DE555835C

DE555835C - Generator with several stators lying next to one another and toothed, winding-less rotors for generating several alternating currents of different frequencies, especially for measuring purposes

Info

Publication number: DE555835C
Application number: DEL77360D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eduard Woerlen
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; C Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG; C Lorenz AG
Priority date: 1931-01-25
Filing date: 1931-01-25
Publication date: 1932-07-30

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 30. JULI 1932ISSUED ON JULY 30, 1932

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 555835 KLASSE 21 d2 GRUPPE JVi 555835 CLASS 21 d2 GROUP

C. Lorenz Akt.-Ges. in Berlin-Tempelhof*)C. Lorenz Akt.-Ges. in Berlin-Tempelhof *)

Frequenz, insbesondere für MeßzweckeFrequency, especially for measuring purposes

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Januar 1931 abPatented in the German Empire on January 25, 1931

Wechselstrommaschinen nach dem Gleichpolinduktorprinzip zur Erzeugung mehrerer Wechselströme verschiedener Frequenz, bei denen auf einer Achse mehrere gezahnte Rotoren nebeneinanderliegen und bei denen dementsprechend die in Nuten der Polschuhe Wechselstromwicklungen tragenden Statoren ebenfalls nebeneinander angeordnet sind, sind bereits bekannt. Da für die zwischen den einzelnen Statoren vorstehenden Wicklungsköpfe der Wechselstromwicklungen ein gewisser freier Raum vorhanden sein muß, können die einzelnen Statoren und Rotoren nicht eng nebeneinandergesetzt werden. Dadurch wird eine derartige Mehrfrequenzmaschine mit nur wenigen nebeneinanderliegenden Rotoren und Statoren verhältnismäßig sehr breit, und es ist aus diesem Grunde die Anzahl der in einer Maschine nebeneinanderliegenden Wechselstromerzeuger begrenzt. Sollten beispielsweise für Meßzwecke mehr als 10 Wechselströme verschiedener Frequenz durch Maschinen erzeugt werden, so ist es nicht mehr möglich, sämtliche Wechselstromerzeuger zu einer Maschine zu vereinigen, insbesondere dann, wenn in dem gleichen Gehäuse auch noch der Antriebsmotor untergebracht werden soll. Es müssen dann mehrere derartige Mehrfrequenzmaschinenaggregate verwendet werden.AC machines based on the homopolar inductor principle to generate several Alternating currents of different frequencies with several toothed rotors on one axis lie next to one another and in which the stators carrying alternating current windings in the grooves of the pole shoes are accordingly are also arranged side by side, are already known. As for the between each Stators protruding winding heads of the alternating current windings a certain free space must be available, the individual stators and rotors are not placed close together. This will such a multi-frequency machine with only a few adjacent rotors and Stators are relatively very wide, and for this reason the number of stators in one Machine adjacent alternating current generator limited. Should for example for measuring purposes more than 10 alternating currents of different frequencies through machines are generated, it is no longer possible to combine all alternators into one machine, in particular when the drive motor is also housed in the same housing target. Several such multi-frequency machine units must then be used.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die Zahl der zu einer Maschine zu vereinigenden Wechselstromerzeuger bedeutend zu vergrößern, indem durch die Anordnung der einzelnen nebeneinander angeordneten Statoren der Abstand voneinander um ein beträchtliches verringert werden kann. Dies ist dadurch möglich, daß die Wechselstromwicklungen in den Nuten der Pol schuhe ausgeprägter Statorpole untergebracht werden, von denen je zwei aufeinanderfolgende ' gegeneinander in der Drehrichtung so weit versetzt sind, daß die Wicklungsköpfe der Nütenwicklungen nebeneinander zu liegen kommen. Dadurch können die einzelnen Wechselstromerzeuger so nah nebeneinander angeordnet werden, wie es für die erforderliche magnetische Trennung der Rotoren überhaupt zulässig ist, denn für die Wicklungsköpfe der bei dieser Anordnung nebenein- anderliegenden Nutenwicklungen der Statorpole steht ein Raum zur Verfügung, welcher der Breite des dazwischenliegenden Stators entspricht.According to the present invention, it becomes possible to increase the number of to one machine unifying alternator significantly by increasing the size of the arrangement of the individual stators arranged next to one another, the distance from one another can be reduced by a considerable amount. This is possible because the alternating current windings are shoes in the slots of the pole more pronounced stator poles are accommodated, of which two consecutive 'are offset against each other in the direction of rotation so far that the winding heads of the The convolutions of the cones come to lie next to each other. This allows the individual alternators to be so close to each other be arranged as it is for the required magnetic separation of the rotors at all is permissible, because for the winding heads of the slot windings of the stator poles lying next to one another in this arrangement there is a space available which is the width of the stator in between is equivalent to.

Eine weitere Erklärung des Erfindungsgegenstandes erfolgt am einfächsten an HandThe simplest way of explaining the subject matter of the invention is by hand

*) Von dem Patetitsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patetite seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Eduard Woerlen in Berlin-Mariendorf.Dipl.-Ing. Eduard Woerlen in Berlin-Mariendorf.

des in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels. of the embodiment shown in the figures.

