DE571366C - Gleichstromkommutatormaschine mit in beliebigem Abstand voneinander angeordneten primaeren und sekundaeren Buersten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit zwei primären und zwei sekundären, in beliebigem Abstand voneinander angeordneten Bürsten .arbeitende Gleichstromkommutatormaschine, deren Ankeramperewindungen das Grundfeld der Maschine erzeugen und die die von einem Netz aufgenommene Energie umformt und an Stromverbraucher abgibt. Bei Maschinen dieser Art, die im folgenden Metadynen genannt werden, ist es bekannt, die Bürsten im gleichen Abstande so anzuordnen, daß auf eine primäre Bürste eine sekundäre Bürste folgt und daß der Stromverbraucher zwischen beide sekundäre Bürsten geschaltet ist. Diese Einrichtung hat zur Folge, daß der Umformer die ganze Energie umformen und deshalb sehr groß bemessen werden muß. Außerdem hat die bekannte Maschine mit nur einer Ankerwicklung den Nachteil, daß die Verluste im Anker sehr groß sind, wenn der Höchstwert der sekundären Spannung nur ein Bruchteil der primären Spannung sein soll. Durch die Erfindung wird erzielt, daß diese Nachteile beseitigt werden und insbesondere die umzuformende Energie gegenüber der dem speisenden Netz entnommenen Energie verhältnismäßig klein wird.

Die Erfindung besteht darin, daß von zwei Stromverbrauchern oder Stromverbrauchergruppen der erste Stromverbraucher oder die erste Stromverbrauchergruppe mit einer Klemme an den mit der einen primären Bürste der Metadyne verbundenen Netzdraht und mit der anderen Klemme an eine der beiden sekundären Bürsten der Metadyne angeschlossen ist, von denen die zweite mit der Klemme eines zweiten Strom-Verbrauchers oder einer zweiten Stromverbrauchergruppe verbunden ist, deren andere Klemme an das primäre Netz angeschlossen ist. Die Anordnung kann auf mehrere Arten getroffen werden, von denen jede ihre besonderen Vorteile hat. Die Aufeinanderfolge der Bürsten ist von größter Wichtigkeit, während der genaue Winkelabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bürsten abhängig ist von der Natur der Stromverbraucher.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der -Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.

Abb. i, 2, 3 und 4 zeigen verschiedene Grundschaltungen der den Gegenstand der Erfindung bildenden Maschine mit einem nur aus zwei Drähten bestehenden Speisestromnetz, in welchen die Stromverbraucher durch ein mit Diagonalen versehenes Rechteck und Bezugszeichen Q und Q' bezeichnet sind.

Abb. 5, 6 und 7 zeigen abgeleitete Schaltungen.

Abb. 8, 9, 10, 11 und 12 zeigen schematische

Ansichten anderer Ausführungsbeispiele der Kollektorbürstenschaltung.

Um die verschiedenen Schaltungen unabhängig von dem genauen Winkelabstand der aufeinanderfolgenden Bürsten zu bestimmen, werden die Bürsten, die zu einem Zyklus gehören, am einfachsten durch kleine schwarze Rechtecke unter Hinzufügung von kleinen Buch-. stäben bezeichnet. Unter Zyklus ist bei elekirischen Maschinen eine Einteilung zu verstehen, bei der sich einander zugeordnete Hauptpole und ebenso Haupt- und Hilfsbürsten nicht wiederholen. Gleichstrommaschinen mit nur einem Polpaar und zwei Hauptbürsten haben demnach nur einen Zyklus.

Die in Abb. 1 gezeigte Grundschaltung stellt eine Schaltung in Kreuzform dar. Diese Schaltung umfaßt vier Bürsten a, b, c und d für jeden Zyklus. Zwei Bürsten α und c sind die primären Bürsten, die an das Netz angeschlossen sind, und die Bürsten b und d sind die sekundären Bürsten, die an die Klemmen des Stromverbrauchers Q gelegt sind. Die primären Bürsten wechseln mit den sekundären Bürsten ab. Diese Schaltung ist in Verbindung mit im gleichen Abstande angeordneten Bürsten bekannt. Abweichend von dieser Einrichtung kann von der Grundschaltung einer Metadyne nach Abb. 1 auch eine asymmetrische Kreuzschaltung abgeleitet werden. Bei dieser Kreuzschaltung wird der Abstand der sekundären Bürsten voneinander verkleinert, wenn der Höchstwert der sekundären Spannung kleiner bleiben soll als der gleichbleibende Wert der primären Spannung, wodurch die Ankerverluste gegenüber der bekannten symmetrischen Kreuzschaltung geringer werden.

Die Abb. 2 stellt eine Grundschaltung in X-Form dar, die vier Bürsten a, b, c und d für jeden Zyklus umfaßt. Zwei Bürsten, α und b, sind die primären Bürsten, die an das Netz angeschlossen sind, und die beiden anderen Bürsten, c und d, sind die sekundären Bürsten, die an die einen Klemmen zweier besonderer Stromverbraucher Q und Q' gelegt sind, deren andere Klemmen mit dem Netz so verbunden sind, daß die eine'Klemme mit der einen Netzleitung und die andere mit der anderen Netzleitung in Verbindung steht. In diesem Fall sind die primären Bürsten einerseits und die sekundären Bürsten andererseits nebeneinander angeordnet.

Die Abb. 3 zeigt eine Grundschaltung in Form einer 8, die auch vier Bürsten, zwei primäre und zwei sekundäre, und zwar in abwechselnder Reihenfolge aufweist. Die sekundären Bürsten sind einzeln an eine der Klemmen der besonderen Stromverbraucher Q und Q' angeschlossen, deren andere Klemme je mit einer der beiden Leitungen des Netzes verbunden ist.
Die Abb. 4 zeigt eine Grundschaltung in Dreizackform mit vier Bürsten für jeden Zyklus, bei der wie bei der Schaltung nach Abb. 3 auf je eine primäre Bürste eine sekundäre Bürste folgt. Die sekundären Bürsten sind einzeln an eine Klemme zweier Stromverbraucher Q und Q' angeschlossen, deren andere Klemme mit derselben Leitung des Speisestromnetzes verbunden ist.

Jede Grundschaltung ergibt eine abgeleitete Schaltung, je nachdem man den Stellungswinkel der Bürsten wählt.

Aus der Grundschaltung in X-Form nach Abb. 2 gewinnt man somit eine abgeleitete Schaltung nach Abb. 5 und aus der Grundschaltung· in 8-Form nach Abb. 3 zwei abgeleitete Schaltungen, die in Abb. 6 und 7 dargestellt sind. In allen abgeleiteten Schaltungen ist der Kommutator durch einen Kreis bezeichnet, den die Bürsten berühren. In Abb. 6 haben alle Bürsten gleichen Abstand voneinander im Gegensatz^zur Abb. 7.

Die Grundschaltungen in Form eines X (Abb. 2) oder einer 8 (Abb. 3) bewirken aber bei jeder Bürstenstellung, daß nur ein Teil der von den Stromverbrauchern aufgenommenen Energie umgeformt wird, wobei der andere Teil der Energie über eine ihrer Klemmen dem Netz , unmittelbar entnommen wird.

Die Dreizackschaltung (Abb. 4) _ paßt sich vorteilhaft dem praktischen Fall an, wo die Netzspannung hoch ist, während die Spannung der Stromverbraucher gering ist. Hierbei verbindet man den Netzdraht, an den die beiden Stromverbraucher Q und Q' angeschlossen sind, mit Erde, wodurch für die Stromverbraucher eine schwache Isolierung genügt.

Bisher war die Umformung einer Energie unter konstanter Spannung in eine Energie von konstanter Stromstärke vorausgesetzt. Aber es kommt vor, daß es nötig ist, Stromverbraucher ico mit einem Strom zu speisen, der sich verringert, wenn die Spannung größer wird.

Um dieses Ergebnis zu erhalten, wird der Ständer der Maschinen, der ein glatter Ring ohne Wicklung sein kann, mit Wicklungen versehen, die entweder mit den Bürsten hintereinander oder mit einem Paar irgendwelcher Bürsten parallel, im besonderen Fall im Nebenschluß an das Speisestromnetz geschaltet werden, wie Abb. 8 zeigt. Bei dieser 8-Schaltüng wird vorausgesetzt, daß die beiden Stromverbraucher sich ähnlich bzw. gleich verhalten, wobei die Ströme unter den Bürsten α und c bzw. unter den Bürsten b und d untereinander gleich sind. Hierbei werden nur zwei Hauptschlußwicklungen und vier Nebenschlußwicklungen für jedes Polsegment benötigt. In Abb. 8 sind die Hauptschlußwicklungen mit starken Linien und die Nebenschlußwicklungen mit dünnen Linien gezeichnet.

Der Anker kann eine oder mehrere Wicklungen besitzen, von denen dann jede an einem

besonderen Stromwender angeschlossen ist, wie Abb. 12 zeigt.

Endlich ist es leicht, von einer Schaltungsart der Metadyne auf eine andere mit Hilfe passender Schalter überzugehen. Wenn man beispielsweise von der 8-Schaltung ausgeht und Schalter F und F' anordnet, wie die Abb. g zeigt, so erhält man bei geöffneten Schaltern die Schaltung nach Abb. 6. Schließt man den Schalter F,

ίο so erhält man die Schaltung nach Abb. io, nach welcher die Metadyne mit der Kreuzschaltung im Kurzschluß, d. h. mit untereinander direkt verbundenen Sekundärbürsten arbeitet, also leer läuft, während die beiden Motoren Q und Q' in Hintereinanderschaltung an der vollen Netzspannung liegen. Läßt man dagegen den Schalter .F offen und schließt die Schalter F' und F", so erhält man nach Abb. 11 eine 8-Schaltung, bei der die Metadyne ebenfalls leer läuft und die Stromverbraucher Q und Q' für sich unmittelbar an das Netz angeschlossen sind.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Gleichstromkommutatormaschine mit in beliebigem Abstand voneinander angeordneten primären und sekundären Bürsten und mit einem von den Ankeramperewindungen erzeugten Grundfeld (Metadyne) zur Umformung und Weiterleitung der einem Netz über die primären Bürsten entnommenen Energie an Stromverbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromverbraucher mit einer Klemme an den mit der einen primären Bürste verbundenen Netzdraht und mit der anderen Klemme an eine von zwei sekundären Bürsten angeschlossen ist, von denen die zweite mit der Klemme eines zweiten Stromverbrauchers verbunden ist, dessen andere Klemme an das primäre Netz angeschlossen ist.
2. 2. Gleichstromkommutatormaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stromverbraucher einerseits über die Metadyne und andererseits über verschiedene Netzdrähte mit dem Primärnetz verbunden sind (Abb. 3).
3. 3. Gleichstromkommutatormaschine nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stromverbraucher einerseits über die Metadyne und andererseits über den gleichen Netzdraht mit dem primären Netz verbunden sind (Abb. 4).
4. 4. Gleichstromkommutatormaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker der Maschine mit zwei Wicklungen und zwei Kommutatoren versehen ist, von denen der eine von den primären und der andere von den sekundären Bürsten berührt wird.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen