DE610105C - Elektrische Maschine mit Kommutatortrommelwicklung - Google Patents

Description

Die Kommutierung elektrischer Maschinen wird oft dadurch ungünstig beeinflußt, daß die gleichmäßige Aufteilung des Stromes auf die verschiedenen Bürsten durch irgendwelche Umstände aufgehoben ist. Ist beispielsweise der Übergangswiderstand bei den 'einzelnen Bürsten infolge verschiedenen Anpressungsdruckes oder infolge nicht gleichmäßiger Beschaffenheit des Bürstenmaterials verschieden oder ist die Einstellung der Bürsten nicht genügend gleichmäßig, so ergeben sich bereits sehr wesentliche Unterschiede in der Größe der von den 'einzelnen Bürsten zu kommutierenden Ströme. Dies verursacht an den meistbeanspruchten Bürsten erhebliches Feuer. Die Erfindung betrifft eine Anordnung, durch die man ieine gleichmäßige Aufteilung der zu kommutierenden Ströme auf die einzelnen Bürsten von Gleich- oderWechselstromrnaschinen mit Kommutatortrommelwirkung erreichen kann.

Erfindungsgemäß sind eine oder mehrere das aktive Jocheisen "umschlingende, in sich kurzgeschlossene Hüfsringwicklungen vorgesehen, deren Windungen über den Ankerumfang derart, z. B. gleichmäßig, verteilt sind, daß die gesamte Induktion der Nutzflüsse im Joch auf die in sich geschlossene Ringwicklung gleich Null ist, so daß diese Ringwicklung bei normalem Betriebszustand kernen Strom führt. Stellt sich nun eine ungleichmäßige Aufteilung des zu kommutierenden §tromes auf die einzelnen Bürsten ein, dann ergeben die Streuflüsse der kommutierenden Spulen, die die Ringwicklung ebenfalls induzieren, eine resultierende Spannung, die dann einen Dämpfungsstrom in der Ringwicklung hervorruft, der der ungleichmäßigen Aufteilung der kommutierenden Ströme entgegenwirkt. Außerdem wirkt die Ringwicklung auch einer ungleichmäßigen Stromaufteilung auf die einzelnen zueinander parallel geschalteten Polpaare der Kommutatorwicklung entgegen, da diese ungleichmäßige Stromaufteilung bis zu einem gewissen Grade auch die gleichmäßige Aufteilung der Jochflüsse stört.

Die Zeichnung zeigt in Abb. 1 das Läufereisen ι einer elektrischen Maschine, in deren Nuten 2 reine nicht eingezeichnete Kommutatorrrommelwicklung untergebracht ist. Gemäß der Erfindung ist nun außerdem noch eine in sich geschlossene Ringwicklung 3 vorgesehen, die, wie dargestellt, über das Läufereisen gleichförmig verteilt ist, wobei die Außenleiter aufeinanderfolgender Windungen am Grunde aufeinanderfolgender Nuten zu liegen kommen. Man sieht, daß diese Ringwicklung für die 'um die einzelnen Nuten sich schließenden Nutenstreuflüsse einen Kurz-Schluß darstellt, wobei für die Erzeugung eines Kurzschlußstromes nur die vektorielle

*) Von dem Pat ent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. laroslav Kozisek in Berlin-Charlottenburg.

Summe sämtlicher Nutenstreufliisse in Frage kommt, die dann einen erheblichen Wert annehmen kann, wenn die Aufteilung der kommutierenden Ströme auf die einzelnen Bürsten ungleichmäßig ist. Die Aufteilung der Ringwicklung auf die Nuten ist derart, daß in jeder Nut eine oder mehrere Windungen der Ringwicklung zu liegen kommen.

