262. Alle angeführten Anordnungen streben eine Aufhebung der gesamten überlagerten Wechselwellen an, sie erfüllen ihren Zweck aber nur unter bestimmten Voraussetzungen.
• Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren vor, das die vollkommene Unterdrückung der Grundwelle ermöglicht.
• Zum leichteren Verständnis der Wirkungsweise des Verfahrens soll zunächst auf die Entstehungsursache der Grundwelle kurz eingegangen werden.
• Als rotorisch und transformatorisch in der Ankerwicklung induzierte Wechselspannung muß die Grundwelle bei konstanter Ankerwinkelgeschwindigkeit durch entsprechende periodische Flußschwankungen im Magnetfeld verursacht werden, die ihrerseits wieder bei remanenzfreiem Anker die Folge von entsprechenden periodischen Änderungen der magnetischen Leitfähigkeit von Luftspalt + Ankereisen bei Drehung des Ankers sind. Eine Änderung der magnetischen Leitfähigkeit von Luftspalt + Ankereisen während einer Umdrehung des Ankers ist aber nur möglich, wenn entweder geometrische oder magnetische Unsymmetrien des Ankereisens zur Drehachse vorhanden sind oder wenn beide Annahmen gleichzeitig zutreffen. Bei geometrischen Unsymmetrien des Ankereisens zur Drehachse ändern sich während einer Umdrehung sowohl Luftspalt wie auch Ankereisenquerschnitt, während bei magnetischen Unsymmetrien des Ankereisens, die durch Unterschiede der magnetischen Leitfähigkeit des verwendeten Ankerblechmaterials in Walzrichtung und senkrecht dazu bedingt sind, nur der magnetische Widerstand des Ankereisens veränderlich ist. (Vgl. ETZ I9o8, S.9o3.) Nach vorliegender Erfindung werden diese geometrischen und magnetischen Unsymmetrien im Ankereisen durch ein besonderes Verfahren beim Ausstanzen und beim Zusammenbau der Ankerbleche vollkommen ausgeglichen, so daß die der Gleichspannung überlagerte Grundwelle unterdrückt ist.
• Das Verfahren besteht darin, daß die Ankerbleche mit demselben Stanzschnitt, d. h. mit ein und demselben Werkzeug, aus einer Blechtafel oder aus möglichst, wenigen gleich dicken Blechtafeln derselben Charge so ausgestanzt werden, daß sie untereinander gleiche Walzrichtung aufweisen. Der Zusammenbau der Bleche erfolgt dann in einer solchen Reihenfolge, daß sie fortlaufend um gleiche Winkel gegeneinander so versetzt auf der Ankerwelle befestigt werden, daß ein oder mehrere ganze Umgänge um den Anker durchlaufen werden und gleich viel Blech, für jeden Versetzungswinkel im Anker vorhanden sind. Dabei kann die Reihenfolge beim Zusammenbau der Bleche naturgemäß auch beliebig geändert werden.
• An Stelle jedes einzelnen Bleches des nach diesem Verfahren zusammengesetzten Ankers können auch je zwei Bleche, mit demselben Winkel gegen die Nullage versetzt wie das ursprüngliche Blech, derart aufeinanderliegend verwendet werden, daß jeweils das zweite Blech so umgewendet wird, daß die Walzrichtungen beider Bleche übereinstimmen.
• Das beschriebene Verfahren bietet gegenüber den bekannten Einrichtungen neben dem Vorzug, keines besonderen Materialaufwandes zu bedürfen, den Vorteil, nicht nur bei jeder beliebigen gleichbleibenden, sondern auch bei beliebig veränderlicher Ankerdrehzahl selbsttätig und ohne irgendwelche Nachregelung in vollem Maße wirksam zu sein.
• Die Erfindung ist naturgemäß nicht auf genutete und ungenutete Gleichstromanker allein beschränkt, sie läßt sich ohne weiteres auch auf Wechselstromanker anwenden, ebenso auch sinngemäß auf andere aus Blechen zusammengesetzte und entsprechend symmetrische Magnetkörper, wie z. B. Feldmagnete mit ausgeprägten Polen oder mit verteilter Wicklung, gleichgültig ob die Anker oder Magnetkörper feststehend oder drehbar angeordnet sind.
• Es liegt auch nichts im Wege, das beschriebene Verfahren auf die einzelnen Blechpakete, aus denen ein Magnetkörper besteht, oder auf Magnetkörper, die nicht aus Komplettschnitten, sondern aus Teilschnitten zusammengesetzt sind, sinngemäß zu übertragen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Ausgleichen geometrischer und magnetischer Unsymmetrien des Ankereisens elektrischer Maschinen zwecks Unterdrückung der Grundwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerbleche mit demselben Exemplar des Stanzschnittes aus einer Blechtafel oder aus möglichst wenigen gleich dicken Blechtafeln derselben Charge so ausgestanzt werden, daß sie untereinander gleiche Walzrichtung aufweisen und daß ihr Zusammenbau auf der Welle in einer solchen Reihenfolge erfolgt, daß sie fortlaufend um gleiche Winkel gegeneinander so versetzt sind, daß ein oder mehrere ganze Umgänge um den Anker durchlaufen werden und gleich viel Bleche für jeden Versetzungswinkel vorhanden sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle jedes einzelnen Bleches je zwei Bleche, von denen jeweils das zweite Blech umgewendet, aber in gleicher Walzrichtung auf dem ersten liegt, als Einheit gegenüber den anderen Blechen versetzt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der versetzt angeordneten Bleche auf der Welle beliebig geändert werden kann.
4. 4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei aus mehreren Blechpaketen bestehenden Ankern für jedes Blechpaket auch ein anderes Exemplar des Stanzschnittes verwendet werden kann und daß die Bleche innerhalb eines jeden Blechpaketes entsprechend versetzt angeordnet sind. g. Verfahren nach Anspruch z bis q., dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren auch auf andere aus Blechen zusammengesetzte, entsprechend symmetrische Magnetkörper angewendet wird, z. B. Feldmagnete.