DE664519C - Einrichtung zur Verbesserung der Stromwendung bei Gleichstrommaschinen mit Polarisationszellen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Stromwendung bei. Gleichstrommaschinen mit Hilfe von Polarisationszellen zu verbessern. Bei einer bekannten Anordnung, die von dem genannten Hilfsmittel Gebrauch macht, sind zu diesem Zweck zwei Kommutatoren vorgesehen, von denen jeder abwechselnd stromführende und Blindlamellen aufweist. Die aufeinanderfolgenden Anzapfungen der Ankerwicklung sind abwechselnd an die stromführenden Lamellen der beiden Kommutatoren angeschlossen. Dabei schleifen auf beiden Kommutatoren die gleiche Anzahl von Bürsten, so daß also die Gesamtzahl der Bürsten gegenüber einer gewöhnlichen Gleichstrommaschine gleicher Wicklungsausführung verdoppelt ist. Je zwei zusammengehörige, aber auf verschiedenen Kommutatoren schleifende Bürsten sind mit dem entsprechenden Gleich-Stromleiter über je eine Polarisationszelle verbunden, deren Durchlaßrichtung der Polarität des betreffenden Gleichstromleiters entsprechend gewählt ist. Dadurch entsteht zwischen den beiden zusammengehörigen-Bürsten eine Verbindung, in der die beiden Polarisationszellen mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung hintereinanderliegen. Die Bürsten sind nun schmaler als die Blindlamellen des Kommutators ausgeführt, so daß eine Überbrückung eines Wicklungselementes stets nur durch die die beiden Polarisationszellen enthaltende Bürstenverbindung entstehen kann.

Dadurch wird der Kurzschlußstrom zwischen den Bürsten unterbrochen, ohne daß jedoch die Abnahme des Nutzstromes von den Kornmutatorbürsten verhindert wird. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Polarisationszellen, die verhältnismäßig niedrig belastbar sind, ständig in den Gleichstromkreis eingeschaltet sind.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung bei einer Maschine mit umlaufendem Anker dadurch vermieden, daß zwischen die umlaufende Ankerwicklung und die Kommutatorlamellen mitumlaufende Trockengleichrichterzellen eingeschaltet werden. Mit besonderem Vorteil werden als Trockengleichrichterzellen Kupferoxydgleichrichter oder Kupferoxydulgleichrichter, bei Maschinen mit höherer Lamellenspannung im Hinblick auf die hohe Spannungsabsperrwirkung Selengleichrichter verwendet. In der Anwendung des Erfindungsgedankens werden die einzelnen Wicklungsanschlüsse über verschieden gerichtete Ventilzellen an die zugehörigen Kornmutatorlamellen angeschlossen. Hierbei kann beispielsweise jede zweite Anzapfung mit VentilzeEen für eine Stromrichtung, die dazwischenliegenden Anzapfungen mit Ventilzellen für die andere Stromrichtung verbunden werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt. Mit 1 ist hierbei die Ankerwicklung bezeichnet, deren einzelne Anschlüsse 11

und 12 über Ventilzellen 2 mit den züge hörigen Kommutatorlamellen 3 verbunden sind. Hierbei sind die den Anschlüssen 11 zugeordneten Ventilzellen 21 für eine Stromrichtung von den Kommutatorlamellen zu d£ Wicklung, die den Anschlüssen 12 zugeordiü?- ten Ventilzellen 22 für die umgekehrte Strom·* richtung von der Wicklung zu den Kommutatorlamellen bestimmt. Die Ventilzellen können hierbei in einem Ring angeordnet werden, der zwischen dem eigentlichen Kommutator und der Ankerwicklung liegt. Ausführungsbeispiele hierfür sind in den Fig. 2 und) 3 gezeigt. Hierbei sind die Wicklungsanschlüsse unmittelbar mit dem einen Pol einer Ventilzelle -verbunden, an deren anderen Pol leitende Schichten angelegt sind, die über Fahnen in bekannter Weise mit den Kommutatorlamellen verbunden sind. Hierbei bedeutet 4 die Sperrschicht (Oxydsehicht), die die Ventilwirkung hervorruft, 5 die Isolation zwischen den einzelnen Lamellen und 6 die den Bürsten zugeordnete Schleiffläche der Lamellen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der von den Ventilzellen gebildete Ring mit dem Kommutator mechanisch zusammengezogen.

Wenn man der Sperrschicht mit Rücksicht auf große Stromstärken eine große Oberfläche geben will, kann es sich empfehlen, die Ventilzellen ring- oder ringsegmentförmig auszubilden, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Hierbei ist den einzelnen Anzapfungen je eines von mehreren in der Achsrichtung aneinanderliegenden Ringsegmenten zugeteilt, und zwar sind so viele Ringsegmente in dieser Richtung aneinandergereiht, als es im Hinblick auf die für den Stromübergang erforderliche Segmentfläche notwendig erscheint. Den nächstfolgenden Anzapfungen sind die Zellen des nächsten Segmentes zugeordnet usw. Die einzelnen Ringe und Segmente sind besonders in der Umfangsrichtung sowohl auch in axialer Richtung durch Isolationszwischenlagen 5 voneinander getrennt. Hierbei können sich auch die einzelnen Segmente dachziegelförmig überlappen, wodurch es ermöglicht ist, den Anschluß immer in der Mitte der einzelnen Segmente anzuordnen. Nach der weiteren Erfindung können auch an jeden Anschluß der Wicklung zwei entgegengesetzt geschaltete Ventilzellen angeschlossen werden, von denen jede zu einer besonderen Kommutatorlamelle führt. Hierbei können die den einzelnen Ventilen zugeordneten Lamellenteile je zu einem Ring für je eine Stromrichtung zusammengezogen werden, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn man hierbei die Ventilzellen in das Innere der einzelnen Lamellen hineinverlegt, ergibt sich eine besonders einfache Anordnung, die in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Hierbei sind die Fahnen,, die von den einzelnen Wicklungsanschlüssen durch die in axialer Riehtung hintereinanderliegenden Lamellen hindurchgeführt sind, mit den entsprechenden Ventilzellen verbunden. Für einen bequemeren Aufbau und eine !einfachere Herstellung kann es sich empfehlen, hierbei die einzelnen mit einem Hohlraum versehenen Lamellen aus zwei Teilen aufzubauen, wie dies· in den Fig. 9 und ι ο gezeigt ist.

Bei der Anwendung des Erfindungsgedankeins wird infolge der Richtwirkung der Ventile der Strom abgeschnitten, sobald er eine entgegengesetzte Richtung annehmen will, wodurch die Kommuticrungsschwierigkeiten erheblich verringert werden. Es empfiehlt sich hierbei, die Maschine mit Überkommutierung auszubilden, da auf diese Weise der entgegengerichtete Strom in dem letzten Teil des Kommutierungsabschnittes durch die Ventile abgeschnitten wird, so daß gewissermaßen eine kurzzeitige Stromunterbrechung bei der Kommutierung auftritt, die die Bürsten von Funkenbildung völlig entlastet.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   ι. Einrichtung zur Verbesserung der Stromwendung bei Gleichstrommaschinen mit Polarisationszellen, gekennzeichnet durch mitumlaufend zwischen der umlaufenden Ankerwicklung und den Kommutatorlamellen eingeschaltete Trockengleichrichterzellen, z. B. Kupferoxyd- oder Kupferoxydulgleichrichter.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 für Maschinen mit hoher Lamellenspannung, gekennzeichnet durch die Verwendung von Selengleichrichtern.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilzellen zu leinem Ring zusammengeschlossen sind, der koaxial zur Maschine angeordnet ist, wobei die einzelnen Ventilzellen Ringsegmente darstellen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ventilzellen verschiedener Durchlaßrichtung miteinander abwechseln und einerseits mit den Fahnen, andererseits mit den Kommutatorlamellen verbunden sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorlamellen, die mit gleichgerichteten VentilzeUen in Verbindung stehen, zu je einem Kommutator zusammengeschlossen sind, so daß zwei den Plus- und den Minusbürsten zugeordnete nebeneinanderliegende Kommutatoren entstehen.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilzellen mit den Kommutatorlamellen baulich vereinigt sind.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von durch die Lamellen der nebeneinanderliegendeii Kommutatoren hindurchgeführte Fahnen,-die innerhalb jeder Kommutatorlamelle über je eine untereinander entgegengerichtete Ventilzelle mit der zugehörigen Lamelle in Verbindung stehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen