DE902041C - Einphasenkommutatormaschine mit zwei Kommutatoren - Google Patents

Description

• Einphasenkommutatormaschine mit zwei Kommutatoren Die Erfindung betrifft Einphasenkommutatormaschinen mit zwei Kommutatoren, deren Lamellen untereinander abwechselnd an Anzapfungen der Ankerwicklung angeschlossen sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Bahnmotoren für höhere Frequenzen. Auch bei solchen bekannten Maschinen mit Doppelkommutator macht die Beherrschung der transformatorischen Spannung in der durch die Bürsten kurzgeschlossenen Ankerspule Schwierigkeiten. Der transformatorischen Spannung wirkt zwar bei bekannten Ausführungen eine elektromotorische Kraft der Rotation entgegen, die mit Hilfe eines phasenverschobenen Wendefeldes in der kurzgeschlossenen Ankerspule erzeugt wird, eine völlige Aufhebung der transformatorischen Spannung ist jedoch nur bei einer ganz bestimmten Drehzahl möglich. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß zwischen je einer Bürste auf dem einen Kommutator und einer mit der gleichen Anschlußleitung verbundenen Bürste auf dem anderen Kommutator, zweckmäßig über einen Transformator, eine dem Hauptfeld proportionale und der transformatorischen Spannung entgegenwirkende Spannung eingefügt wird. Besonders einfach wird die Anordnung dann, wenn die Primärwicklung des Transformators parallel zur Erregerwicklung geschaltet ist. Es können auch die Wendepole weggelassen werden und mit der Gegenspannung eine außerhalb der Maschine, zweckmäßig durch eine besondere Kommutierungsmaschine erzeugte Stromwendespannung in Reihe geschaltet werden. Der Wegfall der Wendepole erlaubt eine besonders gute Raumausnutzung, so daß Maschinen gleicher Leistung kleiner ausfallen als bisher.
• In Fig. I der Zeichnung ist beispielsweise das Schaltbild eines erfindungsgemäß ausgebildeten Einphasenbahnmators dargestellt. Dabei wird nach der Erfindung die transformatorische Spannung durch eine Gegenspannung kompensiert, die über einen Hilfstransformator T in den Kommutierungskreis eingeschaltet wird. Zu diesem Zweck erhält der Anker A des Einphasenbahnmotors in bekannter Weise zwei Kommutatoren K1 und K2. Die geradzahligen Wicklungsanzapfungen 2, 4, 6 ... der Ankerwicklung A werden beispielsweise an den rechten Kommutator K2 und die ungeradzahligen I, 3, 5 ... an den linken Kommutator K1 angeschlossen. Jeder Kommutator erhält zweckmäßig mindestens so viel Lamellen als Wicklungsanzapfungen vorhanden sind, so daß jede zweite Lamelle angeschlossen ist. Zwischen auf den beiden Kommutatoren schleifenden, mit der gleichen Anschlußleitung verbundenen Bürsten wird erfindungsgemäß ein Hilfstransformator T eingeschaltet, dessen Primärwicklung an eine Spannung angeschlossen ist, die der Spannung an der Erregerwicklung E proportional ist. Die Primärwicklung ist zu diesem Zweck parallel zur Erregerwicklung geschaltet. Damit ist es möglich, die transformatorische Spannung zu kompensieren. Die Stromwendespannung wird dabei beispielsweise durch Wendepole W erzeugt. Eine vorhandene Kompensationswicklung ist mit K bezeichnet. Die transformatorische Spannung kann aber zumindestens zum Teil noch auf andere Art unwirksam gemacht werden. Zu diesem Zweck werden Drosselspulen D in den Kommutierungskreis einsgeschaltet, die so ausgelegt sind, daß sie bereits bei sehr kleinen Strömen, z. B. unter I Ampere, gesättigt sind. Sie müssen so bemessen werden, daß die vom Hauptfeld in der kurzgeschlossenen Spule transformatorisch induzierte Spannung nicht ausreicht, um die Drosselspulen zu sättigen. Erst durch Überlagerung der von den Wendepolen erzeugten Kommutierungsspannung werden die Drosselspulen gesättigt und stellen dann für den Kommutierungsvorgang selbst nur einen kleinen zusätzlichen Widerstand dar. Beim Ablauf der Bürsten von der Kommutatorlamelle wird der Strom durch die von den Wendepolen in der kurzgeschlossenen Ankerspule erzeugte auf Null herabgedrückt und die transformatorische Spannung aufgehoben. Bei dieser Anordnung ist es nicht nötig, die über die Wendepole erzeugte Stromwendespannung genau einzustellen. Da die Drosselspulen D den Überschoß aufnehmen können, kann die Stromwendespannung größer als theoretisch erforderlich gemacht werden, wobei ein sicherer Stromübergang von einer Lamelle auf die andere erreicht wird.
