DE909747C

DE909747C - Single or multi-phase motor with adjustable speed

Info

Publication number: DE909747C
Application number: DEP3561A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joachim Bleck
Original assignee: JOACHIM BLECK DIPL ING
Current assignee: JOACHIM BLECK DIPL ING
Priority date: 1949-07-20
Filing date: 1949-07-20
Publication date: 1954-04-26

Description

Ein- oder Mehrphasenmotor mit regelbarer Drehzahl Die Erfindung bezieht sich auf einen Ein- oder Mehrphasenmotor mit regelbarer Drehzahl.Single or multiphase motor with adjustable speed The invention relates on a single or multi-phase motor with adjustable speed.

Erfindungsgemäß wird die dem Wechselstromkreis entnommene Leistung einem aus zwei Teilen bestehenden Anker über Schleifringe zugeführt, von denen der eine Ankerteil mit einem feststehenden und mit Gleichstrom erregten Magnetsystem zusammenarbeitet und daher ähnlich wie ein Synchronmotor wirkt, während der andere Ankerteil in Wechselwirkung mit einem zweiten Magnetsystem steht, das frei rotieren kann, über ein entsprechendes Kollektorsystem mit Gleichstrom gemäß der gewünschten Drehzahl veränderlich erregt wird und mit der die mechanische Leistung abgebenden Welle starr verbunden ist. Die Erfindung betrifft also eine Doppelmaschinenausführung, deren resultierende Abtriebsdrehzahl durch zwei gleichachsige, elektrisch miteinander verbundene Maschinenteile erzielt wird; von denen zumindest der eine mit vorzugsweise stetig veränderbarer Drehzahl regelbar ist.According to the invention, the power drawn from the alternating current circuit is fed to an armature consisting of two parts via slip rings, of which the an armature part with a fixed magnet system excited by direct current works together and therefore acts similarly to a synchronous motor, while the other The armature part interacts with a second magnet system that rotates freely can, via an appropriate collector system with direct current according to the desired Speed is variably excited and with which the mechanical power output Shaft is rigidly connected. The invention thus relates to a double machine design, their resulting output speed by two equiaxed, electrically connected to each other connected machine parts is achieved; of which at least the one with preferably continuously variable speed is controllable.

In besonders zweckmäßiger Ausführung der Erfindung bildet der Motor eine Doppelmaschine mit einem gemeinsamen zweiteiligen Anker, wobei der eine Maschinenteil (Vordermaschine) den Charakter ähnlich einer Synchronmaschine besitzt, der andere Maschinenteil (Regelteil) hingegen etwa den Charakter ähnlich einem feinstufig oder stufenlos regelbaren Gleichstromnebenschlußmotor aufweist. Die Erfindung betrifft eine solche Maschine in der Gestalt, daß die beiden Ankerteile auf einer Welle sitzen und der Abtrieb durch eines der beiden Feldsysteme erfolgt, welches zu diesem Zweck frei rotieren kann.In a particularly expedient embodiment of the invention, the motor forms a double machine with a common two-part armature, one of which is a machine part (Front machine) has the character similar to a synchronous machine, the other Machine part (control part), on the other hand, has the character similar to a fine-level or Has continuously variable direct current shunt motor. The invention relates to such a machine in the form that the two armature parts sit on a shaft and the output takes place through one of the two field systems, which is for this purpose can rotate freely.

Die Wirkung der Doppelmaschine beruht entsprechend dem Erfindungsgedanken zunächst auf der bekannten Regelbarkeit des Gleichstromnebenschlußmotors durch Änderung der Felderregung. Trifft man eine Anordnung, bei der jedoch der Anker beispielsweise festgehalten wird und das Feld frei rotieren kann, so muß sich eine gleiche Drehzahl (Relativdrehzahl zwischen Anker und Feld) wie bei der gewohnten Anordnung einstellen. Man kann aber noch einen Schritt weitergehen und den Anker nicht festhalten, sondern mit einer bestimmten, konstanten Drehzahl antreiben. Auch dann muß die Relativdrehzahl zwischen Anker und Feld gewahrt werden, und die absolute, abtreibende Drehzahl des frei rotierenden Feldteils ist die Summe von Ankerantriebsdrehzahl und Anker-Feld-Relativdrehzahl; bei gegenläufiger Schaltung wird nicht die Summe, sondern die Differenz der beiden Drehzahlen gebildet.The effect of the double machine is based on the idea of the invention initially on the known controllability of the direct current shunt motor through modification the field excitation. If an arrangement is made in which, however, the For example, anchor is held and the field can rotate freely, so must the same speed (relative speed between armature and field) as the usual one Set arrangement. But you can go a step further and drop the anchor do not hold on, but drive at a certain, constant speed. Even then the relative speed between armature and field must be maintained, and the absolute, The output speed of the freely rotating field part is the sum of the armature drive speed and armature-field relative speed; in the case of opposite switching, the sum is not but the difference between the two speeds is formed.

Schaltet man gegenläufig und wählt beispielsweise als Ankerantriebsdrehzahl die (synchrone) Drehzahl I5OO Umdr./Min., als Relativdrehzahl den Bereich IOOO bis 2OOO Umdr./Min., so ergibt sich als Differenzdrehzahlbereich I5OO minus IOOO = plus 5OO über Null bis I5OO minus 2OOO = minus 5OO Umdr./Min. Der nutzbare Differenzdrehzahlbereich bewegt sich also zwischen 5OO Umdr./Min. in der einen Drehrichtung über Null bis zu 5OO Umdr./Min. in der anderen Drehrichtung.If you switch in the opposite direction and select, for example, the armature drive speed the (synchronous) speed I500 rev./min., as the relative speed the range IOOO to 2OOO revolutions per minute, the result is the differential speed range I5OO minus IOOO = plus 5OO above zero to I5OO minus 2OOO = minus 5OO rev / min. The usable differential speed range So moves between 5OO rev / min. in one direction of rotation over zero to at 5OO rev / min. in the other direction of rotation.

Der Erfindungsgedanke geht noch einen Schritt weiter. Der dreh- oder wechselstromgespeiste Vorderteil der Doppelmaschine mit Synchroncharakter und damit auch der zweite Ankerteil wird beispielsweise mit I5OO Umdr./Min.betrieben. Üblicherweise müßte diesem zweiten Ankerteil, wenn er für sich bestände, in bekannter Weise über einen Kollektor an raumfester Stelle Gleichspannung bzw. -strom zugeführt werden. Beim ersten Ankerteil könnte andererseits durch Anbringung eines Kollektors ebenfalls an raumfester Stelle Gleichspannung bzw. -strom entnommen werden. Da nun aber erfindungsgemäß beide Ankerteile gemeinsam mit der synchronen Drehzahl rotieren und durch feste Leiter elektrisch miteinander verbunden sind, tritt eine gleiche Wirkung in bezug auf räumliche Potential-, Strom- und Magnetflußverteilung ein, ohne daß Kollektoren für die Übertragung der Hauptleistung zwischen den beiden Maschinenteilen nötig sind: lediglich die Erregerleistung für das zweite Magnetsystem muß über ein entsprechend angeordnetes und entsprechend leichtes Kollektorsystem zugeführt werden.The idea of the invention goes one step further. The rotating or AC-fed front part of the double machine with synchronous character and thus the second armature part is also operated, for example, at I500 revolutions per minute. Usually would have to use this second anchor part, if it existed for itself, in a known manner DC voltage or current can be fed to a collector at a fixed location. In the case of the first anchor part, on the other hand, could also be achieved by attaching a collector DC voltage or current can be taken from a fixed point. Since now, however, according to the invention both armature parts rotate together with the synchronous speed and through fixed Conductors are electrically connected to each other, a similar effect occurs on spatial potential, current and magnetic flux distribution without the need for collectors necessary for the transmission of the main power between the two machine parts are: only the excitation power for the second magnet system must have a corresponding arranged and correspondingly light collector system are fed.

Bei kombinierten elektrisch-mechanischen Regelantrieben können zur Erzielung einer resultierenden Abtriebsdrehzahl Differentialgetriebe oder ähnliche Räderwerke Anwendung finden, die den Wirkungsgrad verschlechtern. Rein elektrisch wirkende Regeltriebe dieser Art verwenden neben Schleifringen mit Bürsten ausgerüstete Kommutatoren oder Kollektoren für die Hauptleistung, die empfindlich im Betrieb und teuer sind und den Betriebsbereich sowie die Anwendungsmöglichkeiten einengen.In the case of combined electrical-mechanical variable speed drives, for Achieving a resulting output speed differential gear or similar Find gear trains application that degrade the efficiency. Purely electric Acting variable speed drives of this type use slip rings equipped with brushes as well as slip rings Commutators or collectors for the main power, which are sensitive in operation and are expensive and limit the operating range and applications.

Die Erfindung vereinfacht den Regeltrieb der genannten Art und vermeidet die beschriebenen Nachteile dadurch, daß die elektrische Verbindung für die Hauptleistung zwischen den beiden Maschinenteilen kommutator- und kollektorlos durch elektrische Leiter vorgenommen wird, welche die beiden Ankerwicklungen auf einer gemeinsamen Welle unmittelbar verbinden. Diese elektrischen Leiter können fest oder umschaltbar ausgebildet sein, was hauptsächlich für die Erreichung von Regel- oder Meßzwecken in Betracht kommt. An die Umschaltklemmen können Meßleitungen zur Ermittlung der Spannung zwischen bestimmten Verbindungsleitungen angeschlossen werden, die in besonderen Schleifringen auf der Ankerwelle enden. Hierdurch kann man den Spannungsverlauf der Verbindungsleiter auf ihrem Rotationswege verfolgen. Durch Einschalten von Nebenwiderständen (Shunts) in die Verbindungsleitungen kann man ebenfalls die Stromänderungen bestimmter Leiter während der Rotation verfolgen, indem man z. B. an die Meßschleifringe Oszillographen anschließt. Auch können beide Anker eine gemeinsame Wicklung erhalten, oder es können die beiden Wicklungen und die sonstigen Ausführungen der beiden Anker gleichartig oder verschieden sein, je nachdem es für die Umformung bzw. für die Regelung zweckmäßig erscheint.The invention simplifies the control drive of the type mentioned and avoids it the disadvantages described in that the electrical connection for the main power between the two machine parts without commutators or collectors through electrical Conductor is made, which the two armature windings on a common Connect the shaft directly. These electrical conductors can be fixed or switchable be designed, which is mainly for the achievement of control or measurement purposes comes into consideration. Measuring lines for determining the Voltage to be connected between certain connecting lines, in particular Slip rings end on the armature shaft. This allows the voltage curve follow the liaison manager on their way of rotation. By switching on shunt resistors (Shunts) in the connecting lines one can also determine the current changes Track ladder during rotation by e.g. B. to the measuring slip rings oscilloscope connects. Both armatures can also have a common winding, or it can the two windings and the other designs of the two armatures are similar or be different, depending on whether it is appropriate for the conversion or for the regulation appears.

Wenn die Anker nicht räumlich getrennt, sondern dicht nebeneinander auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind oder ein gemeinsames Ankerpaket bilden, so kann eine Trennschicht aus nichtmagnetischem Stoff zwischen die den beiden Drehbewegungserzeugern zugeordneten Teile des Ankerpaketes gefügt werden.If the anchors are not spatially separated, but close together are arranged on a common shaft or form a common armature package, a separating layer of non-magnetic material can be placed between the two rotary motion generators assigned parts of the anchor package are joined.

Ein weiterer Erfindungsgedanke bezweckt, die infolge von Belastungsänderungen auftretende Drehzahländerung dadurch auszugleichen, daß die Laständerung im Wechselstrom- oder Drehstromnetz dazu benutzt wird, die Drehzahl des Regelteils zu beeinflussen. So kann z. B. der Speisestrom der Vordermaschine Sonderwindungen des Gleichrichtertransformators für die Feldwicklung des Regelteils durchlaufen und damit die Erregung des Regelteils entsprechend beeinflussen.Another idea of the invention aims, as a result of changes in load to compensate for any change in speed by ensuring that the load change in the alternating current or three-phase network is used to influence the speed of the control part. So z. B. the feed current of the front machine special windings of the rectifier transformer for the field winding of the control part and thus the excitation of the control part influence accordingly.

Die Erfindung, weitere Einzelheiten derselben sowie ihre Vorteile werden an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es stellt dar Abb. I einen Ouerschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform des neuen Motors, Abb. 2 das Schema der üblichen Leitungsverbindungen zwischen beiden Ankerteilen, Abb.3 das erfindungsgemäß zur Anwendung kommende grundsätzliche Schema der Leitungsverbindung zwischen beiden Ankerteilen bei gleicher Polzahl von Vordermaschine und Regelteil, Abb. 4 das entsprechende Schema bei doppelter Polzahl des Regelteils, Abb. 5 eine konstruktive Abweichung von dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I, Abb. 6 eine teilweise schematische Skizze für eine Ausführungsform mitgeringen um laufenden Massen, Abb. 7 eine weitere teilweise Darstellung einer Ausführungsform mit geringem Trägheitsmoment der umlaufenden Massen, Abb. 8 eine Hohltrommelausführung, Abb.9 eine Hohltrommeldoppelankerausführung und Abb. I0 eine beispielsweise Schaltskizze zum Gegenstand der Erfindung.The invention, further details thereof and its advantages are explained in more detail using the drawings, for example. It represents Fig. I a cross section through an embodiment of the new engine according to the invention, Fig. 2 the diagram of the usual line connections between the two anchor parts, 3 shows the basic scheme of the line connection that is used according to the invention between the two armature parts with the same number of poles on the front machine and control part, Fig. 4 the corresponding scheme with double the number of poles of the control part, Fig. 5 one constructive deviation from the embodiment according to Fig. I, Fig. 6 a partial Schematic sketch for an embodiment with low moving masses, Fig. 7 is another partial illustration of a low inertia embodiment the rotating masses, Fig. 8 a hollow drum design, Fig 9 a hollow drum double anchor design and Fig. I0 an example of a circuit diagram the subject of the invention.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I sind die beiden Maschinenteile in einem gemeinsamen Gehäuse I0 untergebracht. Die gemeinsame Ankerwelle II ist auf der Seite der Vordermaschine bei I2 und auf der Seite des Abtriebes bei I3 gelagert. Der erste Ankerteil I4 ist mit dem zweiten Ankerteil I5 elektrisch durch die Leiter I6 in den Besonderheiten eines jeden Einzelfalles entsprechender Weise verbunden. Im Stator I7 der Vordermaschine I8 sind die Feldspulen I9 untergebracht, während das Feldgehäuse 20 des Regelteils 2I das Magnetjoch 22 und die Feldspulen 23 aufnimmt. Das umlaufend ausgebildete Feldgehäuse 20 ist seinerseits bei 24 und 25 im Gehäuse I0 drehbar gelagert. Die Schleifringe 26 dienen zur Dreh- oder Wechselstromeinspeisung in die Vordermaschine I8, während der Kommutator für die Stromzuführung zu den zweiten Feldspulen 23 mit 27 bezeichnet ist. Die Speisung der Vordermaschine mit Dreh- oder Wechselstrom erfolgt über die Schleifringe in den Anker, die Speisung der Feldwicklungen 23 aus einer beliebigen Gleichstromquelle, z. B. über Gleichrichter aus dem Dreh- oder Wechselstromnetz, wobei etwa durch einen Nebenschlußregler die Drehzahländerung des Regelteils erfolgt. Eine solche elektrische Schaltung ist aus der später erläuterten Abb. I0 näher ersichtlich. Es kann jedoch die Erregerleistung auch an einem Kollektor am zweiten Ankerteil durch zusammen mit dem rotierenden zweiten Magnetfeld umlaufende Bürsten unter entsprechender Zwischenschaltung eines Nebenschlußreglers entnommen werden.In the embodiment according to Fig. I, the two machine parts are housed in a common housing I0. The common armature shaft II is on the front machine side at I2 and on the output side at I3. The first armature part I4 is electrically connected to the second armature part I5 through the conductors I6 related to the specifics of each individual case in a corresponding manner. The field coils I9 are housed in the stator I7 of the front machine I8, while the field housing 20 of the control part 2I accommodates the magnet yoke 22 and the field coils 23. The circumferential field housing 20 is in turn at 24 and 25 in the housing I0 rotatably mounted. The slip rings 26 are used for three-phase or alternating current feed into the front machine I8, while the commutator for power supply to the second Field coils 23 is denoted by 27. The feeding of the front machine with turning or Alternating current takes place via the slip rings in the armature, which feeds the field windings 23 from any DC power source, e.g. B. via rectifier from the rotary or alternating current network, with the speed change being controlled by a shunt regulator of the control part takes place. Such an electrical circuit is illustrated in FIG Fig. I0 can be seen in more detail. However, the excitation power can also be applied to a collector on the second armature part by rotating together with the rotating second magnetic field Brushes removed with the appropriate interposition of a bypass regulator will.

Bei einer Ankerdrehzahl von beispielsweise I500 Umdr./Min. und einem Regelbereich des Regelteils von I000 bis 2000 Umdr./Min. hat der Abtrieb einen Drehzahlbereich von plus 500 über Null bis minus 500 Umdr./Min.At an armature speed of, for example, I500 rev / min. and one Control range of the control part from 1000 to 2000 rev / min. the output has a speed range from plus 500 over zero to minus 500 rev / min.

Es ist ein Vorteil des Erfindungsgegenstandes, daß der Trieb auch bei geringen Drehzahlen in der einfachsten Weise beliebig feinstufig regelbar ist und daß der Richtungswechsel bei der Drehzahl Null ohne elektrische oder magnetische Umkehrvorgänge erfolgen kann. Zwecks leichter Erreichung der Abtriebsdifferenzdrehzahl Null kann der Regler nahe der Stellung der Abtriebsdrehzahl Null verkleinerte Stufensprünge erhalten. In gewissen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, wenn der Abtrieb in der Nullstellung festgehalten werden kann. Zu diesem Zweck kann die Kopplung der Reglernullstellung mit einer Bremseinrichtung versehen sein; hierfür stehen an sich bekannte Hilfsmittel, Hilfskontakte, Bremsmagnete usw. zur Verfügung.It is an advantage of the subject matter of the invention that the drive also at low speeds in the simplest way can be finely regulated as desired and that the change of direction at zero speed without electrical or magnetic Reversal processes can take place. For the purpose of easily reaching the output differential speed The controller can set zero increments close to the position of the output speed zero obtain. In certain applications it can be advantageous if the output can be held in the zero position. For this purpose, the coupling the controller zero position be provided with a braking device; stand for this known tools, auxiliary contacts, brake magnets, etc. are available.

Zur Sicherung gegen Unterbrechung der Zuleitung zum Regelmotor und zur Vermeidung eines Durchgehens kann ein Stromüberwachungsrelais in die Erregerleitung eingefügt werden, das bei Unterschreiten eines bestimmten Erregerstromwertes den ganzen Antrieb abschaltet. Ferner kann man mehrere parallele Bürsten für den Kommutator 27 vorsehen, für den Fall. daß eine Bürste ausfallen sollte. Die Belüftung kann für beide Maschinenseiten gleichzeitig und einheitlich durch alle bekannten Lüfterausführungen und mit der konstanten Ankerdrehzahl erfolgen, wodurch bei allen Abtriebsdrehzahlen eine gleich gute Belüftung erreicht wird.To protect against interruption of the supply line to the control motor and To avoid runaway, a current monitoring relay can be installed in the excitation line be inserted, which when falling below a certain excitation current value the switches off the entire drive. You can also use several parallel brushes for the commutator 27 provide in case. that a brush should fail. The ventilation can for both sides of the machine at the same time and uniformly thanks to all known fan designs and take place with the constant armature speed, whereby at all output speeds equally good ventilation is achieved.

