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Aus Kohlestromwender und Kohlebürsten bestehende Einrichtung zur Verbesserung
der Stromwendung von Stromwendermaschinen Es ist bekannt, daß die Kontakteigenschaften
eines elektrischen Kontaktes ganz allgemein vom spezifischen Kontaktdruck abhängen.
Insbesondere ist bei einem Kontakt zwischen Kohle und Kohle eine gesetzmäßige Abhängigkeit
des übergangswiderstandes vom Kontaktdruck feststellbar und bekannt.
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Die Erfindung betrifft nun eine aus Kohlestromwender und Kohlebürsten
bestehende Einrichtung zur Verbesserung der Stromwendung von Stromwendermaschinen
durch Beeinflussung der Stromverteilung unter den Bürsten, bei der jede Kohlebürste
in der Umfangsrichtung des Stromwenders in zwei oder mehrere Teilbürsten unterteilt
ist. Erfindungsgemäß ist der Übergangswiderstand zwischen der ablaufenden Teilbürste
und dem Stromwender größer als der entsprechende Übergangswiderstand der nachfolgenden
Teilbürsten. Dies kann man durch verschiedene naheliegende und an sich bekannte
Mittel erreichen. Beispielsweise kann man bei einer Unterteilung in nur zwei Teilbürsten
verschiedene Kohlesorten verwenden, so daß die ablaufende Teilbürste den höheren
Widerstand besitzt. Man kann aber auch beide Teilbürsten aus der gleichen Kohlesorte
herstellen und der ablaufenden Teilbürste einen kleineren Anpressungsdruck geben,
wodurch der Übergangswiderstand zwischen der ablaufenden Teilbürste und dem Stromwender
größer wird als der entsprechende Übergangswiderstand der nachfolgenden Teilbürste.
Natürlich können auch beide Mittel gleichzeitig verwendet werden. Auch die Vorschaltung
eines konstanten Widerstandes vor die ablaufende Teilbürste ist möglich. Verwendet
man mehr als zwei Teilbürsten, so gilt sinngemäß das gleiche.
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Die Aufteilung von Bürsten in der Umfangsrichtung des Stromwenders
in zwei oder mehrere Teilbürsten, die durch verschiedene Federn mit
verschiedenem
Druck gegen die Lauffläche gepreßt werden, ist an sich bekannt. Jedoch wurde damit
ein anderer Zweck verfolgt. Man wollte nämlich durch diese Anordnung verhindern,
daß bei rauher Bürstenoberfläche die ganze Bürste schwingt und hierbei die Bürste
den Kontakt mit der Stromwenderoberfläche verliert. Durch die Aufteilung der Bürste
in Teilbürsten, die unter verschiedenem Federdruck stehen, kann immer nur eine Teilbürste
in Resonanzschwingungen kommen und den Kontakt mit dem Stromwender verlieren. Daraus
ergibt sich, daß es bei der bekannten Anordnung im Gegensatz zu der Erfindung völlig
gleichgültig ist, welche Teilbürste den größeren Druck und die größere Eigenfrequenz
hat.
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Bei der üblichen theoretischen Betrachtung der Stromwendung ist es
allgemein gebräuchlich, zunächst von der Grundvoraussetzung auszugehen, daß die
Teilströme, die bei einer auf zwei benachbarten Lamellen aufliegenden Bürste durch
die eine und durch die andere benachbarte Lamelle fließen, proportional den Teilflächen
der Bürstenoberfläche sind. Die grafische Darstellung des in der kurzgeschlossenen,
induktionsfrei gedachten Spule fließenden Stromes in Abhängigkeit von der Zeit ergibt
daher eine Gerade. Der so gegebene geradlinige Verlauf dieses Stromes wird als günstiger
Fall angestrebt. Die Selbstinduktion der Spule macht ihn bei ungeteilten Bürsten
unmöglich. Die Wirkung der Selbstinduktion wird deshalb durch die Wendepole kompensiert.
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Zerlegt man aber die Bürste in Teilbürsten und sorgt erfindungsgemäß
dafür, daß der Übergangswiderstand zwischen der ablaufenden Teilbürste und dem Stromwender
größer ist als der entsprechende Übergangswiderstand der nachfolgenden Teilbürsten,
so ist die genannte Grundvoraussetzung nicht mehr gegeben. Dann verläuft, wenn man,die
kurzgeschlossene Spule als induktionsfrei hängigkeit ansieht, der von in dieser
der Zeit Spule nicht fließende mehr nach Strom einer in Ab- ungebrochenen
geraden Linie. Die grafische Darstellung dieses Stromes ergibt vielmehr eine geknickte
Linie, die aus ebensovielen Teilgeraden besteht, wie Teilbürsten vorhanden sind.
Ist beispielsweise die Bürste in nur zwei Teilbürsten zerlegt, und macht man erfindungsgemäß
die Übergangswiderstände so, daß an der ablaufenden Teilbürste der größere Übergangswiderstand
liegt, so wird die Gerade im umgekehrten Sinne geknickt wie die Selbstinduktion
der Spule die Gerade auszubauchen bestrebt ist. Man kann also durch die erfindungsgemäße
Anordnung auf einfachem Wege eine ähnliche Wirkung wie mit den. Wendepolen erreichen,
so daß man in sehr vielen Fällen - theoretisch in allen Fällen - die Wendepole überhaupt
entbehren kann.
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Bei einigen Maschinen sind allerdings die Stromwendungsvorgänge, da
es sich ja nicht nur um Selbstinduktions-, sondern auch um mehrfache Wechselinduktionsvorgänge
handelt, so verwickelt, daß man die Wendepole trotz der durch die Erfindung gegebenen
Möglichkeiten oft beibehalten wird. Dann aber wird durch die Erfindung die Beherrschung
auch der schwierigsten Fälle erreicht und darüber hinaus eine funkenfreie Stromwendung
bei prozentualen Überbelastungen möglich sein, bei denen sie mit den heute üblichen
Anordnungen undenkbar erscheint.