Bei der Anordnung nach Abb. ι umfaßt ίο die Ringwicklung die Streuflüsse aller Nuten. Dadurch wird die Dämpfung des resultierenden Streuflusses aller kommutierenden Spulen etwas unvollkommen. Diesen Nachteil kann man beseitigen, wenn man gemäß der Anordnung nach Abb. 2 mehrere Ringwicklungen vorsieht, wobei die Windungen jeder Ringwicklung in Nuten (oder Nutengruppen) untergebracht sind, deren gegenseitiger Abstand dem Abstand der Bürsten am Kommutator entspricht. Man erreicht auf diese Weise, daß jeweils eine Ringwicklung vorhanden ist, deren Leiter nur in Nuten liegen, in denen gerade eine Kommutierung stattfindet, so daß diese Ringwicklung auch nur durch Kommutierungsstreuflüsse induziert wird. Dementsprechend ist auch der Kurzschluß für die Resultierende dieser Kommutierungsstreuflüsse wesentlich vollkommener.

Abb. 2 zeigt abgerollt ein Läufereisen einer zweipoligen Dreiphasenkommutatormaschine. Über dem Läufereisen sind die drei Bürsten 4, 5 und 6 der Maschine 'eingezeichnet, die einen gegenseitigen Abstand von 120⁰ haben. Die unter den drei Bürsten liegenden Nuten 7, 8 und 9 enthalten also Spulen, in denen gerade eine Kommutierung stattfindet. Zur Dämpfung ungleichmäßiger Kommutierungsströme sind nun so viel in sich kurzgeschlossene, voneinander unabhängige Ringwicklungen vorgesehen, als Nuten zwischen zwei benachbarten Bürsten zu liegen kommen. Von diesen vier Wicklungen sind zwei, 10 -und 11, dargestellt. Jede einzelne Ringwicklung besteht also in Abb. 2 aus drei hintereinandergeschalteten Windungen.

Die neue Anordnung erweist sich als besonders zweckmäßig, wenn die Kommutatorwicklung zur Herabsetzung der Segmentspannung als Mehrfachschleifen- oder Mehrfachwellenwicklung ausgebildet ist. Bei diesen Mehrfachwicklungen werden bekanntlich zwischen den einzelnen Wicklungen Ausgleichsleiter vorgesehen, die an verschiedene Stirn-Seiten beider Wicklungen angeschlossen sind und außerhalb des magnetischen Flusses verlaufen, wobei sie z. B. in axialen Ventilationskanälen im Läufereisen untergebracht sein können. Diese Ventilationskanäle liegen am Innenrand des Läufereisens, so daß sie vom magnetischen Fluß nur noch wenig durchsetzt werden. Bei einer durch die Kommutierung verursachten ungleichmäßigen Stromaufteilung auf die ^einzelnen Wicklungen kommen nun in diesen Ausgleichsleitern Ströme zum Fließen. Diese Ausgleichsströme verursachen einen nur im Läufereisen und in dessen Umfangsrichtung sich schließenden magnetischen Fluß. Dieser Fluß kann dann seinerseits Ströme hervorrufen, die sich über die Lager der elektrischen Maschine schließen. Diese Ströme sind bekanntlich für das Lager sebr nachteiüg. Ist nun am Läufereisen gemäß der Erfindung eine Ringwicklung angebracht, dann wird der genannte schädliche magnetische Fluß, der sich, vollständig innerhalb dieser Ringwicklung schließt, durch die letztere weggedämpft.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrische Maschine mit KommutatortiOmmelwicklung, gekennzeichnet durch eine oder mehrere das aktive Eisen des Läufers umschlingende, in sich geschlossene Hilfsringwicklungen, die bezüglich der durch die Nutzflüsse induzierten Spannungen offen geschaltet sind und deren Windungen über den Ankerumfang derart verteilt sind, daß die gesamte Induktion der die Ringwicklung durchsetzenden Nutzflüsse innerhalb dieser gleich Null ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenleiter der Ringwicklung in den Nuten der Kommutatorwicklung und unterhalb dieser liegen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die Windungen der einzelnen Ringwicklungen in samtliehen Nuten der Kommutatorwicklung gleichmäßig verteilt untergebracht sind.

4. Anordnung nach Anspruch. 2, wobei mehrere Ringwickluingen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der einzelnen Ringwicklungen in Nuten oder Nutengruppen untergebracht sind, denen gegenseitige Verschiebung der Verschiebung der Bürsten am Kommutator ^entspricht. no

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen