DE90640C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES Λ

PATENTAMT

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine neue Maschine zum Umformen von einphasigem Wechselstrom in Zwei- oder Mehrphasenstrom bezw. in Gleichstrom. Die neue Maschine läfst sich nicht nur als reiner Umformer verwenden, durch welchen der elektrische Strom in der gewünschten Weise umgewandelt wird, sondern kann auch als Treibmaschine zur Leistung mechanischer Arbeit benutzt werden.

Das, der Erfindung zu Grunde liegende Princip besteht darin, dafs man einphasigen Wechselstrom in mehrphasige Wechselströme umwandelt und diese Ströme als solche verwendet oder mit Hülfe eines Stromwenders in Gleichstrom verwandelt. Die Umwandlung des Wechselstromes geschieht in der Hauptsache durch eine von einem Felde einfacher oder mehrerer getrennt angeordneter Magnete beeinflufste Ankerwickelung, welche mit Hülfe von Verbindungsdrähten in geschlossene Zweigleitungen getheilt ist, durch die der einfache Wechselstrom in mehrphasigen Strom umgewandelt wird.

Das Umwandeln oder Zertheilen von einphasigem in mehrphasigen Wechselstrom ist schematisch in den Fig. 1 bis 5 der Zeichnungen dargestellt, und zwar nach derlnductionsmethode, wobei gleichzeitig die Klemmenspannung des abzuleitenden Stromes geändert werden kann. Die Fig. 6 und 8 sind schematische Darstellungen von Umformern, bei denen der Strom unmittelbar eingeleitet wird. Durch die Fig. 7 und 9 sind solche Umformer veranschaulicht, die durch Induction Ströme in ihren Ankern bezw. Ankerwickelungen erhalten. Die Fig. 6 bis 9 zeigen verschiedene Ausführungsformen mit besonderer Berücksichtigung von Treibmaschinen, in denen der umgeformte Strom lediglich zur Erhaltung der Umdrehung verwendet wird, während bei der in den Fig. 10 und 11 gezeigten Anordnung der Umformer im Stromverlheilungssystem als ein Verbindungsglied zwischen der Elektricitätsquelle und den Verbrauchsapparaten eingeschaltet ist.

In Fig. ι bezeichnen A und B die beiden Pole des Feldmagneten J, der mit der den Erregerstrom führenden Wickelung c umwunden ist. Die Enden dieser Wickelung sind mit Hülfe der Leitungen G und H an die Bürsten / bezw. den Collector K einer geeigneten Wechselstromquelle D angeschlossen.

Der zwischen den Polen A und B befindliche Ringanker E ist mit einer Wickelung F umgeben, welche durch Kurzschlufsleitungen L in Unterabtheilungen getheilt wird. Die Zahl dieser Kurzschlufsleitungen, sowie der Pole und der Feld- und Ankerwickelungen kann eine verschiedene sein.

Angenommen, D sei eine Wechselstrommaschine und es werde Strom durch die Feldmagnetwickelung C geschickt, so entstehen in der Ankerwickelung F infolge der Kurzschlüsse Ströme, welche differential wirken und Pole erzeugen, die den Anker zur Bewegung zwingen, um das magnetische Gleichgewicht wieder herzustellen, und zwar ist der Gleichgewichtszustand erreicht, wenn die kurzgeschlossenen Stromkreise eine solche Stellung in dem magnetischen Felde einnehmen, dafs die Summe ihrer Ströme gleich Null ist. Es ist klar, dafs, wenn der Anker nicht diese Stellung beim

Angehen hat, er aus der Ruhelage angehen wird, allerdings aber in diese wieder zurückkehrt, sobald die kurzgeschlossenen Wickelungen möglichst symmetrische Stellungen mit Bezug auf die Feldmagnetpole einnehmen, in welchem Augenblick der Anker stromlos sein wird. Dies trifft jedoch nicht für alle Anordnungen zu, denn wenn die Zahl der Stromwechsel nicht sehr, hoch ist und die Feldmagnetpole verhältnifsmä'fsig weit von einander abstehen, so kann der. erste Impuls den unbelasteten Anker veranlassen, die Bewegung aufzunehmen und eine gewisse Geschwindigkeit zu erreichen, die für ihn nöthig ist, um in Uebereinstimmung mit den Stromwechseln zu laufen.

Bei den bekannten Anordnungen ist das selbstthätige Angehen der Treibmaschinen unzuverlässig, und dieser Umstand bildet den Hinderungsgrund für die praktische Verwerthung solcher Maschinen.

Wird indessen durch geeignete äufsere Einflüsse dem Anker ein gewisser Antrieb ertheilt, so dafs er eine Geschwindigkeit, die mit »kritisch« bezeichnet werden soll,' überschreitet, so steigert er seinen Gang immer mehr und läuft schliefslich mit synchroner oder nahezu synchroner Geschwindigkeit, was durch praktische Versuche festgestellt ist.

Ist die Zahl der geschlossenen Stromkreise der Ankerwickelung ungleich oder verschieden von der Anzahl der Polstücke, so erzeugen die geschlossenen Unterabtheilungen der Ankerwickelung eine differentiale Wirkung, so dafs die Drehung bei Beginn der Bewegung sehr gering oder fast Null ist; wenn jedoch eine solche Ankerwickelung sich in Bewegung befindet und von einem Pol zum anderen in der Zeit einer halben Periode gelangt und dieselbe Stellung vor diesem Pol erreicht, so ist es klar, dafs die Kraft, welche der Wickelung den ersten Slromstofs gab, diese zwingt, sich in derselben Richtung zu drehen.

Die Construction des in Fig. ι dargestellten Ankers ist verschieden von den bis jetzt gebräuchlichen. Es handelt sich hier nämlich um eine Maschine ohne Stromwender, deren Ankerwickelung geschlossene Stromkreise enthält, die leitend mit einander verbunden sind.

Des leichteren Verständnisses halber soll angenommen werden, dafs die drei Leitungen L in unmittelbarer Berührung mit einander sind und die Ankerwickelung in drei Unterstromkreise von gleicher Gröfse theilen, die in leitender Verbindung mit einander stehen.

Jeder dieser Wickelungstheile erzeugt beim Passiren eines magnetischen Feldes zwei Stromstöfse, welche sich über die Wickelung durch die sich ihnen darbietenden Wege nach bekannten Gesetzen vertheilen. Diese Ströme treten aber nicht gleichzeitig in den drei Wickelungstheilen auf, weil dieselben ungleiche Stellungen zu den Feldmagnetpolen einnehmen, da ihre Anzahl von den letzteren verschieden ist.

In Fig. 2 ist ein Anker dargestellt, der mit synchroner Geschwindigkeit läuft. Aus den beiden Stellungen α und b ist ersichtlich, dafs die Ankerpole ihre Stellungen in dem Anker nicht ändern. Die Wickelungstheile ι und 3 wirken in demselben Sinne, der Wickelungstheil 2 aber entgegengesetzt. In erster Linie verursacht Wickelung 1 die Bewegung des Ankers, weil die Wirkungen der beiden anderen Wickelungen 3 und 2 entgegengesetzt sind und einander aufheben. Die Folge hiervon ist die Bildung von Polen N und S und eine Drehung des Ankers nach links herum.

Stellung b läfst erkennen, wie weit sich der Anker in einer halben Periode herumgedreht hat; die Feldmagnetpole sind umgekehrt, während die Ankerpole mit dem Anker umlaufen.

Wird nun aber vorausgesetzt, dafs die Ankerwickelung symmetrisch ist, so ist es klar, dafs, wenn eine andere Spule als Spule 1 (Fig. 2) vor einen Feldmagnetpol gekommen sein sollte, diese Spule dieselbe Arbeit zu leisten haben würde wie Spule 1. Die veränderte Geschwindigkeit würde zur Wechselzahl des Erregerstromes auch eine feste Beziehung haben, die aber verschieden von der in Fig. 2 angegebenen ist. Dies wird durch Fig. 3 erläutert, deren vier Diagramme (die Wickelungsabtheilungen sind mit Zahlen bezeichnet) von denen der Fig. 2 verschieden sind, da nicht Wickelung 1 sondern Wickelung 2 den Nordpol erreicht, wodurch aber ebenfalls eine Drehung des Ankers bewirkt wird.

In gleicher Weise kann bei dem nächsten halben Impuls Wickelung 2 nicht den Nordpol erreichen, dahingegen aber Wickelung 3; die drei Wickelungen vertauschen also ihre Stellungen mit einander. Die Ankerpole behalten demnach ihre Lage mit Bezug auf die Wickelungen, wie in Fig. 2 gezeigt, nicht mehr bei, sondern wechseln von 1 zu 2 zu 3 u. s. w.; dementsprechend wechselt auch die. Wirkung der Wickelungen. In der ersten Stellung (Fig. 3) wirken die Wickelungen 1 und 3, in der zweiten 2 und 1, in der dritten 3 und 2 zusammen, die dritten Wickelungen 2, 3 bezw. 1 sind entweder stromlos oder haben entgegengesetzt wirkenden Strom. Verfolgt man die in den Diagrammen angegebenen Pfeilrichtungen, so findet man, dafs die Ströme in den verschiedenen Wickelungsabtheilungen ihre Richtungen ändern und dafs sie um Phasen von 120⁰ verschieden sind. Was die Stellung der Pole anbetrifft, so laufen dieselben in diesem besonderen Falle mit einer von der Ankerbewegung verschiedenen Geschwindigkeit und in entgegengesetzter Richtung um.

Mit Bezugnahme auf die erste und dritte Stellung der Fig. 3 hat die Wickelung 1 nur den dritten Theil einer Umdrehung zurückgelegt, während die Feldmagnetpole eine ganze Umdrehung vollendet haben, oder mit anderen Worten, das magnetische Feld des Ankers macht drei Umdrehungen, während der Anker selbst nur eine Umdrehung macht. Die vierte Stellung (Fig. 3) zeigt den Anker nach einer halben Umdrehung. Die Wickelung 1 befindet sich wieder vor einem Nordpol, obwohl die Stellung des Ankers die entgegengesetzte ist, wie in der ersten Stellung der Fig. 3. In dieser Figur sowie in den Fig. 1, 2, 4 und 5 möge der Klarheit halber das Folgende im Auge behalten werden. Fig. 1 zeigt die Maschine im Stillstand und ihre Eigenschaften beim Anlassen. Die Fig. 2, 3, 4 und 5 hingegen veranschaulichen die Maschine in Bewegung, und zwar passiren die Spulen 1, 2 und 3 die Magnetpole in solcher Weise, dafs die Amplitude der Magnetisirung für die auf einander folgenden Spulen unmöglich dieselbe Höhe haben kann. Aus den Diagrammen mag es erscheinen, als ob die Wickelungsstellen alle symmetrisch wären, dies ist zwar zutreffend, sobald das Diagramm die Augenblicksstellung veranschaulichen soll, in Wirklichkeit jedoch befindet sich der Anker in Bewegung, und es wird klar, dafs in Stellung 1 der Fig. 3 die Spule 3 vor einem schwachen Südpol vorbeiging, während Spule 2 vor einem voll entwickelten Pole zu passiren hat, der jedoch, bevor die Spule den Pol vollkommen passiren kann, wieder an Stärke abgenommen hat, wohingegen die Spule 1 die volle Wirkung der maximalen Magnetisirung erhält. Diese Magnetisirung wird durch die harmonische oder synchrone Drehung des Ankers eine periodisch wachsende und fallende und wirkt gerade so auf eine Spule ein, wie bei einer Gleichstrommaschine. Es ist augenscheinlich gleichgültig für die Erzeugung eines Stromes, ob man den Magnet unverändert erhält und die Veränderung der Kraftlinien dadurch bewirkt, dafs man eine ■ Spule ,an dem Pole vorbeiführt, bis sie aus dem Bereich des Einflusses dieses Poles ist, oder ob die Spule im Bereich des Poles bleibt und man ihm seinen Einflufs dadurch entzieht, dafs er an Stärke abnimmt.

Bei dem soeben erläuterten Beispiel macht der Anker während einer halben Periode nur Y₆ Umdrehung. Eine andere harmonische Geschwindigkeit, in welcher der Anker während einer halben Periode nur ^χ/₃ Umdrehung macht, ist ebenfalls zulässig, wie aus der Fig. 4 erhellt. In diesen vier Diagrammen verändern die Wickelungen ihre wirksamen Stellungen ebenfalls, aber nicht, wie vorher gezeigt, vor einem Pol derselben Polarität.

Jede Wickelung hat ihre gröfste Wirkung,.

wenn sie sich mit allen Windungen ein und demselben Theil des Feldmagneten gegenüber befindet. Da aber der Erregerstrom für den Feldmagneten ein Wechselstrom ist, so mufs dieser Theil auch sein Zeichen ändern. Die Drehungsgeschwindigkeit der drei Wickelungen i, 2 und 3 ist demnach folgende: Wenn sich Wickelung 1 vor einem voll entwickelten Nordpol befindet (erste Stellung Fig. 4), so dreht sich dieselbe links herum: sobald Wickelung 3 die Stellung von Wickelung 1 erreicht hat (zweite Stellung Fig. 4), hat sich die Polarität geändert und ist in einen Südpol von normaler Stärke übergegangen. Wenn Wickelung 2 die von Wickelung 3 innegehabte Stellung erreicht (dritte Stellung Fig. 4), ändert sich die Polarität wieder in Nord: sobald Wickelung 1 sich wieder vor demselben Theil des Feldmagneten befindet, wie bei Beginn der Drehung (vierte Stellung Fig. 4), hat dieser Theil des Feldmagneten seine Polarität in Süd gewechselt. Daraus erhellt, dafs, während in Fig. 3 die thätigen Wickelungen abwechselnd vor dem linken und dem rechten Magnetpol stehen, wobei die Polarität dieser Pole die gleiche ist, nämlich Nord, in der Anordnung Fig. 4 die thätigen Wickelungen nur immer vor ein und demselben Magnetpol sich befinden, ungeachtet, ob dessen Polarität sich ändert, derart, dafs Wickelung 1 vor einem Nordpol steht, während gleich daraufWickelung 3 sich vor einem Südpol befindet; Wickelung 2 passirt dann wieder einen Nordpol, während Wickelung 1 nunmehr einen Südpol antrifft u. s. w. Die .vierte Stellung (Fig. 4) zeigt, dafs der Anker eine volle Umdrehung gemacht hat und die Polarität in demselben umgekehrt ist. Die Pole des Magnetfeldes laufen also mit einer verschiedenen Geschwindigkeit um, und zwar haben sie in vorliegendem Falle ein und eine halbe Umdrehung in entgegengesetzter Richtung wie der Anker zurückgelegt.

