DE59373C - Wechselstrommaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft eine mit Phasenunterschied arbeitende Wechselstromkraftmaschine, bei welcher die Spulen des Ankers nicht, wie das erregende-Spulensystem, mit der Betriebsstromleitung in Verbindung gesetzt werden, sondern einen in sich geschlossenen Stromkreis bilden, in dem als wirksame Ströme die von dem anderen System inducirten Wechselströme kreisen.

Die Erfindung besteht danach in der Verbindung eines Satzes erregender Spulen, welche von einem Wechselstrom ohne merklichen Phasenunterschied durchflossen werden, mit einem Satze anderer Spulen, welche der Inductionswirkung jener ersten ausgesetzt sind und im Ganzen oder Einzelnen während der Thätigkeit der Maschine einen in sich geschlossenen Stromkreis bilden. Der Phasenunterschied wird durch verschiedenes Kernmetall für die beiden Spulensysteme hervorgerufen. Es ist aus praktischen Rücksichten zweckmäfsig, das geschlossene Spulensystem (Anker) b beweglich einzurichten und das andere System festzuhalten.

Das mit Wechselströmen gespeiste Spulensystem ist kranzförmig angeordnet und so gewickelt, dafs die Pole abwechselnd Nord- und Südmagnetismus zeigen; ebenso ist das andere von dem ersten inducirte Spulensystem derart gewickelt oder verbunden, dafs es abwechselnd eine Reihe von Nord- und Südpolen erzeugen, kann, welche vortheilhaft in gleicher Anzahl, wie die durch das erste System erzeugten, angeordnet werden.

Fig. ι und 2 sind End- bezw. Seitenansicht einer Wechselstromkraftmaschine nach vorliegender Erfindung.

Fig. 3, 4, 5, 6, 7 und 8 veranschaulichen Abänderungen in der Anordnung der Spulen und Pole solcher Maschinen.
• Fig. 9 ist eine Endansicht einer weiteren Äusführungsform.

Fig. 10 ist die Seitenansicht derselben,

Fig. 11 veranschaulicht den Feldmagneten und

Fig. 12 ein Schema für die Stromkreise des Ankers der Maschine.

Fig. 13 ist eine Endansicht des Regelers.

In Fig. ι und 2 ist' eine sechspolige Kraftmaschine mit Trommelanker dargestellt, für welche die mit Polstücken η s versehenen Kerne sowohl des feststehenden, mit dem Gestell B verbundenen Feldmagneten FF, wie der in Lagern J J drehbaren Trommelanker A mit dem kurz geschlossenen Stromkreis aus gestanztem Blech (zweckmäfsig aus demselben Umrifsstück) hergestellt sind. Jedoch werden für den Aufbau des Ankers nicht Eisenplatten, sondern mit diesen untermischt Stahlplatten verwendet, oder es kann der Ankerkern auch ganz aus weichen Stahlplatten bestehen. Hierdurch stellt sich ein Phasenunterschied zwischen dem in die Feldmagnetspulen bei m m¹ eingeleiteten Wechselstrom und dem inducirten Wechselstrom im Anker ein. Die Ankerspulen α sollen ungefähr gleiche Leitungsfähigkeit haben wie die Erregerspulen D, um die Selbstinduction und den Phasenunterschied zu vergröfsern. Infolge der in bekannter Weise

auftretenden Wechselwirkungen ergiebt sich, dafs bei einer der Maschine irgendwie ertheilten gewissen ,Geschwindigkeit die Polverschiebung in Verbindung mit dem Phasenunterschied des inducirenden und inducirten Stromes die Kraftmaschine zur Drehung mit einer bestimmten Geschwindigkeit veranlafst, indem die Polstücke auf einander abstofsende Wirkung ausüben. Die Grenzgeschwindigkeit hängt ab von der Anzahl der Stromwechsel des Wechselstromes und der Anzahl der Pole der Maschine bezw. des Ankers, so dafs beispielsweise bei der Anordnung, welche Fig. ι und a zeigt, bei ι 5 000 Richtungswechseln des Wechselstromes in der Minute die Umdrehungszahl in der Minute

ι ς 000 , ■·.'',, ·

—=-— oder etwas weniger, d. h. 2400 bis

2500 Umdrehungen beträgt. Sobald die Maschine die ihr eigenthümliche Geschwindigkeit erreicht hat, kann sie allmälig ohne merkliche Verringerung derselben zur Arbeitsleistung belastet werden. Ist die Arbeit für die Maschine zu grofs, so kommt dieselbe zum Stillstand.

Die beschriebene Wirkung nimmt mit der Geschwindigkeit zu, daher nimmt auch die Polverschiebung bei wachsender Geschwindigkeit zu, zumal wenn die Hälfte der Grenzgeschwindigkeit überschritten ist.

Was die Schaltung der Spulen anbetrifft, so können beide Systeme, sowohl die vom Wechselstrom durchflossenen Erregerspulen, als auch die in unabhängigem geschlossenen Stromkreise befindlichen Ankerspulen, beliebig in Nebenschaltung oder hinter einander angeordnet werden, aber jedesmal so, dafs die von der Bewickelung freibleibenden Polstellen ringsherum abwechselnde Polarität zeigen.

Weitere Abänderungen bestehen in der Anordnung und dem Aufbau der beiden Spulenkränze α und Z), welche nach Art der Lontinschen, Fig. 3 und 4, oder der Siemens'sehen mit zwischen zwei Polreihen laufender Ankerscheibe, Fig. 7 und 8, vorgesehen werden können, oder ähnlich so, wie Fig. 6 zeigt, mit zugekehrten Spulenkränzen D und a, Fig. 5, wobei der eine oder der andere oder nur einer drehbar sein kann.

Die Kraftmaschine, deren Angehen im allgemeinen nicht von selbst stattfindet, kann übrigens mit bekannten Antriebsvorrichtungen derart in Verbindung gebracht werden, dafs, nachdem die erforderliche Anfangsgeschwindigkeit erreicht ist, der Wechselstrom in die Hauptspulen selbstthätig eingeschaltet wird.

Die bisher beschriebenen Ausführungsformen sind ganz ohne Stromschlufsvorrichtung, Stromwender oder dergleichen, wiewohl erforderlichenfalls ein äufserer Schliefsungsdraht behufs Regelung der elektrischen Beziehungen anwendbar ist. Ein Stromwender wird erfordert bei derjenigen Abart der Maschine, bei welcher nicht das Ankersystem im Ganzen, sondern einzelne Spulen derselben zur Zeit ihrer wirksamen Stellung kurz geschlossen werden.

In den Fig. 9 und 10 ist eine derartige Ausführungsform mit einem nach Art des Siemensschen T-Ankers ausgebildeten Innenpolmagneten F dargestellt, welche noch den Vortheil des leichten Angehens und der einfachen Regelung hat. Man erkennt, wie die Grundplatte B die fest angeordnete Erregerspule C, Fig. 11, mit dem aus Blechplatten und Isolir-, lagen hergestellten Kern F aufnimmt, and dafs sich der in Ringform an der Scheibe D angebrachte Anker mit dem gleichfalls aus einzelnen Lagen gebildeten Kern I und den Spulend, um die Welle, welche durch den Kern F frei hindurchgeht und die Treibscheibe P trägt, drehen kann. Bei α und b findet der Eintritt des Wechselstromes in die Erregerspule statt.

Die Ankerspulen A sind in der durch das Schema, Fig. 12, dargestellten Weise mit. dem Stromwender K verbunden. Zwei auf diesem schleifende Bürsten BB¹ vervollständigen mittelst eines äufseren Stromleiters für je zwei gegenüberliegende Spulen den Stromkreis. Mittelst des gehörig eingestellten Stromwenders K wird der Stromkreis für jedes Spulenpaar, wenn es in parallele Lage zur Spule C kommt, geschlossen. Infolge der Induction bekommen die Spulen A die Neigung, sich quer zu der Spule C einzustellen, wodurch die Drehung erzeugt wird. Eine derartige Kraftmaschine wird sofort bei Einschaltung in den Arbeitsstrom angehen, wenn die Bürsten gehörig eingestellt sind. Ein in dem äufseren Stromkreis vorgesehener, vom Schleuderregeler G nebst Hebel L bethätigter Stromschliefser V bewirkt bei Ueberschreitung einer bestimmten Geschwindigkeit ein Oeffnen des Ankerstromkreises und mäfsigt so die Geschwindigkeit. Die Regelung durch Widerstandsänderung im Ankerstromkreise kann auch durch Einschalten einer einfachen Widerstandsspule oder einer Spule R mit Selbstinduction geschehen. Die Mitverwendung einer solchen Spule ist auch zur Funkenvermeidung am Stromschliefser V vortheilhaft.

Andererseits kann eine Regelung durch Verstellung des Bürstenhalters, Zuschaltung von Widerständen u. s. w. in bekannter Weise erzielt werden, indem dann die Spulen A A einfach weniger wirksam ausgenutzt werden.

Claims (1)

1. Pa tent-Ansprüche:

   ι. Eine Wechselstromkraftmaschine mit einem inducirenden Spulensystem einerseits und einem in sich geschlossenen inducirten

   Spulensystem andererseits, von denen das erstere, auf einem Kreise liegende abwechselnde Pole erzeugt, während das andere, in sich geschlossene System (der Anker) mit den ebenfalls für abwechselnde Pole gewickelten Spulen von den secundären Wechselströmen durchflossen wird, die aber infolge der magnetischen Verschiedenheit, welche zwischen den Kernen durch verschiedenes Material bewirkt ist, mit einer Phasen- bezw. Polverschiebung derart auftreten, dafs durch die Wechselwirkung zwischen dem festen und beweglichen Spulensystem eine Drehung des letzteren veranlafst wird.

   An der unter i. genannten Wechselstromkraftmaschine die Abänderung, dafs statt des im Ganzen geschlossenen Spulensystems nur einzelne Spulen des indudrten Systems zur Zeit· ihrer wirksamen Stellung mittelst eines Stromwenders geschlossen werden, um ein leichtes Angehen, sowie vermöge des vom Stromwender nach aufsen geführten Schliefsungsdrahtes eine eventuell selbstthätige Regelung des Arbeitsganges zu erzielen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.