Die Abb. 2 bis 4 zeigen in schematischer Darstellung die Anordnung der Verbindungsleiter zwischen den beiden Ankerteilen und den Unterschied der kommutatorlosen Ausführung gegenüber der üblichen Kommutator- und Bürstenanordnung.Figs. 2 to 4 show the arrangement in a schematic representation the connecting conductor between the two armature parts and the difference between the commutatorless ones Version compared to the usual commutator and brush arrangement.

Bei der üblichen Ausführung nach Abb. 2, welche Ausführung nicht zur Erfindung gehört, ist der Anker Ag des Generators mit einem Bürstensatz Bg und der Anker Am des Motors mit einem Bürstensatz B,m versehen. Der Sinn der Bürsten ist es bekanntlich, beim Generatorbetrieb in bestimmter Raumlage entstehende Spannung abzuleiten bzw. beim Motorbetrieb in bestimmter Raumlage benötigte Spannung zuzuführen. Die äußere Verbindung der Bürsten erfolgt durch Leiter L. Hierbei sind die beschriebenen Nachteile des Bürstenbetriebes unvermeidlich.With the usual version according to Fig. 2, which version is not for Belonging to invention is the armature of the generator with a brush set Bg and the Ag Equip the armature Am of the motor with a set of brushes B, m. The point of brushing is It is well known that the voltage generated during generator operation in a certain spatial position derive or supply the voltage required for motor operation in a certain spatial position. The external connection of the brushes is made by conductor L. These are the ones described Disadvantages of the brush operation inevitable.

Bei der Anordnung nach Abb.3 wird eine beliebige Anzahl von Wicklungsenden I, 2, 3 usw. des einen Ankerteils Ag mit entsprechenden Wicklungsenden I, 2, 3 usw. des zweiten Ankerteils Am so verbunden, daß der Zweck der bisherigen Kollektoren und Bürsten bezüglich der räumlichen Spannungsabnahme bzw. -zuführung ebenfalls erreicht wird. Mechanische Voraussetzung für die neue Anordnung ist die starre Kupplung der beiden Anker, über die die Wicklungen geführt sind.In the arrangement according to Fig. 3, any number of winding ends can be used I, 2, 3 etc. of one armature part Ag with corresponding winding ends I, 2, 3 etc. of the second armature part Am so connected that the purpose of the previous collectors and brushes with respect to the spatial voltage decrease or supply as well is achieved. The mechanical requirement for the new arrangement is the rigid coupling of the two armatures over which the windings are guided.

Während Abb. 3 die Anordnung bei gleicher Polzahl der beiden Maschinenteile zeigt, gibt Abb.4 das Schema einer Anordnung, bei der der Regelteil gegenüber dem Vorderteil doppelte Polzahl aufweist. Der Anzahl der auf der Vorderseite über 36o' untergebrachten Ankerleiter entsprechen auf der Regelseite jeweils die auf 18o° zusammengedrängten Ankerleiter. Einander- entsprechende Ankerleiter aus den beiden Hälften des zweiten Ankerteils sind untereinander elektrisch verbunden, sind also gemeinsam an eine der Verbindungsleitungen L i, L2, L3 usw. angeschlossen. Sinngemäße Anordnungen lassen sich treffen, wenn auf der Regelseite beispielsweise eine sechspolige Ausführung vorhanden ist.While Fig. 3 shows the arrangement with the same number of poles of the two machine parts shows, Fig.4 gives the scheme of an arrangement in which the control part opposite the Front part has double the number of poles. The number of on the front about 36o ' The anchor conductors accommodated correspond to those at 18o ° on the standard side huddled anchor ladder. Corresponding anchor ladder from the two Halves of the second armature part are electrically connected to each other, so they are jointly connected to one of the connecting lines L i, L2, L3, etc. Analogous Arrangements can be made if, for example, a six-pole Execution is available.

Der Abtrieb kann bei der Ausführungsform nach Abb. i mit Riemen, Zahnrädern oder sonstigen Übertragungsmitteln vom zweiten Feldgehäuse aus erfolgen. Dies Gehäuse kann aber auch, wie in Abb. 5 schematisch angedeutet ist, an einem Wellenstumpf angeschlossen werden, und dieser Wellenstumpf dann auch den Kommutator für die Motorfeldwicklung aufnehmen. In Abb.5 kennzeichnet 3o den Anker, dessen Welle 31 im Lager 34 endet. Über den Flansch 32 ist der Wellenstumpf 33 mit dem Feldgehäuse 35 verbunden und über Lager 36 im äußeren Gehäuseständer 37 gelagert. Mit 38 ist der Kommututor für das Regelfeld bezeichnet.The output can in the embodiment according to Fig. I with belts, gears or other transmission means take place from the second field housing. This housing but can also, as indicated schematically in Fig. 5, on a shaft stub connected, and this stub shaft then also the commutator for the motor field winding take up. In Figure 5, 3o denotes the armature, the shaft 31 of which ends in the bearing 34. The stub shaft 33 is connected to the field housing 35 via the flange 32 and above Bearing 36 mounted in the outer housing stand 37. At 38 the commututor is for that Referred to as a rule field.

