DE696910C

DE696910C - Reversible pole arrangement for alternating current collector machines

Info

Publication number: DE696910C
Application number: DE1938O0023824
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Robert Stix
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1938-10-05
Filing date: 1938-10-05
Publication date: 1940-10-02

Description

Die Vergrößerung des Wendepolluftspaltes bei Wechselstromkouektormaschinen ergibt bekanntlich den Vorteil, daß die nachteilige Wirkung der fluktuierenden Anker-Gegen-AW und der Ankernutung auf das Wendefeld verringert wird. Außerdem wird dadurch die sogenannte Zahnkopfstreuung (Streulinienfluß von Zahnkopf zu Zahnkopf über Wendepolschuh) herabgesetzt, wodurch die Stromwendespannung verkleinert und die Stromwendung erleichtert wird.The enlargement of the reversing air gap in AC coupling machines is known to have the advantage that the disadvantageous effect the fluctuating anchor counter-AW and the anchor groove on the turning field is reduced will. In addition, the so-called tooth tip scattering (scatter line flow from tooth tip to tooth tip via reversible pole shoe), which reduces the commutation voltage and the turnaround is facilitated.

Einer Vergrößerung des Wendepolluftspaltes über ein gewisses Maß hinaus, wie sie insbesondere bei neuzeitlichen hochbeanspruehten Maschinen wünschenswert wäre, stehen jedoch wesentliche Hindernisse entgegen. Eine Vergrößerung des Luftspaltes über das erwähnte Maß hinaus hat zur Folge, daß insbesondere die Ausbreitung des Wendefeldes längs der Ankerfläche zu groß wird. Außerdem würde sich längs der ganzen Wendezone überall der gleiche Wert der Wendefeldinduktion ergeben, was nicht erstrebenswert ist. Im allgemeinen soll die Wendefeldinduktibn in der Mitte der Wendezone einen Größtwert haben und rasch nach beiden Seiten abfallen.An increase in the reversing air gap beyond a certain extent, as is the case in particular would be desirable in modern highly stressed machines, however, there are significant obstacles. An enlargement of the air gap beyond the extent mentioned has the consequence that in particular the Spread of the turning field along the anchor surface becomes too great. It would also run lengthways the entire turning zone result in the same value of the turning field induction, which is not is desirable. In general, the Wendefeldinduktibn should be in the middle of the turning zone have a maximum value and quickly fall off to both sides.

Durch die Erfindung wird es möglich, den Wendepolluftspalt wesentlich über das bisher erreichbare Ausmaß hinaus zu vergrößern und damit weitgehend bzw. ganz den Einfluß der fluktuierenden Anker-AW und der Zahnkopf-Streuung zu beseitigen, ohne daß die vorerwähnten Nachteile hinsichtlich der Wendefeldverteilung auftreten. Erfindungsgemäß wird die Wendepolwicklung oder ein Teil dieser so ausgebildet und angeordnet, daß sie über den verkürzten Wendepoleisenkern hinaus gegen den Anker zu vorspringt, oder daß ein Teil dieser Wicklung in gleicher Höhe mit dem unmagne-The invention makes it possible to To enlarge reversing air gap and significantly beyond the previously achievable extent thus largely or entirely the influence of the fluctuating anchor AW and the tooth tip scatter to eliminate without the aforementioned disadvantages with regard to the turning field distribution appear. According to the invention, the reversible pole winding or a part of it is designed and arranged so that it over the shortened reversible pole iron core also protrudes against the anchor, or that part of this Winding at the same height as the unmagnetic

tischen Spalt (Luftspalt) zwischen Wendepo und Anker liegt, wodurch trotz des vergrößerten Luftspaltes eine unerwünschte Ausbreitung des Wendefeldes über die Wendezone hinaus verhindert ist.table gap (air gap) between the reversible pointer and anchor, whereby despite the enlarged Air gap prevents the turning field from spreading beyond the turning zone is.

Die Erfindung erweist sich insbesondere Einphasenbahnmotoren als besonders vorteilbringend, da es sich hier im allgemeinen um Wechselstromkollektormaschinen mit größten ίο Leistungen und daher auch mit hohen spezifischen Beanspruchungen handelt, deren Beherrschung die neue Wendepolanordnung ermöglicht. The invention proves to be particularly advantageous in particular for single-phase railway motors, since it is here in general AC collector machines with the greatest ίο performances and therefore also with high specific It is a matter of stresses which the new reversible pole arrangement enables to be controlled.

Für Einankerumformer ist es bekannt, die »5 Wendepole möglichst ohne Eisen auszuführen, um zu vermeiden, daß das bei Kurzschluß auftretende Ankerfeld einen Eisenweg über die Wendepole vorfindet. Abgesehen davon, daß diese Anordnung einem Zweck dient, der bei ao Wechselstromkollektormaschinen im vorhinein nicht vorliegt, ist diese Anordnung auch für die letztgenannten Motoren praktisch nicht anwendbar, weil sie hier im Gegensatz zu Einankerumformern zu viel zu großen Abmessungen und praktisch unbrauchbaren elektrischen Verhältnissen führen würde. ,For single armature converters it is known that the »Make 5 reversing poles without irons if possible, in order to avoid that the armature field that occurs in the event of a short circuit has an iron path over the Finds turning pole. Apart from the fact that this arrangement serves a purpose that is associated with ao AC collector machines are not available in advance, this arrangement is also for the the latter engines are practically inapplicable, because here, in contrast to single armature converters, they are too large and have practically useless electrical conditions would lead. ,

In Fig. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. 1 bedeutet den Wendepoleisenkern, mit 2 sind die Hauptpole angedeutet, mit 3 das Ankereisen. 4 ist die Erregerwicklung für die Hauptpole, 5 die Wendepolwicklung, die erfindungsgemäß über den Bereich des magnetischen Wendepolkernes sich hinaus erstreckt.' Zum Tragen bzw. Halten der Wendepolwicklung 5 dient ein in der Verlängerung des Wendepoles liegender und mit diesem verbundener unmagnetischer Teil 6, der zweckmäßig nach Art eines Poles seitliche Fortsätze 7 besitzt. Auf diesen Fortsätzen und auf Nasen 8 an den Hauptpolen ruht die Wendepolwicklung auf. Das unmagnetische Haltestück 6 kann zweckmäßig in der Weise aufgebaut und mit dem Eisenkern des Wendepols verbunden werden, daß zwischen einzelnen aus dem Eisenkern vorspringenden unmagnetischen Blechen unmagnetische Füllstücke von entsprechendem Profil eingeschoben werden und die vorspringenden Bleche und die Füllstücke durct Bolzen 9 zusammengehalten werden.In Fig. Ι the drawing, an embodiment of the invention is shown. 1 means the reversible pole iron core, with 2 the main poles are indicated, with 3 the anchor iron. 4 is the excitation winding for the main poles, 5 is the reversing pole winding, which according to the invention has the area of the magnetic reversible pole core extends out. ' For carrying or holding the reversing pole winding 5 serves a lying in the extension of the reversing pole and with this connected non-magnetic part 6, which expediently in the manner of a pole lateral extensions 7 owns. The reversible pole winding rests on these projections and on lugs 8 on the main poles on. The non-magnetic holding piece 6 can expediently constructed in the manner and be connected to the iron core of the turning pole that between individual from the iron core protruding non-magnetic sheets non-magnetic filler pieces of the same Profile are inserted and the protruding sheets and the filler pieces by bolts 9 be held together.

