DE78833C

DE78833C - AC machine with commutator, in whose individual armature coils useful resistances are connected

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Publication number: DE78833C
Application number: DENDAT78833D
Authority: DE
Original assignee: M. HUTIN, Paris, 46 rue Caumartin, u. M. LEBLANC, Raincy, Seine & Oise, 63 Allee du jardin Anglais
Anticipated expiration: 1913-06-29

Description

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KAISERLICHESIMPERIAL

Patentamt.Patent office.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

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KLASSE 21: Elektrische Apparate.CLASS 21: Electrical apparatus.

■^::*^; ' MAURICE HUTIN^n PARIS ^■:: ^*; 'MAURICE HUTIN ^ n PARIS

geschaltet -sind.are switched.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2g. Juni i8<}3 ab.Patented in the German Empire from 2g. June i8 <} 3 from.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Wechselstrommaschine mit Stromwender, die sich besonders für den Betrieb des durch das Patent Nr. 76814 geschützten. Stromwandlers eignet.The subject matter of the present invention forms an alternating current machine with commutator, which is particularly suitable for operation protected by patent no. 76814. Current transformer is suitable.

Um die Erklärung der Erfindung zu erleichtern, soll gezeigt werden, wie die Erfindung sich auf eine Abänderung der Gramm eschen Gleichstrommaschine zurückführen läfst. - Die kennzeichnende Eigenschaft einer solchen Maschine ist die, dafs keine Selbstinductionswirkung auftritt. Man macht die Maschine zur Erzeugung eines Gleichstromes nutzbar, indem man zwischen ihre Bürsten A und B, Fig. 1, einen Widerstand oder beliebige Stromverbraucher, wie z. B. Lampen,, Motoren u. s. w., einschaltet. Bezeichnet man mit ς den inneren Widerstand des Ringes, zwischen den Bürsten genommen, mit R den Widerstand des äufseren Stromkreises der Maschine und mit I die Stärke des von der Maschine erzeugten Stromes, so wird die in der Maschine ohne Nutzen verbrauchte Energiemenge gleich ς¹/² und die nutzbar gemachte Energiemenge gleich R I². In order to facilitate the explanation of the invention, it should be shown how the invention can be traced back to a modification of the Gramm's direct current machine. The characteristic property of such a machine is that there is no self-induction effect. The machine can be used to generate a direct current by placing a resistor or any power consumer between its brushes A and B, FIG. B. lights, motors, etc., turns on. If ς denotes the internal resistance of the ring, taken between the brushes, R denotes the resistance of the external circuit of the machine and I denotes the strength of the current generated by the machine, the amount of energy consumed in the machine without any use is equal to ς ¹ / ² and the amount of energy made usable is equal to RI ² .

In diesem Falle wird, wenn man die Anzahl der Abtheilungen des Ringes ,'mit 2 η bezeichnet, der Widerstand jeder dieser Abtheilungen In this case, if the number of divisions of the ring is denoted by 2η , the resistance of each of these divisions becomes

2 η 2 η

sein.be.

Nimmt man jetzt an, dafs man, anstatt, in den äufseren Stromkreis zwischen den Bürsten einen Widerstand R einzuschalten, die Bürsten kurz schliefse, und dafs der Widerstand jederNow it is assumed that instead of connecting a resistor R in the external circuit between the brushes, the brushes are briefly closed, and that the resistance is every one

der Abtheilungen gleichequal to the departments

werde,will,

in inin in

so wird der Widerstand der hinter einander geschalteten 2 η - Abtheilungen gleichso the resistance of the 2 η- divisions connected one behind the other becomes equal

AC A. R \ AC A. R \

— 1— = 4 ς + 4 R und der - 1— = 4 ς + 4 R and the

inin in ) τ 5 ι τ . in) τ 5 ι τ.

zwischen den Bürsten genommene Widerstand gleich Y₄ des eben genannten Werthes, d. h. gleich ς 4- R, ferner wird die in dem Ring verzehrte Energie gleich (ς -4- R) /² und die in idem äufseren Stromkreis verzehrte Energie gleich Null. Es. ist aufserdem klar, dafs an der Wirkungsweise des Stromwenders nichts geändert worden ist, und dafs die auf diese Art gebildete und in sich kurz geschlossene Gramme-Maschine fortfahren.wird zu arbeiten, oHne dafs die Erscheinungen der Selbstinduction in; Wirksamkeit treten.The resistance taken between the brushes is equal to Y _{4 of} the value just mentioned, ie equal to ς 4- R, furthermore the energy consumed in the ring is equal to (ς -4- R) / ² and the energy consumed in the external circuit is zero. It. It is also clear that nothing has been changed in the mode of operation of the commutator, and that the Gramme machine formed in this way and short-circuited in itself will continue to work without the phenomena of self-induction; Effectiveness kick.

