DE913939C - Abwaelzkontakt - Google Patents

Abwaelzkontakt

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Publication number
DE913939C
DE913939C DESCH5236D DESC005236D DE913939C DE 913939 C DE913939 C DE 913939C DE SCH5236 D DESCH5236 D DE SCH5236D DE SC005236 D DESC005236 D DE SC005236D DE 913939 C DE913939 C DE 913939C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact
rolling contact
truncated cone
rolling
laminated
Prior art date
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Expired
Application number
DESCH5236D
Other languages
English (en)
Inventor
Georg Leischner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Filing date
Publication date
Application filed by AEG AG filed Critical AEG AG
Priority to DESCH5236D priority Critical patent/DE913939C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE913939C publication Critical patent/DE913939C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/20Contact mechanisms of dynamic converters
    • H02M1/24Contact mechanisms of dynamic converters incorporating rolling or tumbling contacts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description

  • Abwälzkontakt Bei elektrischen Maschinen wurde das Problem des Stromüberganges von dem rotierenden Teil zum festen Anschluß oder zu den festen Klemmen im allgemeinen so gelöst, daß auf der Rotorachse je nach der Art der Maschine entweder Schleifringe oder ein Kollektor aufgebracht waren, die bzw. dessen Lamellen in Verbindung mit den entsprechenden Spulen standen. Die sich drehenden Teile rotierten zwischen mehreren feststehenden Bürsten, die, durch Federkraft gegen Schleifring und Kollektor gedrückt, einen leitenden Übergang zwischen dem rotierenden und dem feststehenden Teil bildeten. Diese Art und Weise der Bewerkstelligung des Stromüberganges weist viele Nachteile auf, die für die Entwicklung auf den Gebieten des Elektromaschinenbaus in großem Maße hemmend wirkten. Ganz. abgesehen von dem typischen Flächenkontakt und den .damit verbundenen Schwierigkeiten bei Kommutatoren, wird die Qualität des Überganges von sich entgegenwirkenden Faktoren beeinflußt. Will man z. B. den Bürstenübergangswiderstand verringern durch ein stärkeres Aufpressen der Kohlen, so ist der Kohleverschleiß ein ungeheurer. Verringert man die Federspannung zur Schonung der Kohlen, so wird der Übergangswiderstand sehr groß usw. Dazu kommt, d,aß die Stromdichte höchstens So A/cm2 sein kann, durch welche Begrenzung dem Maschinenhau hemmende Schranken gesetzt sind.
  • Ähnlich sind die Verhältnisse bei Widerständen. Die bis heute zur Anwendung gelangten Schleifkontakte sind stets von einem beträchtlichen Übergangswiderstand begleitet, und infolge der gering möglichen Stromdichte und den schlechten Kühlverhältnissen ist auch auf diesem Gebiet die Entwicklung zum Stillstand gekommen: Diese Nachteile werden durch den erfindungsgemäßen Abwälzkontakt behoben und damit dem Elektromaschinen- und Apparatebau ungeahnte Perspektiven eröffnet. Er ist gekennzeichnet durch eine Teile eines Taümelkörpers bildende Kegelsturnpfmantelfiäche, deren Mantellinien nacheinander mit den Radien eines feststehenden Kontakt-' ringes zusammenfallen. Dabei kann der Kontaktkegelstumpf oder Kontaktring lamelliert oder beide Teile können ohne Lamellen aus einem Stück sein, je nach der Anwendungsart des Abwälzkontaktes.
  • Die Berührung des Kontaktkegelstumpfes und des Kontaktringes ist beim erfindungsgemäßen Kontakt derart, d.aß ein Gleiten praktisch unmöglich ist. Der Kontaktdruck kann ein beliebig großer sein, ohne daß dadurch der Verschleiß größer wäre. Die Abkühlungsflächen der beiden Kontaktteile sind sehr groß und der Außenluft frei zugänglich. Dies alles bewirkt, daß die Belastung pro Quadratzentimeter unvergleichbar größer sein kann, als däß dies bei den bisherigen Bauarten der Fall gewesen ist. Des weiteren fällt der relativ hohe Bürstenübergängswiderstand weg, da die beiden Kontaktteile sich metallisch berühren.
  • Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, dar. Fig. r zeigt das Prinzipschema der Anwendung bei einem Drehstromgenerator Fig.2 ist ein Schnitt durch das gleiche Anwendungsbeispiel; Fig. 3 veranschaulicht die Anwendung bei einer Gleichstrommaschine, Fig. q. die Anwendung bei einem Einankerumformer.
  • In Fig. i dreht sich der mit Gleichstrom gespeiste Rotor i innerhalb der Statorwicklung, deren Potentialkreis mit 2 und deren Wicklung mit R; S und T bezeichnet ist. Jede Ecke des Potentialpoligons ist nun mit einer Lamelle 3 eines Kontaktringes 4. verbunden, welche Lamellen ähnlich denen. eines Kollektors entsprechend den auftretenden Differenzspannungen durch aus der Oberflache des Kontaktringes heraustretende Isolierstege 5 voneinander getrennt sind. Auf der in 6 und 7 doppelgekröpften Motorwelle 8 sind die Kontaktkegelstümpfe 12 und 13 derart frei aufgebracht, daß sie, eine Drehung der Motorwelle vorausgesetzt, eine Taumelbewegung ausführen und ihre Mantellinien nacheinander mit den Radien des Kontaktringes zusammenfallen. Die beiden Abkröpfungen sind um i8o° versetzt, so daß die beiden Kegelstümpfe immer 'mit einander gegenüberliegenden Radien des Kontaktringes in Berührung stehen. Mit je einer federnden beweglichen Verbindung g sind die Kontaktkegelstümpfe mit der positiven, io, bzw. negativen Klemme ii verbunden.
  • Die Wirkungsweise ergibt sich von selbst. An der mit dem Kegelstumpfkontakt 12 in Berührung liegenden Lamelle liegt stets .das maximal positive und an der mit dem Kegelstumpfkontakt 13 in Berührung liegenden stets das maximal negative Potential. Daraus folgt, daß zwischen den beiden Kegelstumpfkontakten und damit auch zwischen den beiden Klemmen stets die größtmögliche Spannungsdifferenz liegt. Dank des erfindungsgemäßen Abwälzkontaktes ist es also in diesemAnwendungsbeispiel gelungen; einen Doppelstromgenerator zu schaffen, der auf der einen Seite direkt den gewünschten Gleichstrom liefert und gleichzeitig für den eventuellen Eigenbedarf des Werkes an Drehstrom aufkommt.
  • Fig.2 zeigt eine etwas weniger schematisch gehaltene Ausführungsmöglichkeit dieses Anwendungsbeispieles. In diesem Beispiel bezeichnet 31 das Gehäuse eines Drehstromgenerators, an welchem die Blechpakete 32 des Stators und die Wicklung 33 befestigt sind. Das Polrad 34 mit der ',Wicklung 35 sitzt auf der Welle 36, die die Welle 37 des Kontaktes antreibt. Die zwei Taumelkörper 38 sind auf dieser Welle frei geführt. Auf einer die Lagerung dieser Taumelkörper überdeckenden Hülse 39 ist eine Feder 4.o eingeführt; sie sorgt für einen starken Kontaktdruck der Taumelkörper auf die,Segmente .a.1, «-elche durch Isolierstege .I3 voneinander getrennt sind. Die Fahnen der Segmente 41 sind durch Verbindungsschienen 44 mit den Fahnen :I2 der Statorwicklung verbunden. Das äußere Lager der gekröpften Welle ist mit 4.6 bezeichnet. Bewegliche Leiter .i7, 4.8 aus federnden Metallbändern (Beryllium-Kupfer) verbinden die Taumelkörper mit den Gleichstromklemmen.
  • Fig.3 stellt die schematische Anwendung des erfindungsgemäßen Kontaktes bei einer Gleichstrommaaschine dar. Mit 15 ist die Außenpolwicklung bezeichnet. Je eine lamellierte Kontaktscheibe ist beidseitig des Rotors 5o aufgestellt. Die Rotorwelle ist hier wiederum zweimal, aber beiderseits der Maschine gekröpft; jede Kröpfung ist mit einem Kegelstumpfkontakt 52 und 53 versehen, wobei sich nun aber die beiden Kegelstumpfkontakte. nicht auf einem, sondern auf zwei voneinander getrennten lamellierten Kontaktscheiben 57,:58 abwälzen. Die Enden der Spulen sind polrichtig auf die Lamellen dieser Scheiben so verteilt, daß die Punkte der beiden höchsten, einander entgegengesetzten Potentiale mit den beiden auf diese Scheiben drückenden Taumelkörpern 52, 53 in Berührung kommen. An diese vollen Taumelkörper sind federnde bewegliche Verbindungen 5.4, 55 angeschlossen und zu den Klemmen der Maschine geführt.