Um den W⁷echsel der Polarität gleichmäfsiger und weniger abgebrochen zu gestalten, mag ein magnetisches Feld mit vier Polen Verwendung finden, wie solches in Fig. 5 dargestellt ist.

Die fünf Diagramme (Fig. 5) zeigen den Anker in Synchronismus mit dem Stromwechsel. Alle drei Wickelungen 1, 2 und 3 stehen der Reihe nach vor einem Nordpol, jedoch nicht vor demselben Eisen- oder Magnetstück. Für die wirkenden Wickelungsabtheilungen des Ankers laufen demnach die Feldmagnetpole nach links herum gegen die Richtung des Uhrzeigers um. Wenn also die Wickelungen des Ankers in solcher harmonischen Geschwindigkeit mit den Stromwechseln laufen, so übt das wechselnde Feld dieselbe Wirkung auf den Anker aus, wie ein magnetisches Drehfeld eines feststehenden Magneten. Verfolgt man die

Pole, so wechseln die Ankerpole von Wickelung ι zu 3, zu 2, zu ι zu 3, zu 2 u. s. w. die wechselnden Feldmagnetströme, d. h. die Pole drehen sich gegen die Richtung des Uhrzeigers, da dieselben beständig in neuen, d. h. weiter vorliegenden Theilen des Feldmagneten mit derselben Polarität auftreten. Nach der fünften Stellung (Fig. 5) hat der Anker nur den dritten Theil einer Umdrehung zurückgelegt, während die Feldmagnetpole eine ganze Umdrehung vollendet haben. Dieser Motor gehört zu den synchronen Maschinen, jedoch ist in diesem Falle nicht nur die eine Geschwindigkeit— synchron, wo η die Zahl der

Strom wechsel und ρ die der Feldpole bezeichnet, sondern auch andere.

Nach der in Fig. 1 dargestellten Anordnung erhält die Treibmaschine drei synchrone Geschwindigkeiten. Unter Synchronismus soll hier jede bestimmte Geschwindigkeit verstanden werden, die von dem Anker eingehalten wird und ein bestimmtes Verhältnifs zwischen Tourenzahl und Stromwechsel sichert. Dieser Synchronismus ist wünschenswerth für das wirksame Arbeiten der Maschine, welche die guten Eigenschaften einer Vielphasenmaschine besitzt und doch ihre Geschwindigkeit zu ändern vermag. Kann z. B. eine Wickelungsabtheilung des Ankers infolge der Belastung der Maschine ihre richtige Stellung nicht erreichen, so wird ein stärkerer Strom in der voraufgehenden Wickelungsabtheilung und dadurch ein gröfseres Drehmoment erzeugt, so dafs der Anker angeht;dies findet aber nur zwischen gewissen Grenzen statt, und wenn die kleinste synchrone Geschwindigkeit überschritten wird, kommt die Maschine ebenso zum Stillstand, wie jeder andere überlastete synchrone Motor.

Durch die Fig. 3, 4 und 5 ist klargelegt, dafs zwei gegen einander wirkende Kräfte auftreten, von denen jede durch periodische, in Phase nacheilende Ströme erzeugt wird. Die Kräfte, welche überwiegen, erzeugen ein magnetisches Drehfeld gegen die Richtung des Uhrzeigers. Betrachtet man die entgegengesetzt wirkenden Kräfte für sich allein, so findet man, dafs dieselben, da sie periodische Ströme sind, die in Phase nacheilen und um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet sind, ebenfalls ein magnetisches Drehfeld hervorrufen, welches indessen schwächer als das erstere und diesem entgegensetzt ist, so dafs in Wirklichkeit zwei Drehfelder geschaffen werden, deren Resultirende in den Fig. 1 bis 5 zur Veranschaulichung gebracht ist.

In den Fig. 6 bis 9 der beiliegenden Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen von selbst angehenden und für schwere Belastung bestimmten Wechselstromtreibmaschinen zur Veranschaulichung gebracht, die von einphasigem Wechselstrom getrieben werden. Die Maschine kann sowohl als Reihen-, Nebenschlufs-, Inductionsmotor oder Motorgenerator betrieben werden, indem man an der Vertheilungsstelle Drehung eines Leiters in einem Feld von veränderlicher Intensität erzeugt, welche Drehung durch einen einphasigen Wechselstrom hervorgerufen und dadurch gesichert wird, dafs man ein Zwei- oder Mehrphasenstromsystem mit einem sich daraus ergebenden magnetischen Drehfeld schafft und auf dasselbe ein Feld mit wechselnder oder gleichbleibender Polarität zurückwirken läfst. Die neue Maschine ist also ein selbstangehender Motor oder Motorgenerator, der der besonderen Einrichtung entsprechend eine Anzahl von harmonischen Geschwindigkeiten besitzen kann.

In den Fig. 1 bis 5 ist ein Anker verwendet worden, dessen Wickelung der Sitz inducirter Ströme ist, und da die Verbindungsdrähte L die passirenden Stromimpulse in andere Theile derselben Leitung überführen, so ist keine Stromabnahme möglich. In dieser Form ist die Maschine nur als Motor verwendbar. Um einphasigen Wechselstrom in Dreiphasenstrom zu spalten oder zu zerlegen, ist es jedoch nicht unumgänglich nothwendig, dafs der Anker der Inductortype angehört, vielmehr mag der zerlegende Strom selbst in den Anker eingeführt werden, wie in Fig. 6 gezeigt; der erzeugte Mehrphasenstrom mag dann wie in Fig. 1 in die Wickelung' zurückgeführt werden. Für manche Maschinenconstructionen ist es jedoch vortheilhafter, den Mehrphasenstrom durch besondere Wickelungen bezw. äufsere Stromkreisleitungen zu schicken. Ob der in der Ankerwickelung erhaltene Wechselstrom eingeleitet oder inducirt ist, ändert am Resultat durchaus nichts. In den folgenden Figuren ist aufser dem constanten Feld noch ein reactivesWechselfeld gegeben; dies ist deshalb geschehen, damit der Anker aus der Ruhelage mit-gröfserer Kraft angehen kann.

Die Anordnung Fig. 6 ist eine Abänderung der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung, welche letztere als unzuverlässig im Selbstangehen bezeichnet worden ist und äufserer Hülfsmittel zum Angehen bedarf, wie z. B. einer raschen, mechanisch mitgetheilten Umdrehung der Triebscheibe. Die Anordnung Fig. 6 zeigt ein solches Hülfsmittel zum Selbstangehen der Maschine in Gestalt eines Stromwenders, welcher die Maschine als Reihenmaschine angehen läfst, jedoch aber auch gestattet, die Maschine als Nebenschlufsmaschine auszubilden. Die Ankerwickelung nach Fig. 1 besteht aus einer geschlossenen Gramme-Wickelung, die durch Drähte L in Unterabtheilungen abgetheilt ist. Durch diese Anordnung wird die Wickelung so umgeformt, dafs abwechselnd eine bestimmte

Unterabtheilung der Wickelung durch Induction vom Feld zunächst Wechselstrom erzeugt, den sie durch die Verbindungsdrähte oder Nebenleitungen den anderen Unterabtheilungen oder Spulen zuführt, dann aber erst in kurzer Aufeinanderfolge Wechselströme von den anderen Abtheilungen der Ankerwickelung durch die Drähte L empfängt, so dafs sowohl einphasiger wie mehrphasiger Wechselstrom durch die Ankerwickelung geleitet wird. Die Maschine Fig. 6 ist im Princip mit der in Fig. ι dargestellten gleich, nur die constructive Ausführung ist eine etwas andere insofern nämlich, als die Wickelung (Fig. 6) als eine solche angesehen werden kann, die aus zwei Gramme-Wickelungen zusammengesetzt ist, die hier auf verschiedene Ankerkerne aufgewickelt sind. Dies letztere ist jedoch unnöthig, wenn die Zahl der Feldmagnetpole F und H (wie bei der weiter unten beschriebenen Anordnung Fig. 8) gleich sind. Fig. ι zeigt eine in sich geschlossene Ankerwickelung mit Zweigleitungen und die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform ist nichts anderes. Dies ist ersichtlich, wenn man berücksichtigt, dafs die beiden Wickelungen durch die Verbindungsdrähte L leitend verbunden, also zu einer geschlossenen Wickelung vereinigt sind, welche durch diese Leitungen wie in Fig. ι in Zweigleitungen getheilt ist.

Der Arbeitsvorgang ist kurz folgender: Die Maschine geht, wie weiter unten eingehender beschrieben, als Wechselstromreihenmaschine an. Nachdem der Anker unbelastet seine Geschwindigkeit bis zum Synchronismus gesteigert hat, werden durch die Zweigleitungen L Ströme in den zweiten Theil der Wickelung, d. h. in die Wickelung B übergeführt, die in Zeit und Phase von einander verschieden sind, da ihre Verbindungen von Spulen abgeleitet sind, die sich nicht alle gleichzeitig in einem magnetischen Felde von derselben Stärke befinden. Die Wickelung B führt also, wie ersichtlich, Mehrphasenströme, die in wohlbekannter Weise wie beim Bradley- oder Schuckert-Umformer durch einen einfachen Stromwender in Gleichstrom umgewandelt werden. Um die Maschine sicher im Synchronismus zu erhalten, mag ein Theil des gleichgerichteten Stromes zur Erregung eines Magnetfeldes benutzt werden, welches auf die die Mehrphasenströme führenden Spulen zurückwirkt.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Treibmaschine besteht das magnetische Feld aus zwei Theilen. Die Feldmagnete F des Haupttheils werden von einem einphasigen Wechselstrom erregt, der von dem Collector G ausgehen soll. Die Feldmagnetwickelungen sind in Reihenschaltung mit der Wickelung A des Hauptankers, welche aus acht in sich geschlossenen Unterabtheilungen ι bis 8 besteht, die mit den entsprechenden Wickelungsabtheilungen ι bis 8 einer Nebenankerwickelung B durch Verbindungsdrähte L verbunden sind. Der Nebenanker mit seiner Wickelung B ist in dem magnetischen Felde von Feldmagneten H angeordnet. Für die. Hauptwickelung A ist ein Stromwender C vorgesehen , auf welchem die unter 90 ° zu einander angeordneten Bürsten D D schleifen, die den Wickelungen der Feldmagnete F und des Hauptankers Strom zuführen. Der Stromwender C¹ des Nebenankers trägt Bürsten D¹ D¹, durch welche den Wickelungen der Feldmagnete H Strom zugeleitet wird. In der Zeichnung ist die Neben- oder Hülfswickelung als geschlossene Wickelung dargestellt, es können aber auch, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, andere Wickelungsarten Verwendung finden.

Die soeben beschriebene Maschine geht aus jeder beliebigen Stellung an. Das Angehen der Maschine, deren Doppelwickelung A B auf einer gemeinsamen Achse angeordnet ist, wird durch die Ankerwickelung A und das Erregerfeld F bewirkt, während die Nebenwickelung B, falls sie eine geschlossene Wickelung ist, vorzugsweise mit einer Schaltungsvorrichtung versehen ist, um zu Anfang durch Oeffnen der Verbindungen auf die Wickelung A einwirkende bremsende Rückwirkung zu verhindern. Der Deutlichkeit halber ist eine solche Schaltungsvorrichtung in den Diagrammen nicht zeichnerisch dargestellt, zumal dieselbe, wenn die Wickelung B eine offene ist, gänzlich fortfällt.

Die Maschine geht als Wechselstromreihenmotor A F an und dreht die Wickelung B mit. Nachdem die bestimmte kritische Geschwindigkeit erreicht ist, wird die Wickelung B (Fig. 6) mit der Wickelungj4 verbunden; die Wickelung B erhält dann von letzterer Stromstöfse, die bewirken, dafs der Anker an Geschwindigkeit gewinnt und sich rasch dem synchronen Gang nähert. Nach den in den Fig. 1 bis 5 gegebenen Erklärungen ist es leicht verständlich, dafs durch die acht Abzweigungen im vierpoligen Felde zwei Ströme von einer Phasendifferenz von 90 ° in die Wickelung B übergeführt werden. Diese Mehrphasenströme verursachen um den Ankerkern ein rotirendes Magnetfeld, das auf den unerregten Feldmagneten H inducirend einwirkt und durch die hierauf erfolgende Rückwirkung die Ankerdrehung bis zum Synchronismus zu steigern sucht. Wenn die normale Geschwindigkeit erreicht ist, werden die Bürsten D¹ an den Stromwender C¹ angelegt, um die Wickelung der Feldmagnete H durch Gleichstrom zu erregen. Anstatt die Wickelungen der Feldmagnete F in Reihenschaltung mit den Ankerwickelungen zu bringen, können diese auch in Nebenschlufs zu einander angeordnet sein. Um die Spaltung des Einphasenstromes in Mehrphasenströme leicht verständlich zu machen, möge man

sich' des Maschinendiagrammes der Fig. io bedienen.

Man erkennt bei dem Anker zwei gewöhnliche Gramme-Wickelungen. Der Strom wird in die erste Wickelung e hineingeleitet, und zwar durch die Bürsten e²e³; infolge dessen enthält diese Wickelung e Einphasenstrom. Die zweite Wickelung f ist an vier Stellen mit der Wickelunge verbunden, und dieser Umstand ist die Ursache der Umwandlung in Mehrphasenströme. Der Grund ist der folgende: Die vier festen Verbindungsstellen haben ein festes Verhältnifs zu den Spulen in der Wickelung e, mit denen sie verbunden sind, aber nicht zu den Spulen maximaler und minimaler Spannung. Nimmt man an, dafs ein Paar dieser Verbindungen zu Spulen verbunden sind, deren Stromwendersegmente unmittelbar unter den Bürsten liegen, so ist es klar, dafs dieses Paar, welches mit Paar ι bezeichnet werden mag, der gröfstmöglichen Spannung ausgesetzt ist und einen maximalen Strom in die zweite Gramme -Wickelung überführt. Das andere Verbindungspaar, das der Kürze halber mit Paar 2 bezeichnet werden mag, liegt im rechten Winkel zum Paar 1. Infolge dessen herrscht zwischen beiden, einander gegenüberliegenden Verbindungspunkten das Potential O. Mithin wird auch kein Strom durch die Zweigleitung fliefsen. Dreht sich die Wickelung e unter der Gegenwirkung des Feldmagneten c, so werden auch die Spulen eine andere Stellung in Bezug auf die Stromeinführungsstellen einnehmen.

Nach einer Drehung von 45 ° gelangen Paar 1 und Paar 2 an Stellen des Feldes, die gleiche Spannungsdifferenzen haben, infolge dessen überführen Paar 1 und Paar 2 zwei Ströme gleicher Stärke, der Strom in Paar 1 ist auf die Hälfte gefallen, während derjenige in Paar 2 auf halbe Stärke gewachsen ist. Bei weiterer Drehung von 45 ° gelangt Paar 2 in die Maximalstellung und überführt den gröfstmöglichen Strom, während Paar 1 stromlos wird. Man erkennt sofort, dafs man es hier mit zwei Strömen zu . thun hat, die in Phase um 90 ° verschoben sind.

Versuche an kleinen Maschinen haben ergeben, dafs die Wickelung _/" ständig mit der Wickelung e verbunden sein kann, ohne dem Angehen hindernd im Wege zu sein, und dafs ein rotirendes Magnetfeld in einem Bruchtheil einer Minute ausgebildet ist.

Es mag ferner erwähnt werden, dafs selbstredend anstatt der Gramme-Wickelung Trommelwickelungen gewählt werden können und dafs anstatt geschlossener offene Wickelungen verwendet werden können. Auch können anstatt der vier Verbindungen deren drei, oder irgend eine andere beliebige Anzahl von Verbindungen gebraucht werden, wodurch eine beliebige, zuvor bestimmte Anzahl von Strömen erhalten werden.

Schliefslich braucht der Strom noch nicht einmal, wie in den Fig. 6, 8 oder 10 gezeigt, durch die Bürsten eingeführt zu werden, sondern die Ankerwickelung kann eine Inductorwickelung sein und, wie Fig. 7. zeigt oder wie in der Patentschrift Nr. 63658 angegeben, mit Hülfe einer oder zweier Kurzschlufsbürsten den Anker in Bewegung setzen. Der in der Wickelung A (Fig. 7) erzeugte Strom wird durch Induction im Magnetfelde hervorgerufen. Die Inductor- · type ist da am vortheilhaftesten zu verwenden, wo man ohne Umformer aus hochgespanntem Einphasenwechselstrom Mehrphasenströme niederer Spannung erzeugen will, oder diese gleichzeitig mittelst eines Stromwenders in Niederspannungsgleichströme umzuwandeln wünscht. Die Umformung von Mehrphasenströmen in Gleichstrom mittelst eines Stromwenders geht in derselben Weise vor sich, wie bei den bekannten Schuckert'schen Umformern. Diese Umformung bedarf, weil allgemein bekannt, keiner eingehenden Erklärung an dieser Stelle.

In Fig. 7 ist die Maschine als Inductionsmotor dargestellt; die Wickelungen der Feldmagnete werden auch hier wieder durch einen Wechselstrom erregt; der Deutlichkeit halber sind aber die Feldmagnete mit ihren Wickelungen in der Zeichnung weggelassen. Die Ankerwickelungen A und B sind wiederum in je acht Abtheilungen getheilt, jedoch sind diese Abtheilungen mit einander nicht in Parallel-, sondern in Reihenschaltung. Das rechte Ende der Windung 1 der Wickelung A ist also mit dem Anfang der Windung 1 der Wickelung B verbunden. Das Ende dieser letzteren Windungsabtheilungen ist in Verbindung mit dem Anfang der Abtheilung 2 der Wickelung A, das Ende dieser Abtheilung 2 ist wieder an den Anfang der Abtheilung 2 der Wickelung B angeschlossen u. s. w. Die Windungen werden schliefslich durch Verbinden des Endes der Abtheilung 8 der Wickelung B mit dem Anfang der Abtheilung 1 der Wickelung A in sich geschlossen. Die acht Abtheilungen der Hauptwickelung A sind mit einem viertheiligen, die acht Abtheilungen der Nebenwickelung B mit einem achttheiligen Stromwender verbunden. An dem Stromwender C sind zwei Kurzschlufsbürsten D angebracht, die keine Verbindung mit der Stromquelle haben. Die Bürsten D¹ haben denselben Zweck, wie bei der Anordnung Fig. 6. Je nach der Anzahl der Stromwendersegmente kann die'Kurzschlufsbürste entweder zwei, drei oder mehr auf einander folgende Segmente und daher jede dazwischen liegende Spule in sich kurzschliefsen oder aber ebenso viele Ankerspulen in einem einzigen Kurzschlufs vereinigen.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform

besteht die Ankerwickelung aus drei besonderen Leitern, von denen jeder in Unterabtheilungen getheilt ist und vier geschlossene Stromkreise bildet. Die Zahl der Pole der Feldmagnete F und H ist gleich; die Wickelungen A und B bestehen aus den drei gesonderten Gruppen, die bezeichnet sind mit i, ia; 2, 2a; 3, 3a ... 12, 12 a. Die Windungen der Hauptwickelung A können mit denen der Nebenwickelung B sowohl hinter . einander als auch parallel geschaltet sein; letzteres ist in Fig. 8 der Fall. Der Anker der Fig. 8 hat drei von einander unabhängige Windungen, während Fig. 6 nur eine solche aufweist; die Windungen der einzelnen Gruppen sind um 90 ° von einander entfernt und nehmen symmetrische Stellungen in Bezug auf die Feldmagnetpole ein. Die drei Windungsgruppen sind in der Zeichnung mit verschiedenen Linien dargestellt, und zwar die erste Gruppe mit feinen Linien, die zweite mit dickeren Linien und die dritte mit punktirten Linien. Die drei Windungsgruppen werden nur zeitweise durch die Stromwenderbürsten mit einander verbunden. Die Windungen der Ankerwickelung A stehen mit denen der Ankerwickelung B wieder durch besondere Leitungen L in ständiger Verbindung. Diese Ankerconstruction entwickelt Dreiphasenströme, und zwar durch die unmittelbare Zertheilung des bei C eingeleiteten Stromes, und führt diese Art der Zerlegung des Einphasenstromes zu ähnlichen Resultaten, wie solche in ihren Einzelheiten in den Fig. 2 bis 5 dargestellt sind, jedoch mit dem Unterschiede, dafs die Klemmenspannung sich gewöhnlich nicht wesentlich gegen die des zugeführten Stromes ändert.

Die Feldmagnete'i⁷ werden durch einen Einphasenwechselstrom erregt. Die Magnetwickelüngen sind in der Zeichnung der Deutlichkeit halber weggelassen. Die Hauptwickelung A kann mit der Magnetwickelung sich sowohl in Reihe als in Nebenschlufs befinden oder auch von dem Feld inductiv beeinflufst werden. Die Feldmagnete H können durch den vom Stromwender C¹ gesammelten Strom erregt werden.

Das Angehen der Maschine ertolgt in ähnlicher Weise, wie bei Fig. 6 geschildert, sie kann mit drei verschiedenen Geschwindigkeiten synchron laufen, da der Anker drei symmetrische Windungsgruppen aufweist. Wechselt oder ändert eine Gruppe ihre Stellung und erreicht diese Gruppe in einer halben Periode dieselbe Stellung vor dem nächsten Pol, die sie eingenommen hat, gerade bevor der Pol sie verlassen hat, so hat man es mit der einen synchronen Geschwindigkeit zu thun. Wirken die drei Windungsgruppen abwechselnd und passiren während der Drehung die auf einander folgenden Feldpole, so erhält man den nächst langsameren synchronischen Gang, d: h. hat Gruppe 1 eine gegebene Stellung in dem magnetischen Feld und nimmt am Ende einer halben Periode Gruppe 2, die der Gruppe 1 in der Drehrichtung um 30⁰ voraus ist, ebenso wie sich Gruppe 3 der Gruppe 2 um 30⁰ voraus befindet, eine ähnliche Stellung ein, aber vor dem nächsten Pol in Richtung der Drehung, und erreicht bei der nächsten halben Periode Gruppe 3 ebenfalls eine solche Stellung vor dem nächsten Pol in Richtung der Drehung, d. L. vor der von Gruppe 2 eingenommenen Stellung, so sind die Bedingungen für den langsameren synchronen Gang erfüllt. Vertauschen schiiefslich alle drei Gruppen ihre Stellungen mit einander und führen periodisch und der Reihe nach ihr Strommaximum, indem sie aber vor ein und demselben Pol verbleiben, so entsteht der langsamste synchrone Gang der Maschine, d. h. wenn also Gruppe 1 eine gegebene Stellung in dem magnetischen Feld hat und am Ende einer halben Periode Gruppe 3 diese. Stellung vor demselben Pol einnimmt, dann bei der nächsten halben Periode die Gruppe 2 an Stelle von Gruppe 3 tritt, bei der nächsten halben Periode diese Stellung aber wieder von der Gruppe 1 eingenommen wird u. s. w., dann läuft der Anker mit der dritten und niedrigsten synchronen Geschwindigkeit. Die Zahl der Feldpole und der geschlossenen Ankerstromkreise oder Windungen bestimmt hierbei die Anzahl der synchronen Geschwindigkeiten. Wird der Feldmagnet H durch einen Wechselstrom erregt, so ist der Anker besser befähigt, von einer Geschwindigkeit auf die andere überzugehen, als wenn die Feldpolarität eine constante ist.

In Fig. 9 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Maschine erläutert, bei welcher die Verbindungen zwischen den Ankerwickelungen A und B an die Wickelung B nicht an centralen Stellen angeschlossen sind. In der Hauptwickelung sind mit Hülfe der Vorrichtungen Af¹ vier kurzgeschlossene Stromkreise geschaffen. Die Vorrichtungen Af¹ mögen Widerstände darstellen, welche innerhalb des Ringankers angebracht sind, und mit demselben sich drehen. Diese Widerstände haben den Zweck, der Ankerwickelung namentlich beim Anlassen der Maschine einen genügenden Widerstand zu verleihen, um ein allzu grofses Anwachsen der Stromstärke zu verhindern. Diese Widerstände können, wenn die Maschine in Gang ist, auf bekannte Weise geändert werden. . In der Zeichnung sind der Einfachheit halber Magnetspulen gezeigt, die einen Theil der Hauptwickelung kurzschliefsen. Die Nebenwickelung B ist an diese Kurzschlufsspulen Ai¹ angeschlossen, von denen aus Stromstöfse in die Wickelung B gesandt werden.

Die der vorliegenden Erfindung gemä'fs eingerichteten Treibmaschinen sind mit Ausnahme

der Constructionen Fig. ι und 9 selbst angehende, synchrone oder harmonische Motoren oder Motorgeneratoren, welche die Eigenschaften einer.Zwei- oder Mehrphasenmaschine besitzen und welche, wenn durch zu schwere Belastung in ihrem gleichmä'fsigen Gang gestört, mit einer niederen harmonischen Geschwindigkeit weiter kufen. Beträgt die Zahl der Stromwechsel z. B. 12000 in der Minute und das Feld hat vier Pole, so zwingt der Synchronismus den Anker, 3000 Umdrehungen zu machen. Besitzt der Anker drei geschlossene Stromkreise, so findet aufser bei 3000 Umdrehungen eine synchrone Geschwindigkeit noch statt bei 2000 und 1000 Umdrehungen. Dies erhellt aus der Anordnung Fig. 8, bei welcher es, da der Anker symmetrisch ist, gleichgültig ist, welcher von den Stromkreisen die Stellung erreicht, durch welche' beständige Drehung in einer Richtung gesichert wird. Aus Fig. 9 ist ersichtlich, dafs sich die geschlossenen Stromkreise in der richtigen Stellung für Drehung im Sinne des Uhrzeigers befinden und, wenn Synchronismus vorhanden ist, immer ein Satz der genannten Stromkreise von den Feldpolen bethä'tigt wird, als wenn die anderen nicht vorhanden wären. Wird aber durch eine zu schwere Belastung der Anker gehindert, sich so schnell umzudrehen, so dafs er statt einer halben nur eine viertel Umdrehung macht, so wechseln die beiden Sätze geschlossener Stromkreise in der Arbeit derart harmonisch, dafs die Geschwindigkeit auf die Hälfte verringert wird.

