DE79588C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Vortheile des Mehrphasenwechselstrommotors, besonders in Betreff der Gröfse des das Angehen bewirkenden Kräflepaares und der Leichtigkeit des Gangwechsels, mittelst eines asynchronen Motors zu 'erreichen, der mit einem Einphasenwechselstrom betrieben wird, und dessen Anker in sich selbst geschlossen ist.

Der neue Motor beruht auf folgendem Grundgedanken :

Eine mit einem Einphasenwechselstrom gespeiste inducirende Wickelung (Fig. 1), deren gleiche Spulen A A₁ ... A^ in der Weise gewickelt sind, dafs sie in jedem Augenblicke abwechselnd ungleichnamige Pole darbieten, sei mit einer Wechselstromquelle verbunden. Die Theorie zeigt und die Erfahrung lehrt, dafs man die durch diese Wickelung hervorgebrachte magnetisirende Kraft so betrachten kann, als ob sie bestrebt wäre, zwei gleiche Kraftlinienschaaren von gleichbleibender Stärke zu erzeugen, die sich um die Achse O der inducirenden Wickelung in entgegengesetztem Sinne mit

einer Geschwindigkeit gleich —— drehen, wenn

T die Dauer der Periode des Stromes und 2 η die Polzahl der inducirenden Wickelung ist. / sei ein Drehfeldmotorenanker. (Die Erfinderin bezeichnet mit inducirender Wickelung eines Drehfeldmotors die Gesammtheit der Stromkreise , welche die die Energie liefernden Ströme empfangen, und mit Anker die Gesammtheit der in sich geschlossenen Stromkreise.) Wenn man den Einflufs, den die eine der beiden betrachteten Kraftlinienschaaren auf diesen Anker ausüben kann, durch eine geeignete Vorrichtung vernichtet, so hat man nur noch ein einziges Drehfeld, das zum Bewegen des Motors nutzbar gemacht werden kann. Man erlangt dieses Ergebnifs dadurch, dafs man zwischen den Polschuhen und dem Anker einen Schirm E anordnet, der sich um die Achse O des Systems drehen läfst. Dieser Schirm, der die Gestalt eines Schwungrades von derselben Breite wie die Polschuhe .und der Anker erhält, wird von Eisenblechen gebildet, die auf einander gestapelt und von einander isolirt sind. Diese Bleche bilden einen Hohlcylinder, der an seinen beiden Enden von zwei Bronzekränzen begrenzt ist, die unter sich durch Kupferbolzen verbunden sind, welche die Bleche in der Richtung von Erzeugenden des Cylinders durchdringen; dieser Cylinder hat als Achse die Achse der Maschine.

Angenommen, man ertheilt diesem Schwungrad E eine Drehgeschwindigkeit, die der Drehgeschwindigkeit der einen der Kraftlinienschaaren nahe kommt; der Einflufs der Kraftlinienschaaren auf dieses Schwungrad, das nach seiner Bauart einen Anker bildet, dessen verschiedene Stromkreise in sich geschlossen sind, läfst sich alsdann wie folgt analysiren:

Die Kraftlinienschaaren haben in Bezug auf das Schwungrad E die folgenden relativen

