DE654662C

DE654662C - Elektrische Kleinmaschine

Info

Publication number: DE654662C
Application number: DEH142171D
Authority: DE
Original assignee: DR VIKTOR HARDUNG
Current assignee: DR VIKTOR HARDUNG
Priority date: 1934-12-16
Filing date: 1934-12-16
Publication date: 1937-12-28

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 28. DEZEMBER 1937

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d* GRUPPE

Dr. Viktor Hardung in Basel, Schweiz Elektrische Kleinmaschine

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Dezember 1934 ab

Es sind bereits Kollektormaschinen bekannt, auf deren Anker drei um einen Winkel von 60'' versetzte Wicklungen angeordnet sind, deren Enden je mit den Segmenten dreier zweiteiliger Kollektoren verbunden sind, wobei entsprechende Kollektorsegmente bei einer

2 w-poligen Maschine um auf der Laufer-

welle gegeneinander versetzt sind. An diese Art von Kollektormaschinen lehnt sich diejenige nach der Erfindung an. Auch sie besitzt zwei um einen Winkel von 90° bzw. drei um einen Winkel von 6o^J usw. versetzte Wicklungen, deren Enden mit zwei- oder mehrteiligen Kollektoren verbunden sind. Sie ist aber für Kleinbetrieb, so insbesondere z.B. für Laboratoriums- oder ähnliche Zwecke, bestimmt und soll in erster Linie als Gleichstromkleinmaschine dienen, die gegebenenfalls, den Umständen entsprechend, vorübergehend auf Wechselstrombetrieb umgestellt werden kann. Die elektrische Kleinmaschine gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für den Betrieb der Maschine als Gleichstrommaschine oder als Wechselstrommaschine die auf dem Lätifer angebrachten Wicklungen über die^· gegeneinander versetzt angeordneten Kollektorsiegmente bzw. Kollektorbürsten an einen Umschalter derart angeschlossen sind, daß je nach der erwünschten Betriebsweise der Maschine die Kollektorbürsten gleichnamiger bzw. ungleichnamiger Pole verbunden werden können.

Diese Kleinmaschine hat den Vorteil der einfachen und billigen Herstellung, abgesehen davon, daß sie, obschon sie in erster Linie für Gleichstromerzeugung in Frage kommt, im Notfall doch durch einfache Umschaltung auch als Wechselstromerzeuger betrieben werden kann.

Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht in schematischer Weise drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

Abb. ι ist das Schema des ersten Ausführungsbeispiels, das lediglich zur theoretischen Erlätiterung der Maschine gemäß der Erfindung dient und in welchem ein Umschalter vorgesehen ist, mit Hilfe dessen der Betrieb der Kollektormaschine als Gleichstrommaschine auf den Betrieb derselben als Wechselstrommaschine oder umgekehrt umgestellt werden kann.

Abb. 2 ist das Schema des zweiten Ausführungsbeispiels in Form einer für die Praxis bestimmten zweiphasigen Kollektormaschine.

Abb. 3 zeigt schematisch die Wicklungsart der für die Maschinen gemäß Abb. 1 und 2 bestimmten Ankerwicklungen.

Abb. 4 ist das Schema des dritten Ausführungsbeispiels in Form einer Dreiphasen-Kollekt ormas chine.

Abb. 5, 6 und 7 sind Spannungsdiagramme der in den Abb. 1, 2 und 4 veranschaulichten Kollektormaschinen.

Wie aus Abb. 1 hervorgeht, kann die zu beschreibende Kollektormaschinie so aufgefaßt

werden, als ob sie zwei bewickelte, auf einer gemeinsamen Welle sitzende Läufer G¹, G² aufweise, deren Wicklungen um 90⁰ zueinander versetzt und in Abb. 3 etwas ausführ-. licher gezeichnet sind, um die Wicklungsayi· derselben besser zu veranschaulichen,
jeder Wicklung aus führen zwei Leitungen^ zu den beiden Segmenten eines zweiteiligen Kollektors g¹ bzw. g^z. Diese beiden eine auf der Rotorwelle sitzende Kollektoreinheit bildenden Kollektoren haben eine solche relative Lage, daß ihre Segmente, ähnlich wie die beiden Wicklungen der Läufer G¹, G², in der in Abb. 1 gezeigten Weise um 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Statt die Kollektorsegmente zueinander versetzt anzuordnen, könnten natürlich auch die Kollektorbürsten im gleichen Maße zueinander versetzt sein. Mit u ist ein Umschalter bezeich-