Um möglichst geringe Massen zu bewegen, kann das Feldsystem des Regelteils gemäß Abb. 6 in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise nur aus Wicklungen 40 mit Kern und einem _Magnetjoch 4I aus Flacheisen bestehen, das an den Wellenstumpf 42 angeflanscht ist und das von einer feststehenden Abdeckung 43 als Berührungsschutz umgeben ist. Im übrigen sind ähnlich wie bei der Ausführung nach Abb. I mit 4I der zweite Ankerteil, mit 45 ein Stückdes Vordermaschinengehäuses, mit 46 das eine Lager des umlaufenden Feldsystems und mit 47 der Kommutator für das zweite Feld bezeichnet.In order to move the lowest possible masses, the field system of the control part according to Fig. 6 in a further embodiment of the invention, for example only from windings 40 with a core and a _Magnetjoch 4I made of flat iron that is attached to the stub shaft 42 is flanged and that of a fixed cover 43 as protection against accidental contact is surrounded. Otherwise, similar to the embodiment according to Fig. I with 4I the second anchor part, with 45 a piece of the front machine housing, with 46 the one bearing of the rotating field system and with 47 the commutator for the second field.

Abb. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der durch entsprechende Anordnung der magnetischen Polschuhe des Joches und der Wicklung des Regelteils ein Massenmittelpunkt für die umlaufenden Teile mit möglichst geringem Radius erzielt wird. Zu diesem Zweck ist das Magnetjoch 50 in langgestreckter Ausführung vorgesehen, so daß die Feldwicklung 5I einerseits und die Polschuhe 52 hebst dem Anker 53 des Regelteils andererseits in axialer Richtung räumlich nebeneinander angeordnet werden können. Im übrigen zeigt, ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen 54 das Lager für das umlaufende Magnetjoch im Gehäuseteil 55 der Vordermaschine, 50 einen Ring oder ein Verbindungsstück aus magnetisch indifferentem Baustoff, 56 die im Lager 59 endende Ankerwelle. Mittels des Flansches 57 ist der Wellenstumpf 58 mit dem umlaufenden Magnetjoch 50 verbunden. Ein Rollenlager 60 für das umlaufende Magnetjoch liegt im äußeren Gehäuseständer 6I. Auf dem isolierten Teil 62 ist wiederum der Kommutator 63 für die zweite Magnetwicklung aufgebracht.Fig. 7 shows a further embodiment in which by corresponding Arrangement of the magnetic pole pieces of the yoke and the winding of the control part a center of mass for the rotating parts achieved with the smallest possible radius will. For this purpose, the magnet yoke 50 is provided in an elongated design, so that the field winding 5I on the one hand and the pole pieces 52 lifts the armature 53 of the On the other hand, the control part can be arranged spatially next to one another in the axial direction can. Otherwise shows, similar to the previously described embodiments 54 the bearing for the rotating magnet yoke in the housing part 55 of the front machine, 50 a ring or a connecting piece made of magnetically indifferent building material, 56 the armature shaft ending in bearing 59. The shaft stub is by means of the flange 57 58 connected to the rotating magnet yoke 50. A roller bearing 60 for the rotating The magnet yoke is located in the outer housing stand 6I. On the isolated part 62 is again the commutator 63 applied for the second magnet winding.

In Abb. 8 ist eine sogenannte Hohltrommelausführung dargestellt, bei der der zweite Ankerteil im Innern einer Hohltrommel untergebracht ist. Es bedeutet hier wieder 70 die Welle, die über die Hohltrommel 7I mit dem zweiten Ankerteil 72 starr gekuppeltist, da das zweiteAnkerpaket in der Hohltrommel festsitzend untergebracht ist. Die Verbindung der Vordermaschinenwelle mit der Hohltrommel geschieht durch einen Flansch 73. 74 ist der erste Ankerteil, 75 die Feldwicklung. Der Dreh- oder Wechselstromzuführung dienen die Schleifringe 76. Die Lagerung der umlaufenden Teile im Gehäuse 77 erfolgt bei 78 und 79. Die Welle 80 des Regelteils ist bei 8I im Flansch 73 und bei 82 im äußeren Gehäuse gelagert. Auf der austreibenden Welle 80 sitzt fest die Feldspule 83. Die Regelfeldspeisung erfolgt über Kommutätor 84. Mit 85 ist die kollektorlose Verbindung der beiden Anker angedeutet.In Fig. 8 a so-called hollow drum design is shown, at which the second anchor part is housed inside a hollow drum. It means here again 70 the shaft that passes through the hollow drum 7I with the second armature part 72 is rigidly coupled, since the second anchor package is housed tightly in the hollow drum is. The front machine shaft is connected to the hollow drum through a flange 73. 74 is the first armature part, 75 the field winding. The turning or The slip rings 76 are used to supply alternating current. The bearing of the rotating parts in the housing 77 takes place at 78 and 79. The shaft 80 of the control part is in the flange at 8I 73 and stored at 82 in the outer housing. Seated on the expelling shaft 80 fixed the field coil 83. The control field feed takes place via commutator 84. With 85 the brushless connection of the two anchors is indicated.