Für die beschriebenen Maschinen kann eine beliebige Anzahl von Polen benutzt werden, ebenso ist es gleichgültig, ob man den Ankern eine Ring- oder Trommelform giebt. Auch können an Stelle von Zwei- oder Dreiphasenstromen, wie beschrieben, solche von noch mehr Phasen, z. B. von 20, 30 oder dergl. Anwendung finden. Bei den obigen Ausführungen ist Rücksicht darauf genommen, dafs die Umformer mechanische Arbeit · leisten sollen, wobei der umgewandelte Strom dazu verwendet wurde, die Maschine sicherer unter verschiedenen Belastungen in synchronem Gang zu erhalten. Wird aber gewünscht, dafs die Maschine an Stelle der Leistung mechanischer Arbeit Mehrphasenstrom oder Gleichstrom vertheile, so hat man nur nöthig, die Maschine in das betreffende Leitungsnetz einzuschalten.

In den Fig. 10 und 11 ist ein Vertheilungsbezw. Umformungssystem zur Veranschaulichung gebracht, bei welchem die vorher beschriebene Maschine nur als reiner Umformer Anwendung finden soll, indem durch diese Maschine die Zwei- oder Mehrphasenströme gleichgerichtet werden und der so erzeugte Gleichstrom in die Gebrauchsleitung geführt wird. Ist die Nebenankerwickelung unmittelbar mit der Hauptwickelung verbunden, so hat der erzeugte Gleichstrom die Spannung des betreffenden Wechselstromes, während, wenn die Nebenankerwickelung mit einer secundären Hauptankerwickelung verbunden wird, die Spannung nach Wunsch höher oder niedriger umgeformt werden kann.

Die Wechselstromquelle α (Fig. 10) ist durch die Hauptleitungen α¹ d¹ mit den verschiedenen Gebrauchsleitungen verbunden. Die Primärwickelung des Umformers b ist mit den Leitungen α¹ α² in Verbindung. Die in die Secundärwickelung eingeschalteten Verbrauchsapparate b^l b'² erhalten demzufolge Wechselstrom.

Der Motorgenerator A ist mit zwei magnetischen Feldern c und d versehen; in ersterem rotirt die Hauptankerwickelung e, in letzterem die Nebenankerwickelung/; beide sind mechanisch mit einander verbunden und rotiren zusammen. Der Motor ist nach dem Nebenschlufstyp eingerichtet; die Feldwickelung c¹ ist in Parallelschaltung mit dem Anker, dessen Wickelungen mit dem Stromwender e¹ verbunden sind, auf dem die Bürsten e² e³ schleifen. Die Windungen der Wickelung e stehen durch Leiter g mit den Windungen der Wickelung f in Verbindung; die letzteren Windungen sind an den Stromwender f¹ angeschlossen, an dessen Bürsten/²/³ die Enden der die Verbrauchsapparate (Batterie h, Lampen h^l, Kraftmaschine h'²) enthaltenden Leitung gelegt sind. Geeignete Umschalter h³ ermöglichen die Ausschaltung der Gebrauchsleitung, damit diese erforderlichenfalls auch von der Accumulatorenbatterie h aus gespeist werden kann. Die Feldwickelungen d¹ sind in Nebenschlufs mit 'der Arbeitsleitung·, das Feld wird dadurch ein constantes. In die Stromkreise der Feldwickelung sind geeignete Rheostate ii^l eingeschaltet.

Der Wechselstrom, welcher die Hauptankerwickelung durchströmt, wirkt auf das Feld c zurück, erzeugt Drehung und läfst den Motor von selbst angehen. Ist die normale Geschwindigkeit erreicht, so durchströmen, wie in den Fig. 6 bis 9 gezeigt, die Ströme von der Hauptankerwickelung periodisch und der Reihe nach die Spulen der Nebenankerwickelung in Synchronismus mit den Stromwechseln. Je nach der Stellung der Hauptankerspulen im Magnetfelde haben die Windungen oder Verbindungsdrähte g ein verschiedenes Potential, das von ο bis Maximum positiv wie negativ wächst und fällt, und da der Anker sich in Synchronismus befindet, d. h. bei gegebener Belastung eine ganz bestimmte Umdrehungszahl mit Bezug auf die Periodenzahl des Wechselstromes innehält, so ist es selbstverständlich, dafs in periodischer Reihenfolge die Spulen der Nebenankerwickelung von Strömen durchflossen werden, deren Spannung von ο anwächst,

ein positives Maximum erreicht, auf ο zurücksinkt, ein negatives Maximum erreicht, wieder auf ο zurücksinkt und diesen Vorgang in den zeitlich wie räumlich verschieden auf einander folgenden Spulen wiederholt.

Die Spulen, die gleichzeitig im Magnetfelde oder in einem Felde gleicher Intensität liegen, haben natürlich dieselbe Phase, während die nachfolgenden Spulen in der Phase verschoben sind, weil sie später in das Feld eintreten und dieses sich inzwischen in der Intensität geändert hat. Die so in Phase verschobenen Wechselströme bilden, wenn sie wie hier um einen Punkt angeordnet sind, ein Drehfeld, und wenn die Ankerdrehung in einem bestimmten Verhältnifs zu der Wechselzahl des eingeleiteten Stromes steht, so ist es klar, dafs die Phasen der verschiedenen Ströme einen bestimmten und voraus zu bestimmenden Winkel mit einander bilden müssen. Im vorliegenden Falle wird die Nebenankerwickelung durch zwei um 90 ° in Phase verschobene Wechselströme gespeist. Die Zweiphasenströme werden dann gleichgerichtet und ein Theil des so erzeugten Gleichstromes durchfliefst die Feldmagnetwickelungen d^l, um ein' magnetisches Feld zu erzeugen, welches wiederum auf das Drehfeld zurückwirkt, um die synchrone Umdrehung zu sichern.

Bei dem Umformer B sind die Feldwickelungen in Reihe mit dem Anker verbunden, das Hülfsfeld wird in diesem Fall auch durch den Wechselstrom erregt; das Feld d ist infolge dessen ein wechselndes und kein constantes, wie bei dem Umformer A. Die Wickelungen der beiden Felder sind parallel geschaltet, können aber auch hinter einander geschaltet werden. Neben der Wickelung e ist eine secundäre Wickelung k vorgesehen, die aber nur durch Induction beeinflufst wird; in der Zeichnung ist die secundäre Leitung durch kräftigere Linien dargestellt. Diese secundäre Wickelung ist mit der Nebenankerwickelungy durch Leiter g verbunden. Die die Verbrauchsapparate enthaltende Arbeitsleitung ist an die Bürsten /²/³ angeschlossen. Durch den Umformer B wird die Spannung verringert, da die Hauptwickelung e mehr Windungen hat als die secundäre k.