Die zum Tragen der Wendepole dienenden unmagnetischen Haltestücke können gegebenenfalls mit Vorteil zugleich als Nutenverschlußkeile ausgebildet sein. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2, bei dem das durch eine Schwalbenschwanzverbindung mit dem Eisenkern ϊ des Wendepoles verbundene unmagnetische Haltestück 6 einen den beiden benachbarten Wendepolnuten gemeinsamen Verschlußkeil bildet. Der Verschlußkeil enthält hier selbst einen Teil der Wendepolwicklung 10, die das Wendefeld im Luftspalt zusammenhält und gleichzeitig auch die Kompensation der Ankeramperewindungen im Bereich der Wendezone bewirkt.The ones used to carry the reversing poles Non-magnetic holding pieces can optionally also be used advantageously as slot wedges be trained. A corresponding embodiment is shown in FIG. 2, in which the through a dovetail connection with the iron core ϊ of the reversing pole connected non-magnetic Holding piece 6 has a locking wedge common to the two adjacent reversible pole grooves forms. The locking wedge itself contains a part of the reversible pole winding 10, which holds the turning field together in the air gap and at the same time also compensates for the Causes anchor amp turns in the turning zone.

^. Die Anordnung nach Fig. 2 gibt auch §;S?itgleich die vorteilhafte Möglichkeit, die ipshwankungen des Wendepolkraftflusses, die '⁷IiCh durch die Ankernutung und durch die * Rückwirkung der Stromwendung ergeben, weitgehend auszuschalten, wozu die normale, vom Anker zu weit entfernt liegende Wendepolwicklung 5 nicht geeignet ist. Dies gelingt dadurch, daß die der Ankeroberfläche zunächst liegenden Teile der Wendepolwicklung 10 für sich parallel geschaltet werden bzw. mit einer eigenen Ausgleichsleitung untereinander verbunden werden. Die entsprechende Schaltung zeigt Fig. 3 im einfachen Schaltbild. Mit 5 sind wie in Fig. 2 die Windungen des in der Wendepolnut angeordneten Teiles der Wendepolwicklung, mit 10 die Wendepolwindungen im Verschlußkeil bezeichnet. 11 ist die Ausgleichsleitung, die die Windungen 10 für sich verbindet. Der unmittelbar der Ankeroberfläche benachbarte Teil der Wendepolwicklung kann u. U. zweckmäßig auch selbst als Nutenverschlußkeil ausgebildet sein, wie Fig. 4 zeigt. Die Wendepolwicklung besteht hier aus der in der Nut angeordneten Wicklung 5 und dem einen weiteren Teil der Wendepolwicklung bildenden leitenden Keil 11, der sich einerseits auf einem Isolierstück 6 (das wie in Fig. 1 mit dem magnetischen Kern des Wendepoles verbunden ist) und andererseits auf den Polspitzen der Hauptpole 2 abstützt.^. . The arrangement of Figure 2 is also § S itgleich the advantageous possibility that ipshwankungen of Wendepolkraftflusses that ^'7 iiCH result from the Ankernutung and the * retroactive effect of the commutation largely eliminate what the normal, far away from the anchor to? lying reversing pole winding 5 is not suitable. This is achieved in that the parts of the reversing-pole winding 10 which are initially located on the armature surface are connected in parallel for themselves or are connected to one another with their own compensating line. The corresponding circuit is shown in FIG. 3 in a simple circuit diagram. As in FIG. 2, 5 denotes the turns of the part of the reversible pole winding arranged in the reversible pole groove, and 10 denotes the reversible pole windings in the locking wedge. 11 is the compensation line that connects the turns 10 for itself. The part of the reversible pole winding which is directly adjacent to the armature surface can, under certain circumstances, also expediently be designed as a slot wedge itself, as FIG. 4 shows. The reversible pole winding consists of the winding 5 arranged in the slot and the conductive wedge 11 which forms a further part of the reversible pole winding and which is located on the one hand on an insulating piece 6 (which is connected to the magnetic core of the reversible pole as in FIG. 1) and on the other the pole tips of the main poles 2 is supported.