  • Fig.4 veranschaulicht die Grundsätze der :1,riwendung des Abwälzkontaktes im Einankerumformer: Die Gleichstromseite bedarf keiner weiteren Worte, sie stellt die analoge Schaltung zur Fig. 3 dar. Was die Wechselstromseite anbelangt, so werden hier die drei Schleifringe der üblichen Anordnungen durch drei erfindungsgemäße Abwälzkontakte mit unlamellierten Kegelstumpfkontakten ig, 2o, 21 und Kontaktringen 22, 23, 24 ersetzt: Die mechanische Ausbildung dieser Ausführungsform stimmt mit den schon beschriebenen überein, die drei Kegelstumpfkontakbe sind mit drei beweglichen und federnden Verbindungen 25, 26, 27 mit den entsprechenden Phasenwicklungen verbunden, währemd sich die drei Wechselstromklemmen 2$, 29, 30 an den drei Kontaktringen befinden.
  • Diese Ausführungsbeispiele zeigen, daß sich sowohl Schleifringe als auch Kollektoren durch den erfindungsgemäßen Kontakt ersetzen lassen und so die eingangs erwähnten Vorteile auf alle Arten von Elektromaschinen ausgedehnt werden können.
  • Grundsätzlich kann der beschriebene Abwälzkontakt überall dort Anwendung finden, wo es darauf ankommt, möglichst große Stromstärken auf einem möglichst kleinen Raum von einem rotativ bewegten Leiter auf einen stillstehenden zu übertragen. Ein solcher Abw älzkontakt findet also Anwendung auf Maschinen für hohe Ströme: Lokomotivmotoren, Dynamomaschinen für metallurgische Anlagen, Walzwerksmotoren, Anlaßmotoren für Verbrennungsmaschinen, Anschluß an Drehfeldtransformatoren, Wicklungen mit Evolventenverbindungen.
  • Es ist klar, daß die bei allen elektrischen Maschinen, die hohe Stromstärke führen, übliche Kühlung der Anoden durch an den Klemmen angebrachte Kühlrippen oder durch Kühlmittel durchflossene Gefäße im Bedarfsfall auch bei dem erfindungsgemäß gebauten Abwälzkontakt angewendet werden können. In den besonderen Fällen, wo eine größere überlappungszeit der im Kontakt angewandten Lamellen wünschbar ist; können letztere statt radial nach einer Sehne des Taumelkörpers und des feststellenden Teiles angeordnet werden.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Abwälzkontakt, gekennzeichnet durch eine, Teile eines Taumelkörpers bildende Kegelstumpfmantelfläche, deren Mantellinien nacheinander mit den Radien eines feststehenden Kontaktringes zusammenfallen.
  2. 2. Abwälzkontakt nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstumpfmantelfläche lamelliert und der Kontaktring aus einem Stück ist.
  3. 3. Abwälzkontakt nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstumpfmantelfläche aus einem Stück und der Kontaktring lamelliert ist. q..
  4. Abwälzkontakt für Gleichstrommaschinen nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß je ein lamellierter Kontaktring und eine aus einem Stück bestehende Kege.lst.umpfmantelfläche beidseitig es Rotors aufgestellt; sind.
  5. 5. Abwälzkontakt nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kegelstumpfmantelfläche als auch der Kontaktring aus einem Stück sind.
DESCH5236D 1942-12-25 1942-12-25 Abwaelzkontakt Expired DE913939C (de)

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DE (1) DE913939C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1113760B (de) * 1959-01-16 1961-09-14 Licentia Gmbh Fluessigkeitsstrahlstromrichter mit einem oder mehreren feststehenden Strahlrohren

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1113760B (de) * 1959-01-16 1961-09-14 Licentia Gmbh Fluessigkeitsstrahlstromrichter mit einem oder mehreren feststehenden Strahlrohren

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