In Fig. 11 ist ein nach dem Inductionssystem eingerichteter Umformer zur Veranschaulichung gebracht. Die Hauptankerwickelung steht nicht in- Verbindung mit der Wechselstromquelle, sondern die Ströme, welche die genannte Wickelung durchlaufen, werden durch Induction hervorgerufen. Bei dieser Ausführungsform kann die Spannung in der Verbrauchsleitung durch die Anzahl der Windungen der Hauptankerwickelung nach Wunsch geregelt werden, eine secundäre Wickelung k, wie in B (Fig. 10), ist nicht nothwendig. Die Feldwickelungen c¹ werden von dem Wechselstrom durchlaufen; ein Paar Kurzschlufsbürsten e² e^a ruhen auf dem Stromwender e¹. Die Feldwickelungen d¹ sind mit der Verbrauchsleitung in Reihe; der Umformer wird dadurch zu einem selbstregelnden und sichert eine gleichmäfsige Spannung in der Verbrauchsleitung. Wenn z. B. der Umformer unter einer -bestimmten Belastung läuft, d. h. mit einem bestimmten Strom in der Verbrauchsleitung, und es werden mehr Lampen parallel eingeschaltet, wodurch der Widerstand der Leitung vermindert wird, so fliefst mehr Strom durch die Verbrauchsleitung. Die Abnahme des äufseren Widerstarides verursacht eine Abnahme der Spannung an' den Bürsten, welche die Verbrauchsleitung speisen, und weiter bei einer verstärkten Stromzufuhr ist der Nachlafs in der Verbrauchsleitung zwischen den Bürsten und den Verbrauchsapparaten gröfser, so dafs die Spannung, welcher die Verbrauchsapparate unterworfen sind, aus diesen beiden Gründen vermindert wird. Wird bei Reihenschaltung der Feldwickelungen d^l mit der Verbrauchsleitung ein verstärkter Strom in letztere geschickt, so wird die Stärke des Nebenfeldes vermehrt, wodurch in der Nebenwickelung eine elektromotorische Kraft inducirt wird, welche zu der Spannung in der Hauptwickelung hinzukommt, um die Spannung an den Bürsten zu verstärken und auszugleichen für den Nachlafs, der durch die Abnahme des Widerstandes und die Verstärkung des Stromes eintrat. Es ist ersichtlich, dafs diese Reihenschaltung des Feldmagneten d¹ auch bei den in den Fig. 6 bis 10 gezeigten Formen vorgenommen werden kann.

Der beschriebene Umformer erzeugt Zweioder Mehrphasenströme. Es ist jedoch einleuchtend, dafs, wenn man die Wechselströme selbst benutzen will, dieselben von den Verbindungsleitern g abgenommen werden können, so dafs man mit einer einzigen Wechselstromquelle nicht nur Verbrauchsapparate für Wechseloder Gleichstrom, sondern auch für Zwei- und Mehrphasenstrom speisen kann.

In den Fig. 6 bis 11 ist der Deutlichkeit halber die Ankerwickelung getrennt, d. h. als Haupt- und Nebenankerwickelung dargestellt und beschrieben worden, jedoch ist es ganz selbstverständlich, dafs diese Construction nur als eine Wickelung mit Zweigstromkreisen angesehen werden kann, bei der durch die Zweigstromkreise Mehrphasenströme in andere Theile des Ankers übergeführt werden. Dies ist auch bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung der Fall; das Princip ist in allen Ausführungsformen dasselbe. Fig. 1 zeigt zwar nur eine einzige Wickelung, in welcher durch Induction einfache Wechselströme erzeugt werden, die in periodischer Folge als Mehrphasenströme in andere Theile der Ankerwickelung übergeführt werden; diese eine Wickelung erfüllt aber den

doppelten Zweck und infolge dessen braucht auch nur ein Feldmagnet angewendet zu werden. Aus den soeben genannten Gründen ist ersichtlich, dafs die Doppelconstruction nicht absolut nothwendig ist, sondern je nach Ermessen die eine oder die andere Construction gewählt werden kann.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:
2. Als Umwandler oder Treibmaschine zu verwendender Wechselstromwandler, dadurch gekennzeichnet, dafs der in einem magnetischen Felde sich drehende, von einphasigem Wechselstrom durchflossene Anker geschlossene Zweigleitungen enthält, durch welche der Einphasenstrom in mehrere in der Phase verschobene Ströme zertheilt wird. Ein Wechselstrom umwandler der unter i. gekennzeichneten Art, bei welchem die von der Ankerwickelung A des Erregerfeldes F ausgehenden, in Phase verschiedenen Stromimpulse mittelst Verbindungsdrähte L unmittelbar (Fig. 6 und 8) oder durch Induction (Fig. 7 und 9) auf die sich mit der Ankerwickelung A umdrehende Ankerwickelung B übertragen werden, derart, dafs die in letztere übergeleiteten Mehrphasenströme um den Anker ein umlaufendes Magnetfeld erzeugen, welches inducirend auf die Feldmagnete H einwirkt, so dafs infolge der hierdurch bedingten Rückwirkung die Ankerdrehung des Wechsels.tromumwandlers bis zu synchronem Gang gesteigert wird, worauf mit Hülfe der Bürsten D¹ und Stromwenders C¹ die Wickelung der Feldmagnete H mit Gleichstrom gespeist wird, um die synchrone Umdrehung des Ankers zu sichern.
3. 3. Ein Wechselstromumwandler nach Anspruch i, bei welchem die von dem Feld c und Ankerwickelung e des in Nebenschlufs oder in Reihenschlufs angeordneten Umformers A bezw. B (Fig. 10) in Mehrphasenströme umgewandelten Wechselstromimpulse unmittelbar oder mit Hülfe secundärer Wickelungen k in die Ankerwickelung f übergeleitet werden, um von hier nach erfolgter Gleichrichtung in die Verbrauchsleitung zu gelangen, wobei die Erregung des den synchronen Gang des Umformers sichernden Magneten d durch einen Theil des erzeugten Gleichstromes bezw. des umzuwandelnden Wechselstromes erfolgt.
4. 4. Ein Wechselstromumformer nach Anspruch 1, bei welchem eine mit Kurzschlufsbürsten versehene Ankerwickelung e (Fig. ι 1) nur durch Induction von. den durch den Wechselstrom erregten Magneten c beeinflufst wird, während die Wickelung der Feldmagnete d mit der Verbrauchsleitung in Reihe geschaltet ist, wodurch eine gleichmäfsige Spannung in der Verbrauchsleitung gesichert wird.
5. 5. Ein Wechselstromumformer der unter 1. gekennzeichneten Art, bei welchem zum Anlassen zunächst die Hauptwickelung allein, und erst, nach'dem der Anker die kritische Geschwindigkeit überschritten hat, auch die Nebenwickelung eingeschaltet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.