DE691818C

DE691818C - Three-voltage direct current machine for mobile transmitting or receiving stations for wireless communication

Info

Publication number: DE691818C
Application number: DE1938S0130569
Authority: DE
Original assignee: Scintilla AG
Current assignee: Scintilla AG
Priority date: 1937-01-27
Filing date: 1938-01-27
Publication date: 1940-06-06

Description

S130569S130569

Die Erfindung betrifft eine Gleichstrommaschine zur Stromversorgung beweglicher Sende- oder Empfangsstationen für drahtlose Nachrichtenübermittlung. Für den Betrieb solcher Stationen werden üblicherweise drei verschiedene Spannungen benötigt, von denen eine als Gittervorspannung dient.The invention relates to a direct current machine for supplying power to the mobile Transmitting or receiving stations for wireless messaging. For the business such stations are usually required three different voltages, of which one serves as a grid bias.

An und für sich besteht die Möglichkeit, eine Gleichstrommaschine mit drei Wicklungen auf dem gleichen Anker und dazugehörigen drei Kommutatoren zu benutzen. Diese Maschinen haben aber den Nachteil, daß nur zwei Kommutatoren dem Anker benachbart sein können, so daß die Verbindung des dritten Kommutators mit der zugehörigen Wicklung durch einen der anderen Kommutatoren hindurch erfolgen oder die Kommutatoren übereinander angeordnet werden müssen. Ein solcher Anker; ist schwierig in der Herstellung und im Betrieb leicht Störungen ausgesetzt.In and of itself there is the possibility of a direct current machine with three windings to use on the same armature and associated three commutators. However, these machines have the disadvantage that only two commutators can be adjacent to the armature, so that the connection of the third commutator with the associated winding by one of the other commutators take place through it or the commutators must be arranged one above the other. Such an anchor; is difficult in the Easily exposed to malfunctions during manufacture and operation.

Um diese Nachteile zu vermeiden, erzeugt man die Spannungen für bewegliche Stationen zur drahtlosen Nachrichtenübermittlung bisher durch mindestens zwei Maschinen. Da aber, diese Stationen tragbar oder in Fahrzeuge, z. B. Flugzeuge, einzubauen sein müssen, ist es von größter Bedeutung, sie möglichst klein und leicht zu machen. Die Verwendung von zwei Generatoren erschwert dies erheblich.In order to avoid these disadvantages, the voltages for moving stations are generated for wireless message transmission so far by at least two machines. There however, these stations are portable or in vehicles, e.g. B. Airplanes, it is of the utmost importance to install them as possible small and easy to make. The use of two generators makes this much more difficult.

Die Erfindung besteht nun darin, alle drei Spannungen in einer einzigen Maschine zu erzeugen, indem zwei der Spannungen in zwei auf einem gemeinsamen Gleichstromanker untergebrachten Wicklungen erzeugt und von zwei beiderseits vom Anker angeordneten Kommutatoren abgenommen werden, während die dritte Spannung in einer oder mehreren feststehenden Wicklungen eines auf der gleichen Welle, innerhalb des gemeinsamen Gehäuses sitzenden Spannungserzeugers durch Dauermagneterregung zunächst als Wechselspannung mittlerer oder höherer Frequenz erzeugt und dann in einer ruhenden Gleichrichteranordnung, z. B. durch Trockengleichrichter, gleichgerichtet wird. An sich ist die Erzeugung von Gleichströmen durch Gleichrichten eines in einer feststehendem Wicklung erzeugten Wechselstromes mit Hilfe elektri- 5"The invention now consists in applying all three voltages in a single machine generate by dividing two of the voltages into two on a common DC armature Generated housed windings and arranged by two on both sides of the armature Commutators are removed while the third voltage in one or more fixed windings one on the same shaft, within the common Enclosed voltage generator by permanent magnet excitation initially as alternating voltage medium or higher frequency generated and then in a static rectifier arrangement, z. B. by dry rectifier, is rectified. In itself the generation of direct currents is through rectification an alternating current generated in a fixed winding with the help of electrical 5 "

scher Ventile bekannt. Infolge der verhältnismäßig hohen Frequenz und der beim bestimmungsgemäßen Verwendungszweck geringen Leistung können die verwendeten. Gleich,=·. richter klein und billig sein, auch falte©.· bei der hohen Frequenz die noch erford$|£- lichen Glättungsmittel klein aus. Hierdurch und durch die Vereinigung in einem gemeinsamen Gehäuse wird die angestrebte Raumund Gewichtsersparnis erzielt.shear valves known. As a result of the relatively high frequency and the intended use Purpose of use low power can be the used. Equal to, = ·. Richter be small and cheap, even folds ©. · with the high frequency that still required $ | £ - smoothing agents are small. Through this and through the union in a common Housing, the desired space and weight savings are achieved.

Durch mehrpolige Ausführung des Wechselstromerzeugers beträgt die Frequenz des Wechselstromes ein Mehrfaches der Generatordrehzahl,· es jst vorteilhaft, wenn sie mindestens im Bereich von etwa 400 Schwingungen/Sek. liegt.Due to the multi-pole design of the alternator, the frequency is Alternating current is a multiple of the generator speed, it is advantageous if it is at least in the range of about 400 oscillations / sec. lies.

■ In der Zeichnung sind Ausführurigsbeispiele der Erfindung -dargestellt.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown.

Fig. ι zeigt teils im Längsschnitt, teils als Schaltungsschema ein Generatoraggregat mit angeschlossener Gleichrichtereinrichtung.Fig. Ι shows a generator set partly in longitudinal section, partly as a circuit diagram connected rectifier device.

. Fig. 2 ist ein Querschnitt in der Ebene A-A durch das in Fig. 1 dargestellte Generator-, aggregat.. Fig. 2 is a cross section in the plane AA through the generator shown in Fig. 1, aggregate.

Fig. 3 ist eine schematiscne Darstellung einer abgeänderten Schaltung.3 is a schematic illustration a modified circuit.

Im Gehäuse 1 des Aggregats sind einander gegenüber zwei Dauermagnete 2 und 3 befestigt. Im zwischen ihnen herrschenden magnetischen Feld läuft der auf der Welle 4 sitzende lameliierte Anker 5, in dessen Nuten die Wicklungen 6 einer Hochspannuingswick-. lung und die Wicklungen 7 einer Niederspannungswicklung liegen. Auf der Läuferwelle 4 sitzt ein Kommutator 8 mit Bürsten 9 und 10; mit dessen Lamellen ist die Hochspannungswieklung 6 verbunden. Die Bürste 9 steht^iber der Feldwicklung 11, die zur Unterstützung der Wirkung des Dauermagneten 2 vorge,-sehen ist, mit der positiven Stromabnahmeklemrne 12 für die Hochspannung in Verbindung, während die Bürste 10 über die den Dauermagneten 3 unterstützende Feldwicklung 13 geerdet ist. Am andern Ende des Ankers 5· trägt die Läuferwelle 4 einen zweiten Kommu- , tator 14, an dessen Lamellen die Niederspannungswicklung 7 angeschlossen ist. Der in dieser induzierte Strom geht von der geerdeten Bürste 16 über eine Lamelle desKommutators 14, die Wicklung 7, die diametral gegenüberliegende Kommutatorlamelle und die Bürste 17 zur positiven Äbnahmeklemme 18 für den Niederspannungsstrom. Eine geerdete Klemme 19 dient zum Anschluß der Rückleitungen, die von den Stromverbrauchern des Hoch- und des Niederspannungsstromkreises kommen.Two permanent magnets 2 and 3 are fastened opposite one another in the housing 1 of the unit. In the magnetic field prevailing between them, the laminated armature 5, sitting on the shaft 4, runs, in whose grooves the windings 6 of a high-voltage winding. ment and the windings 7 are a low-voltage winding. A commutator 8 with brushes 9 and 10 is seated on the rotor shaft 4; the high-voltage voltage 6 is connected to its lamellae. The brush 9 is above the field winding 1 1, which is provided to support the action of the permanent magnet 2, with the positive current collection terminal 12 for the high voltage, while the brush 10 is grounded via the field winding 1 3 supporting the permanent magnet 3 is. At the other end of the armature 5, the rotor shaft 4 carries a second commutator 14, to the lamellae of which the low-voltage winding 7 is connected. The current induced in this goes from the grounded brush 16 via a lamella of the commutator 14, the winding 7, the diametrically opposite commutator lamella and the brush 17 to the positive acceptance terminal 18 for the low-voltage current. A grounded terminal 19 is used to connect the return lines that come from the power consumers of the high and low voltage circuits.

Im Gehäusedeekel 20 (Fig. 2) sind zweiIn the housing cover 20 (FIG. 2) there are two

gleichgerichtete Stabmagnete 21 und 22 ivntergebracht; ihre gleichnamigen PoIeN bzw. 5 sind durch je einen lameliierten Polschuh 23 bzw. 24 verbunden. Diese Teile sind zwischen •zwei Sippen 25 des Gehäusedeckels 20 eingelegt und durch eine mit Schrauben 26 be-" festigte Deckplatte 27 festgehalten. Die Pol-" ifJEiuhe 23, 24 haben je zwei zapfenartige '-Fortsätze 28, 92 bzw. 30, 31, die als Kerne 'MpsB. Spulenwicklungen 32 (Kern 28), 33 (Kern 29)₅ 34 (Kern30) und 35 (Kernel) dienen. Diese vier Wicklungen werden in der vorstehenden Reihenfolge gebildet von einer Leitung, die von der Klemme 36 zur Klemme 37 geht und im einen Umlauf sinn die Kerne 28 und 30, im andern die Kerne 29 und 31 umschlingt. "rectified bar magnets 21 and 22 accommodated; their poles of the same name or 5 are connected by a laminated pole piece 23 or 24, respectively. These parts are inserted between two ribs 25 of the housing cover 20 and held in place by a cover plate 27 fastened with screws 26. The pole units 23, 24 each have two peg-like extensions 28, 92 and 30, 31, respectively. which are called kernels ' MpsB. Coil windings 32 (core 28), 33 (core 29) _5, 34 (core 30) and 35 (kernel) are used. These four windings are formed in the above order by a line that goes from the terminal 36 to the terminal 37 and wraps around the cores 28 and 30 in one revolution and the cores 29 and 31 in the other. "

Die Klemmen 36 und 37 sind je über einen in Fig. 1 der Zeichnung schematisch angegebenen Trockengleichrichter 38, 39, 41 und 42, z. B. Eisen-Selen-Elemente in Doppelweg-Gleichrichterschaltung (Graetzschaltung), mit der positiven Klemme 40 für die dritte Spannung und mit der geerdeten Klemme 43 verbunden. Somit fließt unabhängig von der Richtung des in den Wicklungen 32 bis 35 induzierten Stromes Gleichstrom von der Klemme 40 nach der geerdeten Klemme 43 durch den in der Zeichnung nicht dargestellten, zwischen diesen Klemmen angeschlossenen Verbraucherstromkreis. Zur Dämpfung der Spannungsschwankungen dieses Gleichstromes ist eine Siebkette vorgesehen, die aus Drosselwicklungen 44 in der Zuleitung zur Klemme 40 und aus Kondensatoren 45 besteht, deren einer Belag zwischen den Drosselwicklungen 44 an die Zuleitung zur Klemme 40 angeschlossen ist, während der andere Belag mit der geerdeten Leitung zur Klemme 43 verbunden ist.Terminals 36 and 37 are each over a dry rectifier 38, 39, 41 shown schematically in FIG. 1 of the drawing and 42, e.g. B. iron-selenium elements in full-wave rectifier circuit (Graetz circuit), with the positive terminal 40 for the third voltage and with the grounded terminal 43 tied together. Thus, regardless of the direction of the flow in the windings 32 to 35 induced current direct current from terminal 40 to grounded terminal 43 by the not shown in the drawing, connected between these terminals Consumer circuit. To dampen the voltage fluctuations of this direct current a sieve chain is provided, which consists of inductor windings 44 in the supply line to terminal 40 and capacitors 45, one of which is coated between the inductor windings 44 is connected to the lead to terminal 40, while the other The lining is connected to the grounded line to terminal 43.

Auf der Läuferwelle 4 ist ein Rad 46 aufgekeilt, das einen lameliierten Ring 47 mit z. B. acht Zähnen 48 trägt, die einander paarweise diametral gegenüberstehen. Diese bewegen sich beim Lauf der Welle 4 vor den Enden der Kerne 28 bis 31. Der magnetische Fluß der Stabma_gnete2i und 22 geht von 10s deren PolenN über die Kerne 28 und 29 an den Ring 47 und von diesem über die Kerne 30 und 31 zurück zu den Polen S der Stabmagnete. On the rotor shaft 4, a wheel 46 is keyed, which has a laminated ring 47 with z. B. carries eight teeth 48 which are diametrically opposed to each other in pairs. As the shaft 4 runs, these move in front of the ends of the cores 28 to 31. The magnetic flux of the Stabma_gnete2i and 22 goes from 10s to their poles N via the cores 28 and 29 to the ring 47 and from there via the cores 30 and 31 back to the poles S of the bar magnets.

