DE61951C - Schaltungsweise für elektrische Drehstromkraftmaschineu - Google Patents

Description

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■KAISERLICHES

PATENTAMT)

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patetttirt im Deutschen Reiche vom 21. Januar 1891 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elektromotoren, welche mit drei oder mehreren Wechselströmen betrieben werden, deren Perioden gleich und deren Phasen gegen einander verschoben sind.

Da für solche Wechselströme vielfach kurz der Ausdruck »Drehströme« gebraucht wird, so möge auch im Folgenden dieser Ausdruck Anwendung finden. -.-.'■

Die vorliegende Erfindung besteht in einer Scbaltungsweise, welche es möglich macht, sowohl den feststehenden als auch den beweglichen Theil der Kraftmaschine mit drei oder mehr Wechselströmen verschobener Phase zu erregen. Dadurch werden folgende zwei Vortheile erreicht. :

1. Die Kraftmaschine bedarf keiner besonderen äufseren Elektricitätsquelle zu seiner Erregung.^

2. Die Kraftmaschine ist trotzdem im Stande, dieselben Kraftäufserungen zu erzeugen, welche sonst nur mit einer besonders erregten

- Wechselstromkraftmaschine erreichbar waren.

Diese Wirkung kann durch verschiedene Schaltungen erreicht werden, die ihrem Wesen nach alle übereinstimmen, in ihren Einzelheiten indessen mehr oder weniger von einander abweichen können.

Zunächst werden sich diese Schaltungen dadurch von einander unterscheiden, dafs eine verschiedene Anzahl von Wechselströmen zur Arbeitsübertragung verwendet werden kann.

Die Zahl der für die vorliegende Schaltung anwendbaren Wechselströme ist beliebig, mufs aber stets gröfser sein als zwei. Da die Anzahl der die Arbeit übertragenden Leitungen wenigstens gleich der Anzahl der verwendeten Wechselströme sein mufs, so wird für die gewerbliche Verwerthung der vorliegenden Kraftmaschine 'im allgemeinen nur die kleinste Anzahl, also drei in Betracht kommen.

Die beiliegenden Zeichnungen beziehen sich daher ausschliefslich auf die Verwendung von drei Wechselströmen. Als selbstverständlich j ist es indessen zu erwarten ^ dafs diese Zeich- / nungen nur als Beispiele möglicher Schaltungs-; weisen anzusehen sind, deren Wesen durch/ die gewählten Beispiele genügend gekennzeichnet wird.

Die Kraftmaschine Fig. 1 besteht aus einem feststehenden TheiJ A und einem beweglichen Theil S. Beide Theile sind ihrem Wesen nach völlig gleichartige Grammeringe in der allgemein bei Gleichstrommaschinen gebräuchlichen Weise, aus einem Eisenkern und einer fortlaufend darüber gewickelten, in sich geschlossenen isolirten Wickelung bestehend.

Die drei Leitungen L₁'L₂ L₃ führen drei gleiche Wechselströme zu, deren Phasen gegen- -■-einander um je ein Drittel ihrer ganzen Zeitdauer verschoben sind, so dafs. ihre Summe Null ist. An der Wickelung des feststehenden Theiles A der Kraftmaschine (Fig.- 1) sind drei um je ein Drittel des Kreisumfanges von einander entfernte Punkte 1, 2 und 3 mit den drei Leitungen L₁ L₂ L₃ verbunden. Dadurch wird also nach den bekannten Arbeiten von Ferraris und von Tesla in dem Theil A eine magnetische kreisende Achse erzeugt. Von den Punkten 1, 2 und 3 sind ferner Leitungen abgezweigt, welche diese Punkte mit den Bürsten B₁ B₂ B_s verbinden. Die letzteren

Claims (1)

1. schleifen auf einem gewöhnlichen Stromsammler für Gleichstrom, dessen Segmente in der bei Gleichstrommaschinen allgemein gebräuchlichen Weise mit ' der Wickelung des beweglichen Theiles S der Kraftmaschine verbunden sind.

   Die Bürsten B₁ B₂ B₃ sind gegen einander

   unbeweglich derart/angeordnet, dafs sie auf drei Punkten des Stromsammlers schleifen, welche ebenfalls um je ein Drittel des Kreis-

   . umfanges von einander entfernt sind.

   Dadurch wird also auch in diesem beweglichen Theil S eine magnetische Achse erzeugt, . welche in demselben Sinne und mit derselben Wickelgeschwindigkeit kreist, wie die in dem feststehenden Theil erzeugte.

   Es wird nun offenbar stets eine Stellung der Bürsten geben, welche bedingt, dafs beide kreisende magnetische Achsen einander vollkommen decken, so dafs kein Drehungs-/moment in dem einen oder in dem anderen Sinne zu Stande kommt.

   Werden aber die Bürsten in eine andere Lage gebracht, so werden die beiden erzeugten •magnetischen Achsen- einander nicht mehr decken. Dann wird also ein Kräftepaar auftreten , welches sie zur Deckung zu bringen strebt, und der bewegliche Theil S wird diesem Kräftepaar folgend in Drehung gesetzt werden.

   Um die Wirkungsweise der beiden kreisenden magnetischen Achsen zu veranschaulichen, dienen die beiden Schemata (Fig. 3 und 4).

   Der radiale Pfeil I stellt die im feststehenden Theil der Kraftmaschine erzeugte kreisende Achse dar, der radiale Pfeil II die im beweglichen Theil der Kraftmaschine erzeugte kreisende —Achse. ■ Die kleinen tangential angebrachten Pfeile bezeichnen den Sinn der Drehung der beiden magnetischen Achsen, welcher lediglich davon abhängt, an welche Leitungen L₁L₂L₃ die Punkte 1, 2, 3 angeschlossen werden. Der Sinn der Drehung ist für beide magnetische Achsen stets derselbe und völlig unabhängig von dem Sinn der mechanischen Drehung des beweglichen Theiles S. Dieser letztere wird in den Schematen (Fig. 3 und 4) durch den, grofsen, tangential angeordneten Pfeil angedeutet. Eilt die kreisende Achse des feststehenden Theiles A vor, so ist der Sinn der mechanischen ν Drehung derselbe, wie der Sinn der magnetischen Drehung (s. Fig. .3). Eilt dagegen die kreisende Achse des beweglichen ""^Theiles vor, so,ist der Sinn der mechanischen Drehung dem Sinne der magnetischen Drehung entgegengesetzt, wie dies Fig. 4 zeigt.

   Die Voreilung der einen oder anderen kreisenden Achse ist aber lediglich abhängig von der Stellung des Bürstenhalters zu den Zuführungspunkten 1, 2, 3 des feststehenden Theiles A.

   Bei der Schaltungsweise (Fig. 2) ist die Wickelung des feststehenden Theiles A in drei getrennte Theile zerlegt. Dadurch wird indessen an dem Wesen der ganzen Erfindung nichts geändert.

   Daran wird auch nichts geändert, wenn der eine oder aridere Theil der Kraftmaschine als He frier'sehe Trommel ausgeführt wird, anstatt als Gramme'scher Ring. Ferner können auch, .in jedem Theil der Kraftmaschine nach bekannten Regeln mehr als je eine magnetische Achse erzeugt werden.

   Endlich können auch innerer und äufserer, beweglicher und feststehender Theil ihre Rollen vertauschen, ohne an dem Wesen der Erfindung etwas· zu ändern, da es; bei diesen wie bei den meisten elektrischen Kraftmaschinen auch auf die relative Bewegung beider Theile ankommt.

   Da das drehende Kräftepaar offenbar nur von· der Stärke der beiden magnetischen Achsen und von dem Winkel abhängt, den sie einschliefsen, so wird auch die Geschwindigkeit der. mechanischen Drehung von der Geschwindigkeit der magnetischen Drehung ganz unabhängig, sein.

   • .: Patent-Anspruch:

   Bei elektrischen Kräftmaschinen, welche mit mehreren der Phase nach gegen einander verschobenen Wechselströmen gleicher Zeitabschnitte (Drehstrom) arbeiten, die gleichzeitige Zuführung der . genannten Wechselströme zum beispielsweise feststehenden Theil (A) in bei Drehstromkraftmaschinen bekannter Weise und zum beispielsweise beweglichen . Theile (S) in der. Weise, ..dafs durch Vermittelung einer fortlaufenden, in sich geschlossenen Wickelung in Verbindung mit einem Stromsammler für Gleichstrom und Schleifbürsten (B) im Theil (S) ein. Drehfeld erzeugt wird, welches mit dem im .feststehenden Theil (A) erzeugten Drehfelde einen von der mechanischen Belastung der Kraftmaschine unabhängigen, geeigneten Winkel einschliefst, zum Zweck der Erzeugung eines Kräftepaares, welches den beweglichen Theil (S). je nach der Stellung der Bürsten (B) zu den Stromzuführungspunkten (ij 2, 3) am feststehenden Theil (A) in dem einen oder in dem anderen Sinne zu drehen strebt, und zwar unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit der erzeugten Drehfelder und unabhängig von dem Sinn ihrer Drehung. . : .

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.