• In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden noch die Wendepole weggelassen und die Stromwendespannung von außen her über den Hilfstransformator T eingefügt. Zu diesem Zweck wird der Transformator T mit einer Spannung erregt, die dem Ankerstrom proportional ist und die Kommutierungsfrequenz besitzt. Fig. 2 zeigt eine derartige Anordnung, wobei jedoch die Verbindungen für das Einfügen der der Spannung an der Erregerwicklung proportionalen und der transformatorischen Spannung entgegenwirkenden Spannung nicht eingezeichnet sind. Die Stromwendespannung kann durch eine Kommutierungsmaschine KM erzeugt werden, die mit der gleichen Drehzahl läuft wie der Bahnmotor. Die Kommutierungsmaschine wird beispielsweise nach Art der Hochfrequenzmaschinen aufgebaut. Sie besitzt ein Zahnrad Z als Läufer, dessen Zähnezahl durch die Umdrehungszahl und die erforderliche Kommutierungsfrequenz bestimmt ist. Das Produkt Zähnezahl X Umdrehungszahl muß der Kommutierungsfrequenz gleich sein. Der Ständer trägt eine konzentrierte Erregerwicklung KW, die vom Ankerstrom durchflossen ist, und eine verteilte Arbeitswicklung S, in der eine Hochfrequenzspannung erzeugt wird, die der Primärwicklung des Hilfstransformators T als Stromwendespannung aufgedrückt wird. Die auf diese Weise erzeugte Stromwendespannung kann mit der Spannung an der Erregerwicklung E in Reihe geschaltet sein, um sowohl die Stromwendespannung als auch die Spannung zur Aufhebung der transformatorischen Spannung über den Hilfstransformator T in den Kommutierungskreis einzufügen. Zweckmäßig werden auch hier Kommutierungs drosseln D eingefügt, um die Stromwendespannung, die über den Hilfstransformator T aufgedrückt wird und die eine mit der erzeugten Frequenz modulierte Hochfrequenz darstellt, nicht genau abstimmen zu müssen. Man führt zweckmäßig eine größere Stromwendespannung zu und nimmt den Überschoß durch die Drosselspulen D auf.
• Die Drosselspulen D können dann auch so bemessen sein, däß sie die transformatorische Spannung unwirksam machen, so daß über den Hilfstransformator T nur die Stromwendespannung zugeführt werden muß.
• Es kann der Fall eintreten, daß wegen Streuung, Sättigung usw. Abweichungen der transformatorischen Spannung und er Stromwendespannung auftreten. Mit Drosseln können diese jedoch aufgenommen werden, wodurch die Kommutierung einwandfrei wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Einphasenkommutatormaschine mit zwei Kommutatoren, deren Lamellen untereinander abwechselnd an Anzapfungen der Ankerwicklung angeschlossen sind, insbesondere Bahnmotor für höhere Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je einer Bürste auf dem einen Kommutator und einer mit der gleichen Anschlußleitung verbundenen Bürste auf dem anderen Kommutator, zweckmäßig über einen Transformator, eine dem Hauptfeld proportionale und der transformatorischen Spannung entgegenwirkende Spannung eingefügt ist. z. Einphasenkommutatormaschine nach Ansprach i mit einem Transformator für die Gegenspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Transformators parallel zur Erregerwicklung geschaltet ist. 3. Einphasenkommutatormaschine nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abweichungen der transformatorischen Spannung und Stromwendespannung in Drosselspulen aufgenommen werden, die in Verbindungsleitungen zwischen mit der gleichen Anschlußleitung verbundenen Bürsten liegen. 4. Einphasenkommutatormaschine nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter Weglassung der Wendepole eine außerhalb der Maschine, zweckmäßig durch eine besondere Kommutierungsmaschine erzeugte Stromwendespannung mit der Gegenspannung in Reihe liegt. 5. Einphasenkommutatormaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Maschine erzeugte Stromwendespannung und die dem Hauptfeld proportionale und der transformatorischen Spannung entgegenwirkende Spannung gemeinsam an die Primärwicklung eines Transformators gelegt und damit zwischen mit der gleichen Anschlußleitung verbundene Bürsten eingeschaltet sind.