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Wechselstrom liefernder elektrischer Apparat Die Erfindung betrifft
einen Wechselstrom liefernden elektrischen Apparat. Es ist manchmal notwendig, eine
Vorrichtung mit Wechselstrom zu beliefern, der entweder von einem mechanisch angetriebenen
Wechselstromgenerator oder über einen Transformator von einer vorhandenen Wechselstromquelle
mit gleicher Charakteristik geliefert wird. Ziel der Erfindung ist ein Apparat,
der entweder als Wechselstromgenerator oder als Transformator arbeitet und so das
Gewicht und den Raum getrennter Vorrichtungen erheblich zu vermindern gestattet.
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Der erfindungsgemäße Apparat enthält einen Stator aus magnetisierbarem
Material mit einem Feldspulenpaar und einem Ausgangsspulenpaar, einen Rotor aus
magnetisierbarem Material, der bei Drehung und bei den Feldspulen zugeführtem Gleichstrom
eine Wechsel-EMK an den Ausgangsspulen erzeugt, und kennzeichnet sich durch einen
Schaltmechanismus zur Umkehrung der Polarität einer Spule jeden Paares bezüglich
der anderen Spule, so daß bei stehendem Rotor eine geeignete Wechsel-EMK an den
Feldspulen eine Wechsel-EMK an den Ausgangsspulen mit den gleichen Charakteristiken
der bei der Drehung des Rotors erzeugten EMK hervorruft.
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Der erfindungsgemäße Apparat eignet sich besonders bei aus ,der Luft
gesteuerten Geschossen,
die eine Vorrichtung enthalten; welche vor
dem Ablösen des Geschosses vom Mutterflugzeug die von diesem kommende Leistung abnimmt,
nach dem Lösen vom Mutterflugzeug jedoch seine Leistung aus. einer eigenen Stromquelle
bezieht. Bei einer solchen Vorrichtung arbeitet der erfindungsgemäße Apparat vor
dem Lösen des Geschosses als Transformator und nach dem Loskommen des Geschösses
als durch einen vom Luftstrom angetriebenen Motor betätigter Wechselstromgenerator.
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Selbstverständlich kann man statt eines Ausgangsspulenpaares auch
nur eine einzige Ausgangsspule verwenden. Ferner kann man auch eine Anzahl von Feldspulenpaaren
und Ausgangsspulenpaaren auf dem Statur anordnen.
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Ferner kann der erforderliche Eingangswechselstrom bei Verwendung
des Apparates als Transformator auch auf eine andere Wicklung statt eine Feldwicklung
aufgebracht werden. Diese gesonderte Wicklung kann auf dem gleichen Teil des Stators
wie die Feldwicklungen oder die Ausgangswicklungen gewickelt sein, oder durch einen
Teil der Ausgangsspulen gebildet werden, wenn die Vorrichtung später als Selbsttransformator
arbeitet. In jedem Fall ist zum Umschalten vom Generatorbetrieb auf den Transformatorbetrieb
das Abschalten des Eingangsgleichstroms von den Feldspulen, das Anschalten des Eingangswechselstromes
an die zusätzliche Wicklung und die Umkehrung der Polarität einer der Ausgangsspulen
oder einer Spule jeden Ausgangsspulenpaares notwendig.
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Immer dann, wenn der Apparat als. Transformator Verwendung findet,
erübrigt sich ein Umlaufen des Rotors, und der Statur gibt unter diesen Bedingungen
ein stehendes Magnetfeld. Die Flußverluste an den Luftspalten zwischen Rotor und
Statur stören den Transformatorbetrieb des Apparates nicht wesentlich.
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Der erfindungsgemäße Apparat hat den Vorteil, daß er als Transformator
zur Erzeugung eines Ausgangswechselstromes dort dienen kann, wo eine entsprechende
elektrische Stromquelle verfügbar ist, wobei doch mittels einer einfachen Schaltanordnung
der gleiche Ausgangswechselstrom durch mit richtiger Geschwindigkeit erfolgenden
Umlauf des Rotors erzielt werden kann.
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Im folgenden sollen einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Vorrichtung an Hand der Zeichnungen beschrieben werden. Diese zeigt in Fig. I ein
Schaltbild eines Apparates. mit außen liegendem Statur und zwei Spulenpaaren, Fig.2
eine schematische Darstellung eines anderen Apparates mit außen liegendem Rotor
und acht Spulenpaaren auf dem Statur, Fig. 3 die Schaltung für den Apparat nach
Fig. 2, Fig. 4 ein Schaltbild eines weiteren Apparates mit auf den die Feldspulen
tragenden Schenkeln des Stators sitzenden Primärwicklungen, Fig. 5 ein Schaltbild
eines Apparates, bei dem die Primärwicklungen auf den die Ausgangsspulen tragenden
Schenkeln des Stators vorgesehen sind.
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In allen Zeichnungen sind ähnliche Teile durchweg mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet. Der in Fig. I dargestellte Apparat enthält einen Eisenstatur Io mit
vier Polen II. Im Stator sitzt konzentrisch ein Eisenrotor I2 mit sechs Polen I3.
Auf jedem einander gegenüberliegenden Schenkelpaar des Stators Io befinden sich
zwei Feldspulen I4, I4', die an Leitungen L, L' angeschaltet sind. Die Feldspule
I4' ist an die Eingangsleitungen L, L' über einen Umschalter I5 angeschaltet, der
bei Bewegung aus der dargestellten Stellung in seine andere Stellung die Polarität
der Spule I4' umkehrt. Auf dem anderen Paar gegenüberliegender Schenkel des Stators
Io sitzen zwei Ausgangsspulen I6, I6', die parallel zu den Ausgangsleitungen L1,
L1' liegen. Die Spule I6' ist an die Ausgangsleitungen L1, L1' über einen Umschalter
17 angeschaltet, der bei Bewegung aus der gezeichneten Stellung in seine andere
Stellung die Polarität der Spule I6' umkehrt. Die Schalter I5, I7 weisen eine gemeinsame
Betätigungsstange I8 auf und haben in der Zeichnung die Stellung für Wechselstromgeneratorbetrieb.
Worden sie nach unten auf ihre anderen Kontakte zu bewegt, so kommen sie in die
Stellung für Transformatorbetrieb.
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Wird in der gezeichneten Stellung ein Eingangsgleichstrom an die Leitungen
L, L' gelegt, so haben die Pole II des Stators die angezeigte Polarität, und der
Fluß durch die Teile des Stators, die mit den Ausgangsspulen I6, I6' bewickelt sind,
hat die durch die Pfeile angezeigte Richtung. Bei Drehung des Rotors I2 aus der
gezeigten Stellung, in der ein Paar gegenüberliegender Statorpole II den Polen 13
des Rotors gegenüberliegt, werden die Rotorpole I3 gegenüber ein anderes Paar von
Statorpolen II gebracht; so daß der Magnetfluß durch die Ausgangsspulen umgekehrt
wird. Bei Drehung des Rotors wird somit in den Ausgangsleitungen L1, L1' ein Wechselstrom
erzeugt.
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Werden die Schalter I5, I6 in ihre andere Stellung gebracht und wird
die Gleichstromzuführung an den Eingangsleitungen L, L' durch eine geeignete
Wechselstromzuführung ersetzt, so arbeitet infolge der Umpolung der Spulen I4',
I6' die Vorrichtung als Transformator. Durch geeignete Wahl des Eingangswechselstromes
an den Feldspulen kann die in den Ausgangsleitungen L1, L1' entstehende Wechsel-EMK
beim Arbeiten der Vorrichtung als Transformator die gleichen Charakteristiken wie
die der beim Arbeiten der Vorrichtung als Wechselstromgenerator erhaltenen EMK erhalten.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 sitzt der Rotor II2
außerhalb des Stators Ioo und trägt Twrbinenschaufeln i9. Der Statur ist abwechselnd
mit acht Feldspulen 114 und mit acht Ausgangsspulen 116 bewickelt. Die Polarität
der Spulen entspricht dem Betrieb als Wechselstromgenerator. Zum Transformatorbetrieb
wird die Polarität aufeinanderfolgender Feldspulen und Ausgangsspulen umgekehrt.
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Die Schaltung dieses Apparates ist in Fig. 3 dargestellt. Bei der
gezeichneten Stellung der Schalter 15, 17 haben die Statorpole die eingezeichnete
Polarität. Werden jedoch die Schalter in ihre andere
Stellung gebracht,
so wird die Polarität der mit X bezeichneten Feldspulen und der mit Y bezeichneten
Ausgangsspulen umgekehrt.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist ein zusätzlicher
Schalter 2o auf der Betätigungsstange I8 vorgesehen, und der Stator trägt ein Paar
von Primärwicklungen 2I, 2I', die auf denselben Schenkeln sitzen wie die Feldspulen
I4, I4'. In der dargestellten Stellung arbeitet der Apparat als Wechselstromgenerator
wie der Apparat nach Fig. I, wobei die Feldspulen I4, I4' von den Leitungen L, L'
über den Schalter I5 mit Gleichstrom versorgt werden, während -die Ausgangsspulen
I6, I6' den Wechselstrom über den Schalter I7 an die Ausgangsleitungen L1, L1' liefern.
Wird dieser Schalter betätigt, so schaltet der Schalter I5 die Feldspulen I4, I4'
von der Gleichstromquelle ab, und der Schalter 2o verbindet die Primärwicklungen
2I, 2I' mit den Wechselstromleitungen L2, L2', während der Schalter I7 die Polarität
der Ausgangsspule I6' umkehrt. Der Apparat arbeitet dann als Transformator.
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Der in Fig. 5 dargestellte Apparat ist identisch mit dem nach Fig.
4, außer daß die Primärwicklungen I2I, I2I' zur Verwendung beim Transformatorbetrieb
auf den Statorschenkeln für die Ausgangsspulen I6; I6' sitzen. Wie bereits früher
erwähnt, können die Primärwicklungen in diesem Fall durch Teile der Ausgangsspulen
gebildet werden.