Befindet sich in einem gegebenen Zeitpunkt ein Paar Zähne 48 gegenüber den Kernen 28 und 30, so ist das magnetische Feld in diesen Kernen stärker als in den Kernen 29 und 31, die in diesem Falle je einelr Zahnlücke des Ringes 46 gegenüberstehen. Wird die Läuferwelle 4 und damit das Rad .46 mit dem Ring 47 gedreht und das betrachtete Zahnpaar 48 von den Kernen 28. und 30 nach den Kernen 29 und 31 zu bewegt, so wird das magnetische Feld in jenen schwäeher und in diesen stärker. Da die Wicklungen 32 und 34 zu den Wicklun-There is a pair of teeth 48 opposite the cores at a given point in time 28 and 30, the magnetic field in these nuclei is stronger than in the nuclei 29 and 31, which in this case each have their own individual Opposite tooth gap of the ring 46. If the rotor shaft 4 and thus the wheel .46 rotated with the ring 47 and the considered pair of teeth 48 from the cores 28. and 30 moves towards the nuclei 29 and 31, the magnetic field in those becomes weaker and stronger in these. Since the windings 32 and 34 to the winding

gen 33 und 35 gegenläufig sind, induziert diese Feldänderung in allen vier Wicklungen gleichgerichtete Spannungen, die sich summieren. Beim Weiter drehen des Ringes 47 entfernen sich die betrachteten Zähne 48 wieder von den Kernen 29 und 31 und schwächen das Feld in diesen, während ein neues Zahnpaar sich den Kernen 28 und 30 nähert und dort das Feld verstärkt. Durch diese FeIdänderung werden in den vier Wicklungen Spannungen von umgekehrtem Vorzeichen wie vorher induziert, bis das neue Zahnpaar die Kerne 28 und 30 erreicht; dann wechselt die Spannung ihr Vorzeichen wieder usf. An den Klemmen 36, 37 ist somit eine Wechselspannung verfügbar, deren Frequenz beim dargestellten Beispiel das Achtfache der Drehzahl der Läuferwelle 4 beträgt. Diese wird normalerweise mit mehr als 3000 Umdrehungen pro Minute angetrieben, so daß die Spannung mindestens etwa 400 mal pro Sekunde ihr Vorzeichen wechselt. Bei derartigen und höheren Frequenzen der Wechselspannung ist das Glätten des gewonnenen Gleichstromes mittels einer Siebkette bekanntlich bedeutend leichter erreichbar als bei geringen Frequenzen.genes 33 and 35 are opposite, induced this field change in all four windings rectified voltages that add up. When the ring 47 is turned further, the teeth 48 under consideration move away again from the cores 29 and 31 and weaken the field in these, while a new pair of teeth approaches the cores 28 and 30 and strengthens the field there. Through this change of field the voltages in the four windings have the opposite sign as previously induced until the new pair of teeth reaches cores 28 and 30; then changes the voltage its sign again and so on. There is thus an alternating voltage at the terminals 36, 37 available whose frequency in the example shown is eight times the speed the rotor shaft 4 is. This is usually more than 3000 revolutions driven per minute so that the voltage changes sign at least about 400 times per second. With such and higher frequencies of the alternating voltage is the smoothing of the direct current obtained It is well known that a sieve chain is much easier to achieve than with small ones Frequencies.

Wo die zwischen den Klemmen 40 und 43 angeschlossenen Verbraucher nur einen sehr geringen Strom benötigen, könnte die Gleichrichtereinrichtung statt nach der beschriebenen sog. Graetzschaltung auch nach der sog. Del on schaltung (Greinacherschaltung) ausgeführt sein. Nach dieser wären die Gleichrichterlemente 39 und 42 durch Kondensatoren zu ersetzen.Where the consumers connected between terminals 40 and 43 are only very require low current, the rectifier device could instead of the one described so-called Graetz circuit can also be designed according to the so-called Del on circuit (Greinach circuit). After this they would be Rectifier elements 39 and 42 to be replaced by capacitors.

In Fig. 3 ist eine andere Schaltung des Generators dargestellt, der im übrigen aber gleichgebaut ist .wie der in Fig. 1 darge-In Fig. 3 another circuit of the generator is shown, but the rest is constructed the same as the one shown in Fig. 1

+0 stellte. Dagegen sind die vier Spulen 32, 33, 34 und 35 gleichsinnig gewickelt. Die in Reihe liegenden Wicklungen 32 und 34 sind parallel zu den " ebenfalls hintereinandergeschalteten Wicklungen 33 und 35 an die geerdete Klemme 52 angeschlossen; die freien Enden der Wicklungen 34 und 35 sind über je ein Gleichrichterelement 50 bzw. 49 mit der positiven Klemme 51 verbunden. Der Verbraucherstrom wird über eine Siebkette an den Klemmen 51 und 52 abgenommen. Diese in der Figur nur durch ihr erstes Glied dargestellte Siebkette ist grundsätzlich gleich aufgebaut wie die in Fig. 1 dargestellte und besteht ebenfalls aus Drosselwicklungen 44 und Kondensatoren 45. . Beim Umlaufen des in Fig. 3 nicht wieder dargestellten Rades 46 mit dem Ring 47 und djtj|f|!jähnen 48 wird das Feld abwechslungswelÜPin den Kernen 28 und'30 der Spulen 32 und 34 bzw. in den Kernen 29 und 31 der Spulen 33 und 35 verstärkt. Im ersten Falle fließt der induzierte Strom von der geerdeten Klemme 52 durch die Wicklungen 32 und 34 und über das Gleichrichter element 50 zur Klemme 5 r, während, die gleichzeitig in den Wicklungen 33 und 35 durch Schwächung des Feldes induzierte Spannung von umgekehrtem Vorzeichen sich wegen des Gleichrichterlementes 49 nicht auswirken kann. Bei der Schwächung des Feldes in den Kernen 28 und 30 bleiben die Wicklungen 32 und 34 stromlos, dagegen induziert die Stärkung des Feldes in den Wicklungen 33 und 35 einen Strom von der Klemme 52 zur Klemme 51 über das Gleichrichterelement 49. Da im Beispiel nach Fig. 3 nur zwei der Wicklungen 32 bis 3.5 gleichzeitig von Strom durchflossen werden, beträgt die mittlere erzeugte Gleichspannung nur die Hälfte der mit der Schaltung nach Fig. 1 erreichbaren.+0 set. In contrast, the four coils 32, 33, 34 and 35 wound in the same direction. The series windings 32 and 34 are parallel to the "also series-connected windings 33 and 35 to the grounded Terminal 52 connected; the free ends of windings 34 and 35 are over One rectifier element 50 or 49 each is connected to the positive terminal 51. The consumer flow is removed from terminals 51 and 52 via a sieve chain. These The sieve chain shown in the figure only by its first link is basically the same constructed like that shown in FIG. 1 and also consists of inductor windings 44 and capacitors 45.. When the wheel 46, not shown again in FIG. 3, rotates with the ring 47 and djtj | f |! jähnen 48 the field becomes a variety welÜPin the cores 28 and 30 of the coils 32 and 34 and in the cores 29 and 31 of the Coils 33 and 35 reinforced. In the first case, the induced current flows from the grounded Terminal 52 through the windings 32 and 34 and via the rectifier element 50 to Terminal 5 r, while, at the same time in the windings 33 and 35 by weakening of the field induced voltage of opposite sign due to the rectifier element 49 cannot affect. When the field in the cores 28 and 30 is weakened, the windings 32 and 34 remain de-energized, however, the strengthening of the field in the windings 33 and 35 induces a Current from terminal 52 to terminal 51 via rectifier element 49. As in the example According to FIG. 3, only two of the windings 32 to 3.5 have current flowing through them at the same time the mean DC voltage generated is only half that of the circuit achievable according to Fig. 1.

Claims

Claim:

Three-voltage direct current machine for mobile transmitting or receiving stations for wireless communication, one voltage of which is used to generate the grid bias, characterized in that, that the grid prestressing with the help of one on the same shaft within, the common housing with a voltage generator with permanent magnet ■ excitation in a fixed winding initially generated as an alternating voltage of medium or higher frequency and in a static rectifier arrangement, z. B: by dry rectifier, converted into DC voltage, while the windings for the generation of the two other voltages housed in a common DC armature and with one each to the right and left of the Armature attached commutator are connected.

1 sheet of drawings