: Die einzige Abänderung, welche die Erfinder an der Maschine getroffen haben, besteht darin, dafs sie in jede Abtheilung einen Widerstand: The only change the inventors made to the machine is to that there is resistance in every division

■4 .R■ 4 .R

— eingeschaltet haben. Nichts hindert aber- have switched on. But nothing prevents

inin

anzunehmen, dafs. 'diese Abtheilung ihren ursprünglichen Widerstand —-— bewahrt habe,to assume that. 'this division is its original Resistance —-— have preserved,

und dafs in Reihe mit ihr ein Widerstandand that there is resistance in series with it

gleichsame

4*4 *

2 η geschaltet sei, so wie man dies 2 η is switched, as one does this

aus Fig. 2 ersehen kann. In dieser Figur sind .die Abtheilungen beib und die zusätzlichen"can be seen from FIG. In this figure, "the sections are included and the additional"

Widerstände bei r dargestellt; die Bürsten A und B sind durch einen Leiter m kurz geschlossen. Resistances shown at r ; the brushes A and B are short-circuited by a conductor m.

Andererseits werden bei einer so abgeänderten Gramme-Maschine die 2 «-Spulen des. Ringes und folglich die 2 η -Widerstände r von einem Strom gleichbleibender Stärke durchflossen, der seine Richtung in jeder Spule in dem Augenblick wechselt, wo sie unter einer der Bürsten hinweggeht. Der Abstand zwischen den Zeitpunkten des Richtungswechsels desOn the other hand, in a Gramme machine modified in this way, a current of constant strength flows through the 2 ″ coils of the ring, and consequently the 2 η resistors r, which changes its direction in each coil the moment it passes under one of the brushes . The distance between the times of the change in direction of the

Stromes in zwei benachbarten Spulen ist >Current in two adjacent coils is>

2 π2 π

wenn T die Zeit bezeichnet, die der Anker zur Ausführung einer Umdrehung braucht.when T denotes the time it takes for the armature to complete one revolution.

Dies ist durch die Fig. 2 a versinnlicht, wo die Curven I und II die Aenderungen der elektromotorischen Kräfte in zwei benachbarten Spulen darstellen. Diese Curven sind dadurch erhalten, dafs man die Werthe der Zeit, gerechnet von t = 0 bis t=T, als Abscissen und die entsprechenden elektromotorischen Kräfte als Ordinaten aufgetragen hat.This is illustrated by FIG. 2a, where the curves I and II represent the changes in the electromotive forces in two adjacent coils. These curves are obtained by plotting the values of time, calculated from t = 0 to t = T, as abscissas and the corresponding electromotive forces as ordinates.

Man erkennt also, dafs. man diese Maschine einer Mehrphasenerzeugermaschine mit 2 η verschobenen Strömen vergleichen kann, unter der Bedingung jedoch, dafs die Widerstände r solche Widerstände sind, die Arbeit nützlich verzehren können, oder dafs man die Widerstände r durch Stromkreise ersetzt hat, welche Sitze gegenelektromotorischer Kräfte sind, deren Wirkung derjenigen dieser Widerstände gleichwerthig sind.So one recognizes that. one under the condition that machine may compare a multiphase generator machine with 2 η shifted currents, however, that the resistances r such resistors are, the work can consume useful or DAF is r, the resistors replaced by circuits which seats are counter electromotive forces whose Effect of those of these resistors are equivalent.

Alle Eigenschaften des Gramme-Ringes gelten auch für die in Fig. 2 dargestellte Maschine, denn der Grundgedanke, auf dem das Arbeiten der Gramme-Maschine beruht, ist in Nichts beeinflufst durch die Aenderung, welche die Erfinder an der Maschine getroffen haben und die, wie gesagt wurde, darin besteht, unter die verschiedenen Abtheilungen des Ankers die Widerstände oder die gegenelektromotorischen Kräfte gleichmäfsig zu vertheilen, die man gewohnt war, zwischen die Bürsten zu schalten. Es ist also klar, dafs diese Aenderung an allen zweipoligen oder vielpoligen Gleichstrommaschinen der Gramme'schen oder Siemensschen Art getroffen werden kann.All properties of the Gramme ring also apply to the machine shown in Fig. 2, for the basic idea on which the work of the Gramme machine is based is nothing influenced by the changes the inventors made to the machine and which, as has been said, consists in dividing the various divisions of the anchor To evenly distribute resistances or the counter-electromotive forces which one was accustomed to place between the brushes. It is therefore clear that this change applies to all two-pole or multi-pole DC machines the Gramme or Siemens type can be taken.

Um den von dieser Maschine gelieferten Strom nutzbar zu machen, verbindet man die Maschine mit dem Wechselzahl- und Spannungsumwandler, der in der Patentschrift Nr. 76814 beschrieben ist, indem man die Widerstände r, von denen bisher gesprochen wurde, von den Spulen mit Sinuswickelung bildet, die den einen der beiden Umwandlerstromkreise des Apparates und in diesem Falle den primären Stromkreis bilden. Es ist aus der genannten Patentschrift bekannt, dafs in diesen Spulen die Stromstärke gleichbleibend sein und die Stromrichtung periodisch umgekehrt werden mufs. Die Zeitpunkte dieser Richtungsumkehrungen sind durchTo make the electricity supplied by this machine usable, you connect the Machine with the alternating number and voltage converter, which is described in patent specification No. 76814 is described by taking the resistances r, which have been discussed so far, from the Forms coils with sinusoidal winding, which form one of the two converter circuits of the apparatus and in this case form the primary circuit. It is from the patent mentioned known that in these coils the current strength and the direction of the current are constant must be reversed periodically. The times of these reversals of direction are through