Abb.9 schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei der sämtliche Teile des Aggregates weitestgehend in axialer Richtung kompakt zusammengedrängt sind. Ihr Charakteristikum ist eine Hohltrommeldoppelankerausführung, bei der die Hohltrommel 90 die beiden Ankerpakete fest aufnimmt, und zwar innen das zweite Ankerpaket 9I und außen das erste Ankerpaket 92. Die Welle 93, der Verbindungsflansch 94 und die Hohltrommel 90 laufen mit im wesentlichen konstanter Drehzahl um. Die Schleifringe 95 dienen der Drehstromeinspeisung,während die Schleifringe 96 Meßzwecken dienen. Die Lagerung der umlaufenden Ankerteile erfolgt bei 97, 97' Die Regelfeldspule 98 läuft mit der bei 99, 99' gelagerten austreibenden Welle I00 um. Die erste Feldwicklung I0I sitzt fest im Gehäuse I02. Die Regelfeldspeisung erfolgt durch den Kommutator I03. Mit I04 ist wieder die kollektorlose Ankerverbindung bezeichnet.Finally, Fig.9 shows an embodiment in which all parts of the unit are largely compressed compactly in the axial direction. Their characteristic is a hollow drum double anchor design in which the hollow drum 90 firmly receives the two anchor packages, namely the inside of the second anchor package 9I and outside the first anchor package 92. The shaft 93, the connecting flange 94 and the Hollow drum 90 rotate at a substantially constant speed. The slip rings 95 are used for the three-phase supply, while the slip rings 96 are used for measuring purposes. The rotating armature parts are stored at 97, 97 'The control field coil 98 rotates with the expelling shaft I00 located at 99, 99 '. The first field winding I0I sits firmly in the housing I02. The control field is fed through the commutator I03. The brushless armature connection is again designated with I04.

Abb. I0 zeigt die beispielsweise Anordnung eines elektrischen Schaltschemas, dem der erfindungsgemäße Trieb zugrunde liegt. Das Drehstromnetz II0 speist über die Kompensationswicklung II2' des Transformators III mittels der Dreiphasenleitungen II2 den Anker der Vordermaschine II3. Die Kompensationswicklung entfällt, sofern auf eine belastungsabhängige Kompensation der austreibenden Drehzahl verzichtet wird. Das Feld der Vordermaschine II3 wird über einen zweiten Transformator II4 und einen Gleichrichter II5 durch die Gleichstromleitungen II6 gespeist. In die Leitung II6 kann zwecks Einregulierung des cos cp z. B. auf den Wert I oder zur gleichzeitigen Benutzung der Maschine als Phasenschieber ein entsprechender Regler II6' eingefügt werden. Der Transformator III speist außerdem über den Gleichrichter II7 und den Nebenschlußregler II8 durch Leitung II9 das Feld des Regelteils I20 regelbar mit Gleichstrom.Fig. I0 shows an example of the arrangement of an electrical circuit diagram, which is based on the drive according to the invention. The three-phase network II0 feeds over the compensation winding II2 'of the transformer III by means of the three-phase lines II2 the anchor of the front engine II3. The compensation winding is omitted if there is no load-dependent compensation of the driving speed will. The field of the front machine II3 is via a second transformer II4 and a rectifier II5 fed by the DC power lines II6. In the Line II6 can be used to adjust the cos cp z. B. to the value I or to simultaneous use of the machine as a phase shifter a corresponding controller II6 'can be inserted. The transformer III also feeds via the rectifier II7 and the shunt regulator II8 through line II9 the field of the control part I20 adjustable with direct current.

Zur Vermeidung der Ohmschen Verluste im Nebenschlußregler II8 kann unter Fortfall dieses Reglers die Sekundärwicklung II2" des Transformators III mit Anzapfungen und einem Stufenschalter versehen werden. Für Ansprüche, die eine effektive stufenlose Regelung erfordern, wäre der Transformator III z. B. als Drehtransformator auszubilden. In die Leitung II9 ist ein Stromüberwachungsrelais I2I eingeschaltet, das die Aufgabe hat, bei unzulässig stark absinkendem Feldstrom des Regelteils ein Durchgehen des Motors zu verhüten und den gesamten Trieb abzuschalten.To avoid the ohmic losses in the shunt regulator II8 with the omission of this regulator, the secondary winding II2 "of the transformer III with Taps and a step switch are provided. For claims that require an effective require stepless regulation, the transformer III would be z. B. as a rotary transformer to train. A current monitoring relay I2I is switched on in line II9, which has the task of switching on the field current of the control part if the field current drops to an impermissibly high level Prevent the engine from running away and switch off the entire drive.