Eine besonders günstige Dämpferwirkung bezüglich der durch die Ankernutung entstehenden Oberwellen im Wendepolluftspalt läßt sich erzielen, wenn die Anordnung so getroffen wird, daß der der Ankeroberfläche zunächst liegende Teil der Wendepolwicklung aus parallelen, je über gleichnamige Pole führenden Stromzweigen besteht, die über ihre gemeinsamen Stromzuführungsstellen zu einem bzw. mehreren in sich geschlossenen Dämpfungs-Stromkreisen verbunden sind. Ein entsprechendes Schaltungsbeispiel mit zwei parallelen Strom- ' kreisen zeigt Fig. 5. Mit 12 ist der eine Zweig, mit 13 der dazu parallel liegende andere Zweig der in der Nähe der Ankeroberfläche angeordneten Wendepolwicklung bezeichnet. Jeder dieser Zweige führt je über gleichnamige Pole. 14, 15 sind die gemeinsamen Stromzuführungsstellen für beide Kreise. Über diese Stellen sind beide Parallelzweige zu einem in sich geschlossenen Dämpfungsstromkreis verbunden, der zur Abdrosselung der Oberwellenfelder im Wendepolluftspält dient. .A particularly favorable damping effect with regard to the resulting from the anchor groove Harmonics in the reversing air gap can be achieved if the arrangement is made in this way that the armature surface initially lying part of the reversible pole winding from parallel current branches, each leading via poles of the same name, which via their common Power supply points to one or more self-contained damping circuits are connected. A corresponding circuit example with two parallel current ' 5 shows one branch with 12 and the other branch lying parallel to it with 13 the reversing pole winding arranged in the vicinity of the armature surface. Everyone this branch leads over poles of the same name. 14, 15 are the common power supply points for both circuits. About these posts are both parallel branches connected to form a self-contained damping circuit, which is used for Throttling of the harmonic fields in the reversing air gap is used. .

Die Wirkung der Anordnung nach der Erfindung läßt sich weiter noch wesentlich verbessern, wenn die über den Wendepolkern hinaus verlängerte Wendepolwicklung oder Teile dieserThe effect of the arrangement according to the invention can be further improved significantly, if the reversible pole winding or parts of it extended beyond the reversible pole core

Wicklung seitlich in die Stromwendezone hineinragen bzw. diese zum Teil überdecken. Dadurch läßt sich die Feldausbreitung ebenfalls sehr wirksam in der gewünschten Weise beeinflussen. 5Winding protrude laterally into the current reversing zone or partially cover it. Through this the field propagation can also be influenced very effectively in the desired manner. 5

Claims

Patent claims:

i. Reversing pole arrangement for AC collector machines, in particular single-phase bayin motors, with an enlarged reversing pole air gap for the purpose of reducing or eliminating the influence of the fluctuating armature AW and the tooth tip scattering, characterized in that the reversing pole winding or a part of it protrudes beyond the reversing pole iron core towards the armature or part of this winding is arranged at the same height as the non-magnetic gap (air gap) between the turning pole and armature in order to prevent the turning field from spreading beyond the turning zone despite the enlarged air gap.
2. Arrangement according to claim 1, characterized in that for carrying or holding the reversing pole winding a lying in the extension of the reversing pole core and connected to this non-magnetic part is used, which has expedient lateral extensions to support the reversing pole winding.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the for holding the Reversible pole winding serving non-magnetic part at the same time as slot locking wedge, advantageous is designed as a locking wedge shared by two adjacent reversible pole grooves.

4. Arrangement according to claim 3, characterized. characterized in that part of the reversing pole winding housed in the non-magnetic holding part designed as a slot wedge is.

5. Arrangement according to claim 3, characterized in that part of the reversing pole winding itself-is designed as a slot wedge or as part of such.

6. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the anchor surface initially lying, preferably at the same level as the non-magnetic Reversing pole gap arranged reversing pole winding parts are connected in parallel for themselves or are connected to one another by their own compensating lines.

7. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the anchor surface lying first, preferably at the same level with the non-magnetic reversible pole gap arranged part of the reversible pole winding from parallel, each leading over poles of the same name There is power branches that are self-contained via the common power supply points to one or more Damping circuits are connected.

8. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that the reversing pole winding or 'parts of it protrude laterally into the current reversing zone or partially cover them.

1 sheet of drawings