-
Wechselstromkommutatormotor, insbesondere Reihenschlußmotor, für höhere
Frequenzen mit einer zweigängigen Parallel- oder Schleifenwicklung Die Ausbildung
von Wechselstromkommutatormotoiren, insbesondere Reihenschlußmotoren, für höhere'
Frequenzen (5o oder 6o Hz) bereitet erhebliche Schwierigkeiten, da die Ankerspannung
mit Rücksicht auf die Kommutnerung nur klein gewählt werden darf. Infolgedessen
ergibt sich bei den für derartige Maschinen üblichen Wicklungen einerseits ein ungewöhnlich
großer Kommutator, andererseits eine sehr geringe axiald Länge des Eisenpaketes:
Es ist bekannt, die Abmessungen derartiger Bahnmotoren da.-durch günstiger zu gestalten,
daß mehrgängige Parallelwicklungen (Schleifenwicklungen) Anwendung finden. Die normale
zweigängige oder mehrgängige Schlei.fenwicklung weist jedoch noch den Nachteil auf,
daß diese Wicklung in b:ezug auf die Kom@mwtierung verhältn#i#smäß#ig empfindlieh
ist, weil zwischen benachbarten Bürsten zwei Ankerzweige p,ar#llel geschaltet sind,
die elektrisch niemaIs völlig gleichwertig sind. Es treten infolgedessen in dien
parallelen Ankerzjweigen kleine Spannungsdifferenzen auf, die von Lamelle zu Lamelle
schwanken und sich als Bürsitenfeuer bemerkbar machen. Um, eine sichere Stromzuführung
zu dien beiden parallelen Zweigen zu erhalten n, müssen die Bürsten zienn:lich dick
gemacht w@erden:, damit. sie unter allen Umständen
mindestens zwei
benachbarte Lamellen voll bedecken. Bei Et echselstroinkommutatormotoren schließen
sie dann aber mehrere Ankerspulen kurz und geben starkes Bürstenfeuer.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine wesentlich vorteilhaftere Ausbildung
derartiger Wechselstromkommutatormotoren, insbesondere Reihenschlußmotoren, für
höhere Frequenzen mit einer z@vleigängigen Parallel-oder Schleifentvicklun, deren
Zweige abwechselnd an je einen' zu beiden Seiten der Wicklung angeordneten Komlnutator
angeschlossen sind. Erfindungsgemäß zeichnet sich diese Anordnung dadurch aus, daß
die Stromzufuhr und -abfuhr zum bzw. vom Kammutator durch je eine Bürste bzw. Bürstenreihe
je Polerfolgt und daß die Wicklung in bezug auf die die gleiche Polarität a:uf@veisenden,
an den beiden Konimutatoren anliegenden Bürsten für die beiden parallelen Zweige
in jeder beliebigen St,llung der Segmente völlig symmetrisch ist. Zur Erreichung
der angestrebten N-erbesserung der Xoinmutierung ist es bei dieser Anordnung erforderlich,
da.ß die Bürsten der zu beiden Seiten der Wicklung liegenden Komniutatoren genau
in einer L#lucht stehen. Die hommutatorsegmente. die jeweils in der =Mitte der Bürste
stellen. sind an verschiedene Ankerzweige angeschlossen, also beispiels-,veise das
Segment des Kommutators I an den @Viclzlungszweig A, das Segment des Kommutaters
1I an den Wicklungszweig B. Daraus folgt. daß die beiden Zweige stets eine vollkommen
gleich-,vertige Stromzuführung haben.
-
An sich ist bereits ein Anker für Wechselstromkommutatormotoren bekanntgeworden,
b--i dem die parallelen Zweige der Wicklung abwechselnd an die Lamellen je eines
an den beiden Seiten der Wicklung angeordneten Kommutators angeschlossen sind. Bei
diesem Motor ist jedoch eine vollkommen andere Anordnung der Bürsten vorgesehen.
Die in verdoppelter Anzahl vorhandenen Bürsten besitzen dabei eine geringere Breite
als die i Kamm.utatorlamellen. Sie sind so angeordnet. daß die kommutierenden Spulen
der beiden Wiclzlungsztveige miteinander in Reihe geschaltet «-erden, so daß sich
die auftretenden transformatorischen Spannungen in den gleichzeitig kommutierenden
Spulen auflieben.
-
im folgenden soll die Erfindung näher an Hand der Zeichnung erläutert
werden, in der eine erfindungsgemäß ausgebildete Wicklung wiedergegeben ist. Mit
_d und B sind die beiden parallelen Wicklungszweige bezeichnet; zur besseren Unterscheidung
ist der Wicklungszweig A ausgezogen, der Wicklungszweig B gestrichelt gezeichnet.