Zeitabstände getrennt, die gleichSeparate time intervals that are the same

2 η 2 η

sind, sobald man von einer Spule zur folgenden übergeht. Unter diesen Bedingungen wird in jeder dieser Spulen eine elektromotorische Kraft erzeugt, die zwar merklich gleich derjenigen ist, die in der mit ihr in Reihe geschalteten Abtheilung des Ankers entwickelt wird, aber ungleiches Vorzeichen hat.as soon as you move from one coil to the next. Under these conditions it will be in everyone these coils produce an electromotive force which, although noticeably equal to that which is developed in the section of the anchor connected in series with it, but unequal Has a sign.

. Man kann auf diese Art die Ströme, die durch die vorliegende Maschine mit Stromwender erzeugt werden, in zwei, drei oder mehr regelmäfsig verschobene Wechselströme beliebiger Spannung umwandeln, die in äufseren Stromkreisen nutzbar gemacht werden.. In this way one can control the currents that flow through the present machine with a commutator are generated in two, three or more regularly shifted alternating currents convert any voltage that can be used in external circuits.

Die vorliegende Maschine mit Stromwender kann als Empfangsmaschine benutzt werden, unter der Bedingung, dafs sie Ströme empfängt, die denjenigen ähnlich sind, welche sie hervorbringt, wenn sie als Erzeuger läuft. Man erhält dieses Ergebnifs dadurch, dafs man der Maschine einen Stromwandler, der gleich dem durch das Patent Nr. 76814 geschützten ist, beigesellt und diesen mit zwei, drei oder mehr regelmäfsig verschobenen Wechselströmen von beliebiger Spannung speist.The present machine with commutator can be used as a receiving machine, on condition that it receives currents similar to those which it produces, when it runs as a producer. This result is obtained by adding a current transformer to the machine which is equal to the is protected by patent no. 76814, and these with two, three or more regularly shifted alternating currents of any voltage.

Beschreibung eines Maschinenmodelles.Description of a machine model.

Die Fig. 4 und 5 geben Ansichten der Maschine und Fig. 3 zeigt das Schema der Verbindungen. Figures 4 and 5 give views of the machine and Figure 3 shows the scheme of the connections.

Wenn man die Fig. 2 betrachtet, so sieht man, dafs, da der Ring / beweglich ist und die Nutzstromkreise r fest sind, es nöthig wird, die Verbindungen zwischen den Enden von r, den Spulen b und den Stegen des Sammlers mittelst Ringe und Reiber herzustellen. In den Fig. 3 und 4 sind die Ringe bei / und die Reiber bei f dargestellt; die Nutzstromkreise werden bei r, Fig. 3, zwischen die Reiber// eingeschaltet; die Verbindungen sind in der Weise hergestellt, dafs immer ein Nutzstromkreis zwischen das Austrittsende einer Spule b und das Eintrittsende der folgenden eingeschaltet ist. Das Schema Fig. 3 ist nur eine Wiederholung der Fig. 2 mit Hinzufügung der Ringe und der Reiber, die zur Vereinigung der festen und der beweglichen Theile nöthig sind.If one looks at Fig. 2, one sees that, since the ring / is movable and the useful circuits r are fixed, it is necessary to make the connections between the ends of r, the coils b and the webs of the collector by means of rings and To produce graters. In Figures 3 and 4, the rings are shown at / and the rubbers at f ; the useful circuits are switched on at r, Fig. 3, between the drivers //; the connections are made in such a way that a useful circuit is always connected between the exit end of a coil b and the entry end of the following one. The scheme of Fig. 3 is only a repetition of Fig. 2 with the addition of the rings and the reamers which are necessary for the union of the fixed and movable parts.

Bei der Ausführungsform Fig. 4 ist jeder Reiber f mit einer Klemme K verbunden und zwischen diese Klemmen sind die Stromkreise r eingeschaltet.In the embodiment of FIG. 4, each driver f is connected to a terminal K and the circuits r are switched on between these terminals.

Die dargestellte Maschine hat zwei Pole, aber sie kann mehr als zwei Pole haben und mit einer beliebigen Gramme- oder Siemens-Wickelung ausgerüstet sein.The machine shown has two poles, but it can have more than two poles and be equipped with any Gramme or Siemens winding.

Claims

Patent claim:

An alternating current machine equipped with a commutator, whose inductive poles pass through a direct current are excited, characterized by an induced ring, which as well as a Gramme or Siemens ring is wound with a number of sections in which each an external circuit (especially the coils with sinusoidal winding of the Patent No. 76814 protected change number and Voltage converter) is switched on, whereby the brushes dragging on the commutator of different polarity are short or closed via a resistor, so that the named outer circuits the seat of electromotive forces are generated by the machine, depending on whether they are the generator or is used as a receiver, take or share energy.

For this purpose 2 sheets of drawings.