DE595081C - Gleichstromerregter Mittelfrequenzgenerator der Gleich- oder Wechselpoltype - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 28. MÄRZ 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d 2 GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Juli 1928 ab

Vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zur Erzeugung von Wechselströmen, insbesondere mittlerer und hoher Frequenzen, welche bereits innerhalb der Maschine mit einer gewünschten Frequenz moduliert werden. Solche modulierte Wechselströme werden u. a. zum Durchruf durch, mit Verstärkern ausgerüstete Femsprechleitungen verwendet, da die für das Sprachfrequenzband bemessenen Übertrager den üblicherweise zum Ruf verwendeten 2 5periodigen Wechselstrom mit so schlechtem Wirkungsgrad weiterleiten, daß ein Ruf über lange Leitungen mit derartig •niedrigen Frequenzen unmöglich wird. Um diesem Übelstand abzuhelfen, hat man zur Übertragung eine Frequenz von 500 oder 1000 Perioden benutzt, welche durch Unterbrecher oder sonstige Modulationseinrichtungen im Takte der 25 Perioden moduliert wurden, wobei dann am Ende der Leitung die Trägerfrequenz durch entsprechende Einrichtungen wieder beseitigt und der überlagerte Niederfrequenzstrom für das Ansprechen der Rufeinrichtungen benutzt wurde.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese Trägerfrequenz schon innerhalb der sie erzeugenden Maschine zu modulieren. Zu diesem Zwecke dient eine Wechselstrommaschine der Gleichpolinduktortype, deren wicklungsloser Rotor nur an einem Teil des Umfanges gezahnt ist, während die Wechselstromwicklung auf einer geringen Anzahl von in Gruppen zusammengefaßten Zähnen des Stators untergebracht ist. Solange der gezahnte Teil des Rotors unter den Statorzähnen vorbeirotiert, wird in deren Wicklung ein Wechselstrom induziert, dessen Frequenz eine Funktion der Drehzahl und der Rotorzahnteilung ist. Während des anderen Teiles der Umdrehung, bei dem sich der ungezahnte Läuferteil unter den Statorzähnen vorbeibewegt, ist die Wechselstromwicklung stromlos. Auf diese Weise entsteht ein im Takte 'der Modulationsfrequenz periodisch unterbrochener Wechselstrom. Die Kurvenform der Modulationsfrequenz besitzt aber bei derartigen Maschinen, immer mehr oder -weniger die Form eines " Rechtecks, so daß Oberschwingungen entstehen, die in vielen Fällen beispielsweise bei Verwendung von Siebkreisen u. dgl. sehr störend wirken können.

Gemäß der Erfindung wird zur Erzeugung einer modulierten Frequenz ebenfalls eine Maschine verwendet, in der bei jeder Umdrehung die Induktion der Wechselstrom;-wicklungen periodisch im Takte der gewünschten Modulationsfrequenz geändert wird. Gleichzeitig wird diese Maschine aber derart ausgebildet, daß durch die Formgebung des den Luftspalt begrenzenden wirksamen Eisens die Amplitude der induzierten Wechselspannung' zwischen einem Kleinstwert und dem Vollwert kontinuierlich sich ändert, so daß die erzielte Modulationsfrequenz mehr sich der Sinusform anpaßt. Grundsätzlich kann man hierfür alle bereits bekannten Maschinen zur Erzeugung mittlerer und höherer Frequenzen benutzen, bei denen nur jeweils der

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

Anton Lauterer in Berlin-Schöneberg.

Anker entsprechend abgeändert werden muß. In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.

Abb. ι zeigt eine Maschine, bei welcher die Mittelfrequenzwicklung 4 in den genuteten Statorpolen 2 angeordnet ist, während der Rotor ι in bekannter Weise an seinem Umfang gezahnt ist; jedoch läuft die Zahnung nicht über den ganzen Umfang fort, sondern der Rotor besitzt zwei ausgeprägte Pole, von denen jeder annähernd die Breite eines bewickelten Statorabschnittes aufweist, und nur über die Polbögen erstreckt sich die Zahnung. Die mit Hilfe eines solchen Ankers erzeugte modulierte Spannungskurve hat etwa den in Abb. 2 dargestellten Verlauf.

Statt die induzierte Wicklung in dem ruhenden Teil der Maschine anzuordnen, ist es natürlich auch möglich, den Strom einer entsprechend ausgebildeten Wicklung im genuteten Rotor zu entnehmen, wobei dann sinngemäß der Stator gezahnt wird.

Eine solche Maschine zeigt die Abb·. 3, bei der gleichzeitig die Rotorpole einen ,allmählich zunehmenden Luftspalt aufweisen, wodurch die erzielte Modulationsfrequenz mehr sich der Sinusform anpaßt (Abb. 4). Die Maschinen der eben beschriebenen Art besitzen jedoch noch einen Nachteil. Infolge der ausgeprägten Polform des umlaufenden Teils tritt nämlich eine starke Pulsation des gesamten Kraftflusses im Takte der Modulationsfrequenz auf, was zu starken Induktionsspannungen in den Erregerwicklungen führen kann. Diesem Übelstand hilft eine Ausbildung des Rotors gemäß Abb. 5 ab.

Bei dieser Maschine tritt eine Induzierung der Mittelfrequenzwicklung ebenfalls nur während eines Teils der Ankerumdrehung ein.

Es wird jedoch der Gesamtkraftfluß im Stator während der ganzen Umdrehung konstant gehalten dadurch, daß man den wirksamen Luftwiderstand des gezahnten Teils im Anker genau so groß macht wie den des glatten Teils.

Auch hier läßt sich eine sinusförmige Modulation in einfacher Weise dadurch erreichen, daß man die Zahntiefe von der Mitte des gezahnten Teils nach außen hin kleiner werden läßt, bis die Zahnung allmähEch in den glatten Teil übergeht. Diese letztgenannten Vorteile lassen sich sinngemäß auch bei den Maschinen erzielen, bei welchen der Wechselstrom aus dem Rotor entnommen wird. Auch hier läßt sich erreichen, daß der magnetische Widerstand am gesamten Rotorumfang konstant ist und daß durch allmähliches Verringern der Zahntiefe im Stator die Modulationsfrequenz annähernd sinusförmig wird.

Statt die Maschine, wie es die angeführten Beispiele zeigen, als Wechselpoltype auszuführen, können auch entsprechend ausgebildete Gleichpolmaschinen mit konzentrischer Erregung Verwendung finden, wobei man zweckmäßig nicht, wie bisher üblich, die Statorwicklungen über den ganzen Umfang anordnet, sondern nur einen Teil bewickelt und dabei dem Rotor eine Form, wie oben beschrieben, gibt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Maschinen liegt vor allem darin, daß die bisher üblichen Unterbrechereinrichtungen mit ihren durch das Verschmoren der Kontakte bedingten Nachteilen sowie besondere Modulationseinrichtungen erspart werden und man gleichzeitig vor allem gegenüber den Unterbrechereinrichtungen eine außerordentlich erhöhte Betriebssicherheit und saubere Übertragung der gewünschten Rufzeichen erzielt.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ι. Gleichstromerregter Mittelfrequenzgenerator der Gleich- oder Wechselpoltype, bei dem zur Erzeugung einer modulierten Frequenz durch die konstruktive Ausbildung die in den Wechselstromwickhingen die Trägerfrequenz induzierenden Kraftflußschwankungen periodisch geändert werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Formgebung des den Luftspalt begrenzenden wirksamen Eisens der Generator so ausgebildet ist, daß die Amplituden der induzierten Wechselspannung zwischen einem Kleinstwert und dem Vollwert kontinuierlich sich ändern.

   ■2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rotor mit ausgeprägten und gezahnten Polen von annähernd der Breite des einem Pol zugeordneten bewickelten Statorabschnittes.

   3. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wechselstromwicklung in Nuten der Rotorpole befindet, während die wirksamen Polflächen des Stators gezahnt sind.

   4. Maschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt zwischen den Stator- und den Rotorpolen von der Mitte nach den Rändern zu allmählich zunimmt.

   5. Maschine nach Anspruch 1, gekenn- no zeichnet durch einen zyHnderförmigen Rotor, welcher an den Statorpolen gegen-, überliegenden Stellen derart gezahnt ist, daß die Zahntiefe von der Mitte des gezahnten Teiles nach außen zu allmählich abnimmt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen