DE87322C

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Publication number: DE87322C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 ^/Elektrische Apparate.

Drehstrommotor.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2. April 1895 ab.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Leistung der Drehstrommotoren auf das Höchstmafs zu heben durch Nutzbarmachung sämmtlicher inducirter Ströme zur Drehung mit Einschlufs selbst der geringsten Wirbelströme, welche Stromart bekanntlich in den bekannten Maschinen nur schädliche Wirkung erzeugt.

Der Drehstrommotor, dessen sich Erfinder zur Erreichung des obigen Zweckes bedient, kehnzeichnet sich durch die Ausbildung des Ankers als Scheibe und einseitige Beeinflussung derselben durch das Magnetfeld.

Bestände bei einem so eingerichteten Drehstrommotor der Scheibenanker aus einer homogenen Masse, so würden die Ströme in willkürlicher Richtung entstehen. Sie könnten folglich durch ihr Zusammenwirken mit dem Magnetfeld eine nur theilweise nützliche Resultante veranlassen, wenn anders sie nicht eine schädliche Rückwirkung hervorrufen.

Richtet man jedoch die inducirten Ströme nach Linien, welche so bestimmt sind, dafs jeder von ihnen das gröfstmögliche Paar erzeugt, so erhält man die gesuchte Wirkung.

Um eine solche Richtung der Ströme zu erzwingen, genügt es, den Scheibenanker aus der gröfstmöglichen Zahl von radial oder strahlig verlaufenden und neben einander geschalteten Leitern zusammenzusetzen. Diese Einrichtung läfst verschiedene Ausführungsformen zu; eine derselben ist auf der bei liegenden Zeichnung '·■ dargestellt, und zwar veranschaulichen:

Fig. ι und ia zur Erläuterung dienende schetnatische Darstellungen des Ankers,

Fig. 2 die Zusammensetzung des Ankers,

Fig. 3 ein Stück des zur Bildung des Feldmagnetkernes dienenden Blechstreifens,

Fig. 4 den Motor im senkrechten Schnitt durch die Längsachse seiner Welle,

Fig. 5 im Querschnitt.

Wie Fig. ι ersehen läfst, können die den Scheibenanker zusammensetzenden strahligen Leiter R dadurch erhalten werden, dafs man eine solide Scheibe mit radial verlaufenden Schlitzen durchbricht und diese mit einem Isolator i ausfüllt. Die auf diese Weise erhaltenen strahligen Leiter R sind seitlich gegen einander isolirt, dagegen an ihren äuiseren und inneren Enden durch die Kränze D D¹ in Nebeneinanderschaltung mit einander verbunden.

Steht das Magnetfeld senkrecht zu dem so beschaffenen Scheibenanker, so erstreckt es sich über die ganze von den strahligen Leitern R eingenommene Zone, und die sie trennenden Isolatoren i zwingen die Ströme der in den Leitern geweckten elektromotorischen Kräfte, die Richtung der Strahlen R beizubehalten und sich jenseits des. Magnetfeldes durch die leitenden Kränze -DD¹ zu schliefsen. In dieser Richtung erzeugen die inducirten Ströme durch ihre Zusammenwirkung mit dem Magnetfeld

(2. Auflage, ausgegeben am 2. Januar i8ffj.)

Claims

die gröfstmögliche Resultante oder das gröfstmögliche Paar, und sie streben, sich mit dem Magnetfeld zu drehen, wobei sie den Anker mit herumnehmen.

Dadurch, dafs der magnetische Strom sich in die Masse des Ankers verbreitet, erzeugt er ebenfalls senkrecht zum Anker gerichtete elektromotorische Kräfte; die Stromstärken, welche zu bilden diese Kräfte streben, sind, wie die linearen Höchst - Geschwindigkeiten, an der Aufsenperipherie gröfser als an der Innenperipherie. Es ergeben sich also Ströme, welche abwechselnd vom Umfang nach der Mitte und von der Mitte nach dem Umfang fliefsen, wie in Fig. ia mit punktirten Linien angedeutet. Der dem metallfreien Raum benachbarte Theil dieser Ströme schneidet nothwendigerweise das Magnetfeld, wobei wiederum ein Paar entsteht, welches strebt, sich mit dem Magnetfeld zu drehen und den Anker mitzunehmen. Diese in allen bekannten Elektromotoren schädlichen Wirbelströme sind also vermittelst der strahligen Anordnung der den Anker zusammensetzenden Leiter R für die Drehung nutzbar gemacht.

Je zahlreicher die Strahlleiter R sind, um so mehr wird die Richtung dieser Ströme derjenigen dieser Leiter angenähert. Man ersieht sofort, dafs, um letztere zu vervielfältigen, man nur nöthig hat, die Isolatoren i zu vermehren; so z. B. kann man sie in der rationellsten Weise verdoppeln, indem man zwischen die vorhandenen Isolatoren z, und zwar in mittlerer Lage Isolatoren z¹ von der halben Länge jener, wie in Fig. 2 gezeigt, einschaltet.

Der wie beschrieben eingerichtete Scheibenanker kann in sonst beliebiger Weise und nach jedem geeigneten Verfahren aufgebaut werden. Man kann ihn durch Giefsen, Schmieden oder Ausstanzen herstellen oder in sonst geeigneter Weise bilden; er kann unter Benutzung der einen oder anderen Bildungsweise als ein Stück hergestellt oder aus mehreren Stücken zusammengestellt werden; er kann ferner in allen seinen Theilen aus demselben Stoff bestehen, wie Gufseisen, Eisen oder Stahl, oder aus verschiedenen Stoffen; die nichtleitenden Zwischenstreifen bezw. Isolatoren können aus unverbrennlichem Stoff bestehen und zugleich mit dem Giefsen eingefügt werden; der Anker kann ferner auch behufs Kühlung mit Löchern durchbrochen werden.

Der nach gegebener Vorschrift eingerichtete Anker äufsert neben den dargelegten Eigenschaften noch eine auf Erhöhung der Leistung hinwirkende Eigentümlichkeit; es ist nämlich der mit Bezug auf den magnetischen Stromkreis berechnete Ankerquerschnitt gröfser, als wenn nur der elektrische Stromkreis in Betracht gezogen wird; letzterer findet also geringeren Widerstand, und da das Kräftepaar sich umgekehrt verhält wie der Widerstand des inducirten elektrischen Stromkreises, so ist es bei gleichem Magnetflufs gröfser.

Endlich bietet der beschriebene Scheibenanker auch den Vortheil der Unzerstörbarkeit insofern, als er wegen seiner Unverbrennlichkeit der Einwirkung der hohen inducirten Stromstärken widersteht, welche beim Anlassen unvergleichlich kräftiger und übermäfsiger sind als während des normalen Ganges.

Bei dem in Fig. 4'und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der Anker eine Art Zwillingsanker, indem zwei wie beschrieben eingerichtete Scheibenanker auf derselben Welle A angeordnet sind. Zwischen beiden Ankern ist auf der Welle eine verschiebliche Muffe M angeordnet, die sie beständig in genauem Abstand von einander und in möglichster Nähe der Pole P des zwischen ihnen angeordneten ringförmigen Feldmagneten J erhält, so dafs der metallfreie Zwischenraum auf ein Geringstmafs herabgemindert ist und bleibt. Durch die beschriebene Anordnung eines Scheibenankers auf jeder Seite des Feldmagneten stellen sich auch die in entgegengesetzter Richtung auf jeden der Anker ausgeübten magnetischen Anziehungen ins Gleichgewicht, wodurch vortheilhaftes Arbeiten des Motors gesichert bleibt.

Der Kern des ringförmigen Feldmagneten j ist aus einem Blechstreifen durch Aufwickeln desselben auf sich selber parallel der Welle gebildet. Wie Fig. 3 zeigt, ist der Streifen auf beiden Seiten mit parallel zu seinen Rändern verlaufenden Ausschnitten versehen, deren Enden bis nahe an einander reichen. Die durch diese Einschnitte im Kerne erzeugten Nuthen nehmen die Ankerwickelungen B auf, deren im dargestellten Beispiel 20 vorhanden sind. Die Blechlagen des Kernes werden vermittelst hindurchgesteckter Bolzen D fest auf einander gezogen. Die Ausschnitte können sich auch zum Theil in besonderen Streifen¹ befinden, die an den Blechstreifen angefügt werden, der alsdann im Verhältnifs nur zum Theil ausgeschnitten ist.

Der wie beschrieben gebildete ringförmige Feldmagnet ist zwischen den beiden Scheibenankern in einem aus Gufs öder einer anderen geeigneten Masse hergestellten Kranz K durch vier Schrauben V mit Doppelmuttern befestigt Der Kranz ist in festem Zusammenhang mit der Grundplatte H, welche auch die Lagerböcke Q. für die mit Riemenscheibe N versehene Welle A trägt.

Paten τ-An Sprüche:

i. Drehstrommotor, dadurch gekennzeichnet, dafs der magnetische Strom bezw. die Kraftlinien des magnetischen Feldes sich

durch Vermittelung einer denselben leitenden Ankerscheibe von einem Pole des Inductors auf den andern schliefsen.
An dem unter i. gekennzeichneten Motor die Herstellung der Ankerscheibe aus möglichst zahlreichen Eisenspeichen, welche seitlich durch nicht leitende Zwischenstreifen isolirt und an ihren Enden leitend verbunden sind.

An dem unter i. und 2. gekennzeichneten Motor die Anordnung eines Scheibenankers an jeder Seite des Feldmagneten behufs Ausgleichs seitlicher magnetischer Anziehungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.