DE75026C

DE75026C - Current inverter for electrical machines with delivery rails located on various dividing drums

Info

Publication number: DE75026C
Application number: DENDAT75026D
Authority: DE
Original assignee: C. OLIVETTI in Ivrea, Piemont, Italien
Anticipated expiration: 1913-05-20

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Abgabeschienen.Delivery rails.

Bei den gewöhnlichen Stromwendern der Gleichstrommaschinen müssen sich die Stege im allgemeinen sehr nahe bei einander befinden, nur getrennt durch einen schmalen Streifen isolirender Masse.With the usual commutators of the DC machines, the webs must be are generally very close to each other, only separated by a narrow one Strips of isolating ground.

Es kommt nun oft vor, besonders bei Strömen von hoher Spannung, dafs sich ein elektrischer Lichtbogen zwischen zwei Stegen bildet.Now it often happens, especially with currents of high voltage, that an electric Arc forms between two webs.

Die Erfindung bezweckt, diesem Uebelstand vorzubeugen, und wird dieser Zweck dadurch erreicht, dafs die Stege der Stromwender in einer regelmäfsigen und gleichmäfsigen Weise auf zwei oder mehrere Oberflächen von Cylindern gleicher oder verschiedener Durchmesser vertheilt werden. Es können hierzu auch ringförmige Oberflächen oder Scheiben oder überhaupt Oberflächen geeigneter fester Körper, welche sich um die Ankerachse drehen, benutzt werden. Auf diese Weise wird der Stromwender in eine gewisse Anzahl von Theilstromwendern zerlegt.The invention aims to prevent this disadvantage, and thereby becomes this purpose achieves that the webs of the commutators in a regular and uniform manner on two or more surfaces of cylinders of the same or different diameters be distributed. For this purpose, ring-shaped surfaces or disks or surfaces in general that are suitably more solid can also be used Bodies that rotate around the anchor axis can be used. In this way, the Commuter divided into a certain number of partial commutators.

Jeder der letzteren ist mit Bürsten versehen, welche auf verschiedene Weise verbunden sein können, um den Charakter der durch dieselben abgenommenen Ströme zu verändern.Each of the latter is provided with brushes which are connected in different ways can to change the character of the currents drawn by them.

Die Theilstromwender sind von einander isolirt und mit der Ankerwicklung verbunden.The partial commutators are isolated from one another and connected to the armature winding.

Diese Anordnung kann bei Dynamo- und magnetelektrischen Maschinen und elektrischen Motoren , bei Gleichstrom-Umwandlern, überhaupt bei allen elektrischen Maschinen Anwendung finden, bei denen gewöhnliche Gleichstromwender angewendet werden können.This arrangement can be used in dynamo and magneto-electric machines and electrical Motors, in DC converters, in general in all electrical machines where common DC inverters can be used.

Welche Ausführungsform auch der Anker haben mag, bei welcher ein solcher Stromwender angewendet werden soll, stets werden die Stege eines jeden Theilstromwenders mit den Ankerwicklungen in einer Aufeinanderfolge verbunden, welche von der Anzahl der angewendeten Theilstromwender abhängt.Whichever embodiment the armature may have, in which case such a commutator is to be used, the webs of each partial commutator are always with connected to the armature windings in a sequence which depends on the number of used Partial commutator depends.

Wenn 1, 2, 3, 4, 5 u. s. w. die auf einander folgenden Ankerspulen in der Ordnung anzeigen , in welcher die Windungen gemacht sind, so wird Ende der ersten Spule der .Verbindungspunkt der ersten Ankerspule mit der zweiten, Ende der zweiten Spule der Verbindungspunkt der zweiten Ankerspule mit der dritten genannt und so weiter bis zur letzten Spule, welche mit der ersten verbunden ist. Wenn zwei Theilstromwender vorhanden sind, so werden die Stege des einen in der richtigen Ordnung mit den Enden der Ankerspulen der ungeraden Nummern 1, 3, 5, 7 u. s. w. und die Stege des zweiten Theilstromwenders mit den Enden der Ankerspulen der geraden Nummern 2, 4, 6, 8 u. s. w. verbunden.If 1, 2, 3, 4, 5 etc. indicate the following armature coils in the order , in which the turns are made, the end of the first coil becomes the connection point the first armature coil with the second, the end of the second coil is the connection point the second armature coil with the third and so on up to the last coil, which is connected to the first. If there are two partial commutators, the webs of one will be in the correct one Order with the ends of the armature coils of the odd numbers 1, 3, 5, 7 and so on and the Bars of the second partial commutator with the ends of the armature coils of the even numbers 2, 4, 6, 8 and so on.