zo net, der zum Betrieb der Kollektormas chine als Gleichstrom- bzw. Wechselstrommaschine, und zwar sowohl als Generator wie auch als Motor, verwendet wird. Soll die Kollektormaschine z. B. als Gleichstromgenerator arbeiten, so wird der bewegliche Schalterteil des Umschalters tt in Abb. 1 nach oben umgelegt, so daß die Bürsten ungleichnamiger Pole miteinander verbunden werden und die beim Antrieb der Rotorwelle in den beiden Rotorwicklungen erzeugten pulsierenden Gleichströme sich so summieren, daß an den beiden andern ungleichnamigen Kollektorbürsten ein Gleichstrom entnommen werden kann, dessen Welligkeit für praktische Zwecke gering genug ist. Soll die Kollektormaschine nun als Wechselstromgenerator Verwendung finden, so dreht man den beweglichen Schalterteil des Umschalters 11 in seine entgegengesetzte Schließlage, (nach unten in Abb. 1), wobei die zwei Kollektorbürsten gleichnamiger Pole miteinander verbunden werden, so daß zwischen den beiden andern Kollektorbürsten gleichnamiger Pole nun eine reine Wechselspannung erzeugt wird. Es versteht sich, daß zum Betrieb der Kollektormaschine als Wechselstrommaschine eine Gleichstromerregermaschine nötig ist, die hier im Schema der Einfachheit halber weggelassen wurde. Ebenso steht der Anwendung von Wendepoleii oder ähnlichen Maßnahmen zur Behebung von etwaigen Kommutierungsschwierigkeiten beim Betrieb als Gleichstrommaschine nichts im Wege. Beim Betrieb als Wechselstromgenerator könnte der Wechselstrom gegebenenfalls statt an den KoI-lektoren g¹, g² auch an Schleifringen abgenommen werden, die an gesonderter Stelle auf der Läuferwelle befestigt sein könnten. Bei einem nach Schema gemäß Abb. 1 ausgeführten Versuchsmodell sind Anfang und Ende der bei-

6p den Läuferwicklungen einzeln mit Schleifringen verbunden worden, so daß im ganzen vier Schleifringe nötig waren. Auf diese Weise war es dann möglich, entweder die eine oder die andere rotierende Einheit als Wechsel-. ■ stromquelle zu benutzen oder aber beide ,,.Einheiten in Serie zu schalten. Abb. 5 und 6 Spannungsdiagramme des , von der Kollektormaschine gemäß Abb. 1 erzeugten 'Gleichstromes mit Kommutierungsintervall bzw. des Wechselstromes ohne Kommutierungsintervall. Aus diesen Abbildungen läßt sich leicht erkennen, daß in beiden Fällen die resultierende Spannung durch Überlagerung der beiden in den zueinander um 90" versetzten Wicklungen der Läufer G¹, G² erzeugten Spannungen erzeugt wird.

Die inrAbb. 2 dargestellte KoHektormaschine stimmt grundsätzlich genau überein mit der in Abb. 1 dargestellten,· nur sind hier die beiden Wicklungen, von denen oben die Rede ist, auf einem einzigen Läufer G³ angeordnet. Ferner ist hier kein Umschalter vorhanden, so daß die Kollektormaschine, deren Schaltung aus Abb. 2 deutlich hervorgeht (Bürsten ungleichnamiger Pole miteinander verbunden), zum Betrieb als Gleichstrommaschine eingestellt ist. -

Die oben beschriebenen Kollektormaschinen könnten anstatt zweipolig auch mehrpolig sein, wobei dann allerdings auch der Kollektor mehrteilig wird. Für eine vierpolige Maschine wäre z.B. ein vierteiliger Doppelkollektor nötig. Statt zweiphasig, wie die Ausführungsbeispiele gemäß Abb. 1 und 2, könnte die Maschine z. B. auch dreiphasig sein. In Abb. 4 ist das Schema einer zweipoligen Dreiphascn-Kollektormaschine dargestellt. Bei dieser letzteren sind auf dem Läufer G⁴ drei um 6o° zueinander versetzte Wicklungen vorgesehen. Von jeder Wicklung führen wiederum zwei Leitungen zu einem zweiteiligen Kollektor, so daß hier im ganzen drei eine Kollektoreinheit bildende Kollektoren h¹, h², A³ vorhanden sind, deren Segmente entsprechend den Wicklungen um 60³ zueinander versetzt 105 angeordnet sind.

In Abb. 7 ist das Spannungsdiagramm der KoBektormaschine gemäß Abb. 4 dargestellt. Aus diesem Diagramm sieht man, daß sich die resultierende Spannung aus den drei in den auf dem Läufer G* vorgesehenen Wicklungen erzeugten Spannungen zusammensetzt.

Es bleibt noch zu erwähnen, daß die in Abb. 3 veranschaulichte Wicklungsart der Einzelwicklungen sich nur für Maschinen mit der Polzahl -

p —■■ .2, 6, 10, 14 ... usw.

oder allgemein

■- //=2 (2JC+ I),

wobei χ — ο, ι, 2, 3, 4... usw. ist, eignet.

Bei Maschinen mit der Polzahl

p = 4, 8, τι, 16 ... usw.
oder allgemein

p ₌ ₄ (ΛΤ-j-Ij,

wobei x=r-o, i, 2, 3, 4... usw. ist, müssen die Einzelwicklungen unter Beibehaltung ihrer relativen Lage entsprechend der Polzahl etwas abgeändert werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Elektrische Kleinmaschine, z.B. für Laboratoriums- oder ähnliche Zwecke, mit zwei um einen Winkel von 90⁰ bzw. drei um einen Winkel von 6o° usw. versetzten Wicklungen, deren Enden mit zwei- oder mehrteiligen Kollektoren verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß für den Betrieb der Maschine als Gleichstrommaschine oder als Wechselstrommaschine die auf dem Läufer angebrachten Wicklungen über die gegeneinander versetzt angeordneten Kollektorsegmcnte bzw. KoI-lektorbürsten an einen Umschalter derart angeschlossen sind, daß je nach der gewünschten Betriebsweise der Maschine dip. Kollektorbürsten gleichnamiger bzw. ungleichnamiger Pole verbunden werden können.
2. Elektrische Klemmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Kollektoren Schleifringe auf der Läuferwelle befestigt sind, über die im Falle des Betriebes der Maschine als Wechselstrommaschine der Wechselstrom geleitet wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen