DE593774C - Wechselstromkollektormaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AIO 9. MÄRZ 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d² GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Oktober 1931 ab

Bei Wechselstromkollektorrnaschinen ■ mit Schleifenwicklung im Anker ist die transformatorisch induzierte Spannung zwischen zwei benachbarten Lamellen von der Größe des magnetischen Feldes abhängig, welches die Schleife, an die die Lamellen angeschlossen sind, durchsetzt. Will man die transformatorische Spannung zwischen zwei benachbarten Lamellen Idein halten, so ist es notwendig, den magnetischen Fluß pro Pol klein zu wählen; dies führt bei größeren Leistungen zu Maschinen mit kleiner Polteilung und Kollektoren mit sehr hoher Bolzenzahl. Die Vielpoligkeit der Maschine bedingt z. B.

bei Einphasenreihenschlußmotoren bei größeren· Drehzahlen eine hohe Frequenz im Anker; die hohe Bolzenzahl des Kollektors hat große Bürstenreibungsverluste zur Folge, welche den Kollektor stark erwärmen.

ao Nach dem gegenwärtigen Stand der Entwicklung der Baustoffe ist die größtmögliche Polzahl nicht durch die durch die hohe Ankerfrequenz bedingten Eisenverluste begrenzt, sondern durch die Kollektorreibungs-Verluste. Bei zu dichter Bürstenbesetzung am Kollektor ist die erzeugte Reibungswärme nicht mehr ausreichend abzuführen.

Ein weiteres Hindernis, das einer Erhöhung der Polzahl und somit einer Verkleinerung der transformatorischen Lamellenspannung entgegensteht, ergibt sich daraus, daß bei zu kleiner Bürstenteilung die Bürstenhalter nicht mehr ohne Überschlagsgefahr unterzubringen sind.

Man hat sich schon dadurch zu helfen gesucht, daß man die in der Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Bürsten abwechselnd in axialer Richtung um die Bürstenbreite gegeneinander versetzte. Diese schachbrettartige Anordnung der Bürsten benötigte aber doppelte Kollektorlänge, ohne daß die Überschlagsgefahr zwischen Bürstenhaltern verschiedener Polarität wesentlich vermindert wurde.

Die gleiche Überschlagsgefahr besteht bei bekannten Wechselstromkollektormaschinen mit Doppelbürsteneätzen, bei denen wohl eine Teilung des Kollektors, aber keine Trennung der Bürsten nach ihrer (augenblicklichen) Polarität vorgeschlagen wurde.

Bei Einankerumformern für hohe Spannungen wurde schon versucht, die Plus- und Minusbürsten auf je einem Kommutator zu verschiedenen Seiten des Ankers anzuordnen.

*) Von dem. Patentsucher ist als der Erfinder angegeben "worden:

Dr. Alfred Grabner in Wien.

Dies führte jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg. Es blieb zwar der mit den positiven Bürsten besetzte Kommutator glatt, der andere aber zeigte in kurzer Zeit Riefenbildung, wodurch ein klagloser Dauerbetrieb unmöglich wurde.

Nach der Erfindung werden bei Wechselstromkollektormaschinen die Kollektorbürsten für Stromzuleitung und für Stromabnahme ίο auf verschiedenen Seiten des Ankers auf getrennten Kollektoren untergebracht, ohne daß die vorerwähnten Nachteile auftreten. Da die Bürsten bei Wechselstromkollektormaschinen kein einseitig polares Verhalten aufweisen, kann, durch die Erfindung die ausführbare Kollektorreibungswärme und somit aiich die-Polzahl auf das Doppelte gesteigert werden, ohne daß sich dies nachteilig auf die Kollektoreni auswirkt. Es wird also möglich, ohne weiteres betriebsfällige Wechselstromkollektormaschinen mit so großer Polzahl auszuführen, daß auch bei hoher Netzfrequenz größere Leistungen bei kleiner transformatorischer Lamellenspannnng untergebracht werden können.

Zweckmäßig wird die Anordnung so getroffen, daß die zwischen aufeinanderfolgenden ungleichnamigen Bürsten liegenden Wicklungszweige sämtlich die gleiche Anzahl von stromführenden Wicklungsstäben haben, so daß die Ohmscheni Widerstände dieser Wicklungszweige untereinander gleich sind. Es ist daran zwar im allgemeinen nicht zu vermeiden, daß positive und negative Stromdurchflutung des Ankers ungleich groß sind; durch Wahl entsprechend ungleicher Amperewinidungszahlen für die Kompensationswicklung kann dies jedoch ausgeglichen werden.

In der Zeichnung ist ein beispielsweises Wicklungsschema einer Wechselstromkollektormaschine nach der Erfindung gezeigt. ^₁ und /C₂ bedeuten die zu beiden Seiten des Ankers angeordneten Kollektoren, α_υ a_t, a* sind Bürsten, die in der einen Richtung, b_v b₂, b_s sind Bürsten, die in der anderen Richtung gleichzeitig Strom führen. Die gleichzeitig ankerstromführenden Leiter sind mit Pfeilen versehen, die durch die Bürsten kurzgeschlossenen Leiter tragen keine Pfeile. Im Wicklungszweig zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Bürsten a_x und O₁ oder O₁ und a₂ usw. liegen je gleich viel stromführende Ankerstäbe, nämlich 11. Die Ohmschen Widerstände aller Wicklungszweige sind daher untereinander gleich. Hingegen sind die Stromdurchflutungen des Ankers unter ungleichnamigen Polen verschieden groß. In dem einen Teil kommen auf den Pol 12 stromdurchflossene Wieklungsstäbe, im anderen Fall nur 10. Bei unkompensierter Maschine wäre also der induktive Widerstand der einzelnen Wicklungszweige verschieden, in den aufeinanderfolgenden Zweigen würden verschieden große Ströme fließen, wodurch sich Schwierigkeiten in der Kommutierung ergeben. Um dies zu verhindern, müssen außer den Ohmschen Widerständen auch die induktiven Widerstände der Wicklungszweige einander gleich sein. Letzteres läßt sich am zweckmäßigsten dadurch erreichen, daß auch die Kompensationsamperewindungen auf ungleichnamigen Polen entsprechend den verschieden großen Änkerstromdurcliflutungen unter diesen verschieden groß gemacht werden. Es führen dann alle Ankerstromzweige gleich große Ströme. Besonders vorteilhafte Verhältnisse in dieser Hinsicht werden dann erreicht, wenn Stromzuführung und Stromabnahme der Kompensationswicklung ebenfalls auf verschiedenen Seiten des Ständers liegen. Hierdurch gelingt es, eine vollständig genaue Kompensation zu erzielen, ohne daß nachteilige Nebenerscheinungen, wie zusätzliche Magnetisierungen im Joch ο. dgl., durch Leiterherumführungen auftreten.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Wechsel stromkollektormaschine, insbesondere für höhere Netzfrequenz als i6²/₃ Hertz, dadurch gekennzeichnet, daß die wechselstromführenden Kollektorbürsten! für Stromzuleitung und Stromabnahme je auf verschiedenen Seiten des Ankers auf getrennten Kollektoren untergebracht sind.

   1. Wechselstromkollektormaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden ungleichnamigen Bürsten dermaßen um etwa eine Polteilung entfernt angeordnet sind, daß die zwischen ihnen liegenden Wicklungszweige (zweckmäßig sämtliche) die gleiche Anzahl von stromführenden Wicklungsstäben haben und die Kompensationsamperewindüngen auf ungleichnamigen Polen entsprechend den verschieden großen Ankerstromdurchflutungen unter diesen verschieden groß sind.

   3. Wechselstromkollektormaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung und Stromabnahme der Kompensationswicklung auf verschiedenen Seiten des Ständers liegen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   herum. GEnm:t:KT in der