In Abb. ι ist ein axialer Schnitt einer derartigen Mehrfrequenzmaschine mit mehreren Statoren und Rotoren dargestellt. Auf der Welle A befinden sich nebeneinander die wicklungslosen Rotoren ι bis io mit den Zähnen Z₁ bis Z₁₀. Jedem Rotor ist ein zweipoliger Stator zugeordnet, welcher in Nuten der Polschuhe eine in Spulen zusammengefaßte Wechselstromwicklung trägt. Im dargestellten Schnitt sind die Pole der Statoren Ii bis 15 mit den Nutenwicklungen PF₁₁ bis W₁₅ ersichtlich. Durch die Erregerwicklungen E₁ und E₂ werden sämtliche in derselben Ebene liegenden Polen bis 15 gleicher Polarität gemeinsam erregt. Die Pole der Statoren 16 bis 20, welche den Rotoren 6 bis 10 zugeordnet sind, sind um 90 ° versetzt, so daß in dieser Abbildung nur ihre Joche zu sehen sind. Lediglich die gemeinsame Erregung einer Polgruppe durch die Spule E₃ ist sichtbar. In Fig. Ι an axial section of such a multi-frequency machine with several stators and rotors is shown. On the shaft A there are the non-winding rotors ι to io with the teeth Z ₁ to Z ₁₀ next to one another. A two-pole stator is assigned to each rotor, which carries an alternating current winding combined in coils in the slots of the pole shoes. In the section shown, the poles of the stators Ii to 15 with the slot windings PF ₁₁ to W ₁₅ can be seen. Through the excitation windings E ₁ and E ₂ , all poles lying in the same plane up to 15 of the same polarity are excited together. The poles of the stators 16 to 20, which are assigned to the rotors 6 to 10, are offset by 90 °, so that only their yokes can be seen in this figure. Only the common excitation of a pole group by the coil E ₃ is visible.

In Abb. 2 ist ein in Abb. 1 durch den Stator 12 und denRotor2 senkrecht zur Achse gelegter Schnitt dargestellt. Wie ersichtlich, sind die ausgeprägten Pole des Stators 17 um 90° gegenüber denen des Stators 12 versetzt. JF₁₂ sind die in den Nuten des Statorpoles 12 untergebrachten Wechselstrom wicklungen; die Nutenwicklungen W₁₇ liegen in den Polschuhen des Stators 17. Die Erregerwicklungen E₃ und E₄ sind für sämtliche in Abb. 1 dargestellten Statoren 16 bis 20 gemeinsam. Die Joche sämtlicher Statoren sind ringförmig und im zylindrischen Ständergehäuse S untergebracht.FIG. 2 shows a section through the stator 12 and the rotor 2 in FIG. 1 perpendicular to the axis. As can be seen, the salient poles of the stator 17 are offset by 90 ° with respect to those of the stator 12. JF ₁₂ are the alternating current windings accommodated in the grooves of the stator pole 12; the slot windings W ₁₇ are in the pole pieces of the stator 17. The excitation windings E ₃ and E ₄ are common to all stators 16 to 20 shown in FIG. The yokes of all stators are ring-shaped and housed in the cylindrical stator housing S.

Wie aus den Abbildungen ersichtlich ist, können die einzelnen Statoren mit nur ganz geringem Abstand nebeneinander angeordnet werden, denn es kommen nur die Wicklungsköpfe der Statoren 11 bis 15 in eine Ebene zu liegen und können, da die Wicklungsköpfe der Statoren 16 bis 20 in einer anderen axialen Ebene liegen, leicht untergebracht werden. Durch eine derartig gedrängte Anordnung ist es ohne weiteres möglich, eine große Anzahl verschiedener Wechselstromerzeuger mit entsprechend der gewünschten Frequenzen gewählter Zahn- und Nutteilung in einem Gehäuse auf einer Welle unterzubringen. Damit der in einem Wechselstromerzeuger pulsierende Kraftfluß auf die Nutenwicklungen des nächstliegenden Generators nicht störend einwirkt, ist es erforderlich, daß die einzelnen nebeneinanderliegenden Rotoren voneinander magnetisch getrennt werden. Dies kann beispielsweise durch Zwischenlage eines nichtmagnetischen Materials erfolgen. As can be seen from the figures, the individual stators can be arranged next to one another with only a very small distance, because only the winding heads of the stators 11 to 15 come to lie in one plane and can, since the winding heads of the stators 16 to 20 in another axial plane can be accommodated easily. With such a compact arrangement, it is easily possible to accommodate a large number of different alternating current generators with tooth and groove spacing selected in accordance with the desired frequencies in a housing on a shaft. So that the force flux pulsating in an alternating current generator does not have a disruptive effect on the slot windings of the closest generator, it is necessary that the individual rotors lying next to one another are magnetically separated from one another. This can be done, for example, by interposing a non-magnetic material.

Vorzugsweise werden dazu Scheiben aus Messing oder Kupfer verwendet, um zu erreichen, daß die Schwungmasse des Rotors möglichst groß wird, weil dadurch eine größere Frequenzkonstanz erreicht werden kann, wenn plötzliche Belastungsschwankungen des Antriebsmotors auftreten.Discs made of brass or copper are preferably used to achieve that the centrifugal mass of the rotor is as large as possible, because this allows a greater frequency constancy to be achieved, if there are sudden fluctuations in the load on the drive motor.

Claims

Patent claims:

1. Generator with several adjacent stators and rotors for Generation of several alternating currents of different frequencies, at which the alternating current windings are accommodated in grooves of the pole shoes of pronounced stator poles, characterized in that two in the axial direction successive stator poles against each other in the circumferential direction are offset so far that the end turns of the slot windings are side by side and that the rotors are magnetically separated from each other.

2. Generator according to claim 1, characterized in that all of the stator poles lie in two axial planes and that all poles of the same polarity lying in one plane have ^{a common excitation 1.}

3. Generator according to claim 1 and 2, characterized in that for enlargement the flywheel, the magnetic separation of the rotors by discs made of copper, brass or other non-magnetic material of high specific weight is effected.

For this purpose ι sheet of drawings