An wesentlichen Vorteilen ergeben sich unter anderen die Vermeidung der Kollektoren (für die Hauptleistung) im Ankerkreis, hoher Wirkungsgrad, kleine Abmessungen, kleine Trägheitsmomente des in der Drehzahl geregelten oder umgesteuerten Teils, kleine austreibende Drehzahlen, einfacher Wechsel der Drehrichtung sowie Festbremsurig des Abtriebs bei der Nullage, Vermeidung der Strom- oder Feldumkehrung beim Wechsel der Drehrichtung, die Möglichkeit der Phasenschiebung sowie beste Belüftung, da der Lüfter für den gesamten Trieb auch bei veränderlicher Abtriebsdrehzahl mit konstanter Lüfterdrehzahl betrieben wird. Diese Vorteile begründen beispielsweise die besondere Eignung des erfindungsgemäßen Motors zur Verwendung als Antrieb bei Werkzeuginaschinen, Walzenstraßen, Bahnantrieben und ähnlichen Verkehrsmitteln. Bei allen diesen regelbaren Antrieben ergibt der Erfindungsgegenstand durch den Fortfall von Kollektoren im Ankerkreis die Möglichkeit der direkten Speisung mit Hochspannung.One of the main advantages is avoidance of the collectors (for the main power) in the armature circuit, high efficiency, small Dimensions, small moments of inertia of the speed controlled or reversed Partly, small expelling speeds, easy change of direction of rotation as well Locking of the output at the zero position, avoidance of the current or field reversal when changing the direction of rotation, the possibility of phase shifting as well as the best ventilation, because the fan for the entire drive also with a variable output speed constant fan speed is operated. These advantages justify, for example the particular suitability of the motor according to the invention for use as a drive Machine tools, roller lines, rail drives and similar means of transport. In all of these controllable drives, the subject matter of the invention results from the If there are no collectors in the armature circuit, there is also the possibility of direct feeding High voltage.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Single or multi-phase motor with adjustable speed, characterized in that the power drawn from the alternating current circuit is a armature consisting of two parts is fed via slip rings, of which the an armature part with a fixed magnet system excited by direct current works together and therefore acts similarly to a synchronous motor, while the other The armature part interacts with a second magnet system that rotates freely can, via an appropriate collector system with direct current according to the desired Speed is variably excited and with which the mechanical power output Shaft is rigidly connected.

2. Motor according to claim I, characterized in that the electrical conductors (I6) connecting the two armatures are arranged in a switchable manner are.

3. Motor according to claim I, characterized by a common winding for the two anchor parts (I4, I5).

4. Motor according to claim I to 3, characterized in that that the armature of the two rotary motion generators separated on a common shaft (II) or close together or as a common armature package with a separating layer made of non-magnetic Building material are formed between the two anchor parts.

5. Motor according to claim I to 4, characterized in that to compensate for the change in speed as a result of load changes the speed of the control drive from the load change of the primary feed current is made dependent.

6. Motor according to claim I to 5, characterized characterized in that the primary feed current is used to influence the excitation of the control part the double machine via special windings of the rectifier transformer for the Shunt winding of the control part flows.

7. Motor according to claim I to 6, characterized characterized in that the encircling field housing (20) is connected or with a belt is provided with gears or other transmission means for the output.

8. Motor according to claim I to 7, characterized in that the rotating field system of the control part only consists of windings (40) with a core and a magnetic yoke (4I) consists of flat iron that is flanged to the stub shaft (42) and preferably is surrounded by a fixed cover (43) as protection against accidental contact (Fig.6).

9. Motor according to claim I to 8, characterized in that to achieve one low moment of inertia of the rotating masses the field winding (5I) and the the armature (53) opposite pole shoes (52) in the axial direction on an elongated Magnet yoke (50) are arranged side by side (Fig.7). I0. Motor according to claim I. to 9, characterized in that the control field system (83) inside the as a hollow drum (7I) formed second anchor (72) is arranged (Fig.8). II. Motor according to claim I to I0, characterized in that the driving shaft (I00), control field system (98), second anchor package (9I), first anchor package (92) and first field system (I0I) are arranged concentrically in the outer housing (I02) (Fig. 9). I2. Engine after Claims I to II, characterized in that for protection against interruption the supply line to the control part in the excitation line a current monitoring relay (I2I) is switched on, which when falling below a certain excitation current value the switches off the entire drive (Fig. I0). I3. Motor according to claims I to I2, characterized in that that with a drive with the output speed zero passing through control range for the purpose of Easier achievement of the zero differential speed of the controller. (II8) near the zero position is provided with a reduced increment (Fig. I0). I4. Motor according to claim I. to I3, characterized by the coupling of the controller zero position with a braking device to hold the output. Related publications: Niethammer, »Elektromotoren and electrical work transmission «(Handbook for Electrical Engineering, Vol. 9), Leipzig, 1901, pp. 141 to 145; L i w sch i t z, »Die electrical machines«, Vol. I, 1931, 2nd ed., P. Iq9.