Sind drei Theilstromwender vorhanden, so werden die Stege des ersten mit den Enden der Spulen 1, 4, 7, 10, 13 u. s. w., diejenigen des zweiten mit den Enden der Spulen 2, 5, 8,11,14 u.. s. w. und diejenigen des dritten mit den Enden der Spulen 3, 6,9,12,15 u. s. w. verbunden.If there are three partial commutators, the bars of the first are with the ends of the coils 1, 4, 7, 10, 13 and so on, those of the second with the ends of the coils 2, 5, 8, 11, 14 etc. and those of the third connected to the ends of the coils 3, 6, 9, 12, 15 and so on.

Allgemein, wenn η Theilstromwender vorhanden sind (n ist der Nenner der Anzahl der Ankerspulen), so werden die Stege des erstenIn general, if η partial commutators are present (n is the denominator of the number of Armature coils), the bars of the first

Theilstromwenders mit den bezüglichen Enden der Spulen ι (i -f- η, ι + ²ⁿ> ι + 3ⁿ u. s. w.), die des zweiten mit den Enden der Spulen 2 (2 4- n, 2 -f- 2n, 2 -|- 3 η u. s. w.) und die des dritten mit den Enden der Spulen 3 (3 + n, 3 -f- zn? 3 + 3ⁿ u· ^s· ^w·) verbunden.The partial commutator with the related ends of the coils ι (i -f- η, ι + ²ⁿ > ι + 3 ⁿ etc.), those of the second with the ends of the coils 2 (2 4- n, 2 -f- 2n, 2 - | - 3 η etc.) and those of the third are connected to the ends of the coils 3 (3 + n, 3 -f- zn? 3 + 3 ⁿ u · ^s · ^w ·).

Auf diese Weise ist in jedem Theilstromwender nur — der ganzen Anzahl von StegenIn this way there is only - the whole number of bridges in each partial commutator

vorhanden und es kann jeder Steg eine Breite besitzen, die gleich grofs oder etwas gröfser ist, wie bei einem gewöhnlichen Stromwender, während ihre Abstände so viel . vergröfsert werden, dafs die Gefahr einer Bogenbildung nur in geringem Mafse besteht.present and each web can have a width that is the same or slightly larger is like an ordinary commutator, while their distances are so much. enlarged that the danger of arcing is only slight.

Jeder Theilstromwender ist mit einem Paar Bürsten versehen oder, im Falle von vielpoligen Maschinen, mit mehreren Paaren Bürsten, wobei von jedem Bürstenpaar die eine Bürste negativ und die andere positiv ist. Jede Bürste ist für denjenigen Satz Spulen und für diejenige Stellung der Inductionspole, die sich darauf beziehen, passend angeordnet. Es können alle positiven und alle negativen Bürsten mit einander verbunden werden. Bei dieser Verbindung kann die Maschine mit gleichgerichtetem Strom arbeiten. Es können auch zwei Gruppen von Bürsten gebildet werden, nämlich eine Gruppe durch Verbindung der positiven Bürsten einiger Theilstromwender mit den negativen Bürsten einiger der anderen und eine zweite Gruppe durch Verbindung der übrigen Bürsten in ähnlicher Weise. Bei dieser Verbindung wirkt die Maschine als Wechselstrommaschine. Der Wechselstrom ist jedoch nur dann regelmäfsig, wenn die beiden Bürstengruppen symmetrisch sind.Each partial commutator is provided with a pair of brushes or, in the case of multi-pole ones Machines with several pairs of brushes, with one brush being negative and the other positive of each pair of brushes. Every Brush is for the set of coils and for the position of the induction poles that are refer to it, appropriately arranged. It can be all positive and all negative Brushes are connected to each other. With this connection, the machine can use work rectified current. Two groups of brushes can also be formed, namely a group by connecting the positive brushes of some partial commutators with the negative brushes of some of the other and a second group by connecting the rest of the brushes in a similar fashion. With this connection, the machine acts as a AC machine. However, the alternating current is only regular if the two Brush groups are symmetrical.

In jedem Falle, sei der Strom regelmäfsig oder unregelmäfsig, sollen eine positive Bürste und eine negative Bürste, die zu derselben Gruppe gehören, nie gleichzeitig wirken.In any case, whether the current is regular or irregular, there should be a positive brush and a negative brush belonging to the same group never work at the same time.

In Fig. ι ist eine zweipolige Maschine (Erzeuger- oder Treibmaschine) mit einem Ringanker von 32 Spulen schematisch dargestellt, bei welcher ein Stromwender angewendet ist, der nach vorliegender Erfindung in zwei Theilstromwender zerlegt ist. Es sind zwei positive Bürsten P¹ P² und zwei negative Bürsten N¹ iV² angeordnet. Der Strom ist gleichgerichtet, wenn die Bürsten P¹P² und N¹N² mit einander verbunden sind, dagegen ein Wechselstrom, wenn die Bürste P¹ mit der Bürste N² und die Bürste N¹ mit der Bürste P² verbunden sind.In Fig. Ι a two-pole machine (generator or driving machine) with a ring armature of 32 coils is shown schematically, in which a commutator is used, which is divided into two partial commutators according to the present invention. Two positive brushes P ¹ P ² and two negative brushes N ¹ iV ² are arranged. The current is rectified when the brushes P ¹ P ² and N ¹ N ² are connected to one another, but an alternating current when the brush P ^{1 is} connected to the brush N ² and the brush N ^{1 is} connected to the brush P ² .

In Fig. 2 ist eine ähnliche Dynamomaschine schematisch dargestellt, bei welcher ein Stromwender ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten angewendet ist, jedoch mit der Abänderung, dafs der eine Theilstromwender gegen den anderen um ein Stück verdreht ist; die Bürsten sind dementsprechend verschoben. Die Verbindungen mit den Spulen und die der Bürsten können ebenso wie im vorhergehenden Beispiel ausgeführt werden. In beiden Fig. 1 und 2 sind die Stege in derselben Breite dargestellt, wie bei dem gewöhnlichen Stromwender, d. h. ein jeder Steg nimmt etwas weniger als Y₃₂ des Kreisumfanges ein.In Fig. 2 a similar dynamo machine is shown schematically, in which a commutator similar to that shown in Fig. 1 is used, but with the modification that one part of the commutator is rotated a bit with respect to the other; the brushes are moved accordingly. The connections to the coils and those of the brushes can be made in the same way as in the previous example. In both FIGS. 1 and 2, the webs are shown in the same width as in the usual commutator, ie each web occupies a little less than Y _{32 of} the circumference.

In Fig. 3 ist eine vierpolige Maschine schematisch dargestellt mit einem Ringanker von 48 Spulen, die Zahl der Theilstromwender ist vier; jeder derselben besitzt vier Bürsten, die symmetrisch angeordnet sind. Wenn die acht positiven Bürsten pi pa ps pi _und die acht negativen Bürsten N\N² N^B N ⁴ verbunden sind, so wirkt die Maschine als Gleichstrommaschine. Wenn die vier positiven Bürsten P' P³ mit den vier negativen Bürsten IV² iV⁴ und die vier negativen Bürsten N¹ N³ mit den positiven Bürsten P¹* P⁴^ verbunden sind, ebenso wenn die vier Bürsten P^: P² mit den vier Bürsten N³ iV⁴ und die vier Bürsten N¹ iV² mit den vier Bürsten P³ P⁴ oder auch wenn die vier Bürsten P¹ P⁴ mit den vier Bürsten N² N³ und die vier Bürsten P²P³ mit den vier Bürsten N¹ N* verbunden sind, wird ein regelmäfsiger Wechselstrom erzeugt. In dieser Figur nimmt jeder Steg ^!/₄₈ des Kreisumfanges ein, d. h. jeder Steg ist ein wenig breiter, als es bei einem gewöhnlichen Stromwender sein würde.In Fig. 3 a four-pole machine is shown schematically with a ring armature of 48 coils, the number of partial commutators is four; each of them has four brushes which are arranged symmetrically. When the eight positive brushes pi pa ps pi _and the eight negative brushes N \ N ² N ^B N ^{4 are} connected, the machine acts as a DC machine. If the four positive brushes P 'P ^{3 are} connected to the four negative brushes IV ² iV ⁴ and the four negative brushes N ¹ N ^{3 are} connected to the positive brushes P ¹ * P ⁴ ^ , likewise if the four brushes P ^: P ² with the four brushes N ³ iV ⁴ and the four brushes N ¹ iV ² with the four brushes P ³ P ⁴ or even if the four brushes P ¹ P ⁴ with the four brushes N ² N ³ and the four brushes P ² P ³ with the four brushes N ¹ N * are connected, a regular alternating current is generated. In this figure, everyone takes a bridge ^! / _{48 of} the circumference, that is, each bar is a little wider than it would be with an ordinary commutator.