1 und II sind die beiden Kommutatoren, die zu beiden Seiten der Wicklung
liegen. Die Segmente des Kommutators I sind in der Weise an die Wicklung angeschlossen,
daß die Segmente 11, 13, 15 usw. mit dem Wicklungszweig A, die Segmente
12. 14, 10 usw. mit dem Wick-
lungszweig B verbunden sind. Am Komf mutator
1I sind die Segmente 2r, 23, 25 us«-. mit dem Wicklungszweig B und
die Segmente 22. 2.4, -26 USW. mit dem Wicklungszweig-1 verbunden. Der Stromverlauf
beispielsweise im Wicklungszweig _d ist folgender: Vom Segment ii des Kommutators
I durch Stab i zum Segment -22 des Kommutators 1I, Stab 2 des nächsten Pols zum
Segment 13 des Kommutators I, Stab 3. Segmeilt 24 des Kommutators
II, Stab .I, Segment 15 des Kommutator II usw. Bei dein Kainmutator 1 gehören alle
ungeraden Segmente zum Wicklungszweig A, während beim Kommutator Il alle ungeraden
Segmente zum Wicklungszweig B gehören.
-
Wesentlich ist für die erfindungsgemäß ausgebildete Wicklung. daß
der Wickelschritt vom Koinmutator I aus gesehen eiri anderer ist als vom Kommutator
II. Erfindungsgemäß wird der Wickelschritt, vom Konimutator 1 aus betrachtet, um
eine Segmentteilung größer als der Durchmesserschritt gemacht, während bezogen auf
Kommutator II der Wickelschritt tnn genau eine Segmentteilung kleiner als der Durchmesserschritt
ausgeführt wird. Es ergibt sich infolgedessen eine Wicklung mit schwacher Sehnung.
Da es bei Sehnenwicklungen für die Wirkungsweise gleichgültig ist, o1> der Wickelschritt
kleiner oder größer als der Durchmesserschritt ausgeführt wird, sofern nur der Grad
der Sehnung der gleiche ist, wird die Wicklung in elektrischer Beziehung in bezug
auf die beiden Kommutatoren vollkommen gleichwertig. Es ergeben sich infolgedessen
am Kommutator I und am Kommutator II völlig gleiche Spannungen und eine gleichmäßige
Spannungsverteilung. jedem Kommutator werden sowohl positive wie negative Bürsten
zugeordnet. Infolgedessen wird die Hälfte des Gesamtstromes über je einen der Kommutatoren
geführt. Damit die Stromverteilung nicht durch zufällig auftretende Betriebsbedingungen
gestört werden kann, beispielsweise durch verschiedene Erwärmung der Bürstensätze,
empfiehlt es sich, den Bürsten, wie ebenfalls in der Zeichnung angedeutet, einen
Stromteiler S vorzuschalten, an dessen Mittelpunkt die Stromzuleritung erfolgt.
Die in den Stromzu- und -ableitungen vorgesehenen Stromteiler können ein gemeinsames
Eisengestell besitzen.
-
Bei Anwendung der Erfindung ergibt sich noch. daß bei unmittelbarer
Stromzuführung
zu den Bürsten: eine Stromschleife auftritt, die
den Rücken des Ständerbleehpaketes und damit auch das halbe Feld eines Pols um:
schließt. In dieser Schleife wird ein zusätzlicher Kurzschlußstrom induziert. Gemäß
der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann dieser Nachteil. dadurch vermieden
werden, daß der Strom zuerst durch die Mitte des S.tände:rrückens nach innen. geführt
und von hier aus längs der Ständerwi.cklung zu den Bürsten geführt wird. Eine Stromschleife
ist damit vermieden.
-
Die obenerwähnte Einfügung eines Stromteilers hat übrigens auch den
Vorteil zur Folge, daß die in der Schleife auftretenden Kurzsch;lußströme unschädlich
gemacht werden.
-
Die Erfindung ermöglicht es, eine äußerst einfache und betriebssichere
Ausbildung eines Wechselstromkommutatormoto@rs für höhere Frequenzen; mit einer
zweigängigen Schleifentwicklung ziu; schaffen, der je Pol und Kommutator normale
Bürsten, die breiter als eine Lamellenteilung sind, aufweist. Da bei der verwendeten
Wicklung zwischen den benachbarten, jeweils von einer Bürste überbrückten Segmenten
immer nur eine halbe Windung statt einer vollen Windung bei der einfachen Schleifenwicklung
vorhanden ist, kann unter Annahme der gleichen zulässigen Kurzschlußspannung, die
üblicherweise bei etwa 3 Volt gehalten wird, ein doppelt so sitarkes Feld angewendet
werden. Es ergibt sich infolgedessen insbesondere bei. Fahrzeugen mit Normalspur
eine günstigere Ausnutzung des zwischen den Rädern für die Motoren zur Verfügung
stehenden, Raumes, die nicht viel hinter der Raumausnutzung bei den üblichen Motoren
von 162/s Hz zurückbleibt.
-
Grundsätzlich kann der Erfindungsgedanke auch dann Anwendung finden,
wenn statt der zweinfachem; Parallelwicklung eine 2 p-gängige Reihenparadlelwicklung
vorhanden ist, bei der ebenfalls eine Sehnung von ± i Segm,entteilung angewendet
ist (2 p = Polzahl).