Geschwindigkeiten: für die Schaar, die sich in demselben Sinne wie das Schwungrad dreht, ist die relative Geschwindigkeit gleich dem Unterschiede der Geschwindigkeiten des Schwungrades und der Schaar; für die Schaar dagegen, die sich umgekehrt wie das Schwungrad dreht, ist diese relative Geschwindigkeit gleich der Summe der Geschwindigkeiten des Schwungrades und der Schaar. Es folgt daraus, dafs diese letzte Schaar nicht einen merklichen Werth erreichen kann, ohne in dem Schwungrad eine bedeutende elektromotrische Kraft zu entwickeln. Diese wird um so kräftigere Ströme erzeugen, je schwächer, der Widerstand der Stromkreise des Schwungrades sein wird. Die magnetisirende Kraft dieser Ströme wird die umgekehrte Richtung der Kraft haben, die die betrachtete Kraftlinienschaar entwickelt. Folglich wird diese Schaar immer sehr klein sein. Dagegen kann die Schaar, die sich in demselben Sinne wie das Schwungrad dreht, einen bedeutenden Werth erreichen, ohne dafs ihre Aenderungen in den Stromkreisen des Schwungrades merkbare elektromotorische Kraft entwickeln. Diese letztere Schaar wird also fast ausschliefslich allein auf den Anker / wirken. Das Schwungrad spielt folglich die Rolle eines wirklichen Schirmes für diejenige der beiden Schaaren, welche sich umgekehrt wie das Rad dreht. Der Motor und das Schwungrad drehen sich stets in derselben Richtung. Man kann den Motor in dem einen oder dem anderen Sinne umlaufen lassen, je nachdem man dem Schwungrad den ersten Antrieb in der einen oder der anderen Richtung giebt.

Ausführungsform des Motors. Ausgehend von dem eben dargelegten Grundgedanken giebt man dem Motor beispielsweise folgende Form :

In Fig. 2 sei ABCDEF eine vielpolige inducirende Wickelung für einen Einphasenwechselstrom. Die Spulen, im gewählten Beispiel sechs — diese Zahl kann übrigens eine beliebige gerade Zahl sein —, sind alle hinter einander geschaltet und die Wickelung ist dergestalt angeordnet, dafs in jedem Augenblick zwei auf einander folgende Polschuhe ungleichnamige Pole darbieten. Die Wickelung kann auf einem gewöhnlichen Drehfeldmaschinenanker α b c de/ zurückwirken. Als Beispiel ist angenommen, dafs dieser Anker von einem Paccinotti - Ring gebildet sei, der mit zwei Wickelungen ausgerüstet ist, die sich so kreuzen, wie dies in der Fig. 2 angedeutet ist; die Enden dieser Wickelungen erstrecken sich bis an vier Stromschlufsringe u ν xy, Fig. 3, die auf der den Anker tragenden Welle X Y befestigt sind. Auf diesen Ringen schleifen vier Bürsten F¹ F² F³ F⁴, die in jeden der Stromkreise des Ankers Widerstände einzuschalten erlauben. In dem gewählten Beispiel ist dieser Anker auf dem frei vorstehenden Theil X seiner Welle angebracht; an dem anderen Ende Y trägt die Welle eine Riemscheibe P.

In dem freien Raum zwischen den Polschuhen und dem beschriebenen Anker befindet sich das Schwungrad α β γ d ε yj, Fig. 2, das als Schirm dient. Dieses Schwungrad ist, wie bereits erwähnt, von Blechscheiben gebildet, die auf einander gestapelt und von einander isolirt sind. Quer durch diese Bleche gehen Kupferbolzen hindurch, die in zwei Bronzekränzen m und o, Fig. 3, befestigt sind, welche die Bleche zusammenhalten und als Leiter dienen. Das Schwungrad ist freitragend an dem Ende einer Welle UV befestigt, die in einem Lager 5 ruht.

Bei den Motoren, die nur eine geringe Kraft abgeben sollen, sind weiter keine Arbeitstheile (Organe) als die beschriebenen vorhanden. Das Ingangsetzen geschieht auf folgende Weise: Man beginnt damit, das Schwungrad mit einer gewissen Geschwindigkeit in Bewegung zu setzen. Dies geschieht z. B. mittelst einer Kurbel, die zeitweilig auf der Welle U V befestigt wird. Das Schwungrad erhält die Drehrichtung, die der Motor haben soll. Nachdem das Schwungrad in Bewegung gesetzt ist, schliefst man den Stromkreis über die inducirende Wickelung; das Schwungrad hat dann das Bestreben, eine Geschwindigkeit anzunehmen , die derjenigen des Synchronismus sehr nahe kommt, und es fährt fort, sich zu drehen, wobei es sich nur von einem einzigen Drehfelde durchdringen läfst, das^: auf den Anker des Motors zur Wirkung gelangt. Alsdann genügt es, zum Ingangsetzen des Motors, selbst unter Belastung, die Stromkreise des Ankers mittelst der beiden Regelungswiderstände π und π¹, Fig. 4, zu schliefsen, die mit den Bürsten F¹ F² F³ F* verbunden sind. Die Benutzung dieser Regelungswiderstände erlaubt, das Entstehen von Strömen schädlicher Stärke in der inducirenden Wickelung zu vermeiden. Diese besondere Einrichtung ist übrigens in dem Patente Nr. 63446 beschrieben. Das Anhalten und das Ingangsetzen des Motors geschieht durch Einstellung dieser Regelungswiderstände ; man läfst dem Schwungrad seine Drehbewegung, die nur eine ganz unbedeutende Energie verzehrt. Dank dieser Bewegung kann der Motor in jedem Augenblick in Gang gesetzt werden.

Bei den Motoren, die eine bedeutendere Kraft abgeben sollen, ist es praktischer, das Schwungrad mittelst eines kleinen besonderen elektrischen oder anderen Motors in Gang zu setzen.

Zum Ingangsetzen dieser Motoren genügt es, das Schwungrad in dem einen oder dem

Claims (1)

1. anderen Sinne in Umdrehung zu versetzen. Sodann schliefst man den Strom über die inducirende Hauptwickelung der Maschine und unterbricht den den Hülfsmotor durchfliefsenden Strom; durch entsprechende Einstellung der Regelungswiderstände π und π¹ geschieht das Ingangsetzen, das Anhalten und das Wiederingangsetzen des Motors unter den vorhin angegebenen Bedingungen. Es ist zu bemerken, dais auf diese Art das Ingangsetzen des Motors stattfindet, ohne die Stromverhältnisse des Vertheilungsnetzes plötzlich zu beinfiussen, denn das Ingangsetzen des Hülfsmotors erfordert nur eine unbedeutende Energie und die Regelungswiderstände -π und π¹ mäfsigen den für die inducirende Wickelung erforderlichen Strom. Es ist klar, dafs die angegebenen Einrichtungen nicht als einschränkende aufzufassen sind, sondern dafs das beschriebene Verfahren auf Maschinen von anderer Form und Einrichtung Anwendung finden kann. Der Aufbau und die Gruppirung der mechanischen und elektrischen Arbeitstheile (Organe) kann auf verschiedene Arten geschehen, wenn nur ein Schwungrad vorhanden ist, das unter den beschriebenen Bedingungen arbeitet, so dafs das gewünschte Ergebnifs erreicht wird.

   Paten τ-An sp rOche:
   Unter Belastung anlaufender Einphasenwechselstrommotor, dessen Anker ein Drehmoment dadurch ertheilt wird, dafs zwischen demselben und der durch einfachen Wechselstrom gespeisten inducirenden Wickelung ein Schwungrad angeordnet wird, durch dessen magnetische Schirmwirkung die von dem Wechselstrom erzeugten Kraftlinien in eine der Bewegungsrichtung des Schwungrades entsprechende Drehung versetzt werden.

   Ein Motor der durch Anspruch i. gekennzeichneten Art, dessen Schwungrad aus einem durch zertheiltes Eisen gebildeten Hohlcylinder besteht, welcher in Richtung seiner Erzeugenden von Bolzen durchdrungen ist, die an beiden Stirnseiten durch leitende Ringe verbunden sind.
   Ein Motor der unter i. und 2. gekennzeichneten Art mit der Anordnung, dafs behufs Ingangsetzung nach dem Antreiben des Schwungrades zunächst der Stromkreis über die inducirende Wickelung und dann mittelst eines oder mehrerer Regelungswiderstände der oder die Ankerstromkreise geschlossen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.