In gleicher Weise ist in Fig. 4 eine sechspolige Maschine mit Ringanker schematisch dargestellt, welche 12 Spulen und drei Theilstromwender besitzt. In diesem Falle sind jedoch für jeden der letzteren nur zwei anstatt sechs Bürsten angewendet, weil alle Stege, die sich in gleichen Verhältnissen mit Bezug auf die Paare der Inductionspole befinden, mit einander verbunden sind. Dasselbe Ergebnifs könnte erhalten werden, wenn jede Ankerwindung mit allen den Windungen, welche sich in Bezug auf die Paare der Inductionspole in den gleichen Verhältnissen befinden, in Gruppen verbunden würde.In the same way, a six-pole machine with a ring armature is shown schematically in FIG shown, which has 12 coils and three partial commutators. In this case, however for each of the latter only two instead of six brushes are used, because all of the webs that are in equal proportions with respect to the pairs of induction poles, with each other are connected. The same result could be obtained if each anchor turn with all the turns which are in the same proportions with respect to the pairs of induction poles, in Groups would be connected.

In diesem Beispiel ist die Anzahl der Theilstromwender, der Spulen und der Inductionspole eine derartige, dafs die Stege, welche mit einander verbunden werden, verschiedenen Theilstromwendern angehören. In diesem (wie in dem in Fig. 2 gezeigten) Falle können zwei der Theilstromwender theilweise verschoben sein, desgleichen die betreffenden Bürsten, und zwar in solcher Weise, dafs Stege, welche mit einander verbunden werden müssen, auf demselben Radius angeordnet sind, so dafs in diesem Falle die mit einander zu verbindenden Stege in einen vereinigt und auf diese Weise alle die Theilstromwender, bis auf einen, beseitigt werden können, wobei die Anzahl der Bürsten die gleiche bleibt, obschon die StellungIn this example the number of partial commutators, coils and induction poles is such that the webs which are connected to one another are different Belong to partial commutators. In this case (as in that shown in FIG. 2) two the partial commutator may be partially displaced, as have the relevant brushes, and in such a way that bridges, which must be connected to one another, are on the same Radius are arranged, so that in this case those to be connected with each other Bridges combined into one and in this way all the partial current reversers, except for one, eliminated the number of brushes remains the same, although the position

der letzteren sich ändert, wie in Fig 5 schematisch dargestellt ist.the latter changes, as is shown schematically in FIG.

In den in Fig. 4 und 5 gezeigten Beispielen ist der Strom gleichgerichtet, wenn die Bürsten P¹ P² P³ verbunden sind und die Bürsten N¹ 2V² N^B ebenfalls verbunden sind.In the examples shown in FIGS. 4 and 5, the current is rectified when the brushes P ¹ P ² P ^{3 are} connected and the brushes N ¹ 2V ² N ^{B are} also connected.

Claims

Patent claim:

In electrical machines to avoid arcing between the webs of the Reversing drum the division of the latter into two or more dividing drums, their Bars are connected to the anchor windings in such a way that two adjacent anchor windings always lie on webs located on different dividing drums, whereby the brushes dragging over the partial drums are connected in a suitable manner so that the spaces between the bridges can be made larger than usual Arrangement of the latter is common.

1 sheet of drawings.