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Wechselstrom-Kollektormaschine Bekanntlich findet bei Kollektormotoren
oder -generatoren für Wechselstrom zur Kommutierung das übliche Wendepolverfahren
Anwendung. Wenn dieses Verfahren auch bei einer Gleichstrommaschine theoretisch
vollkommen ist, so stößt seine sinngemäße Übertragung auf Wechselstrommaschinen
aus folgenden Gründen auf grundsätzliche Schwierigkeiten: Der Wendepol erzeugt im
Kommutierungsabschnitt infolge der Relativbewegung eine der Geschwindigkeit und
dem Strom proportionale elektromotorische Kraft, wobei bei Wechselstrom außerdem
noch eine zusätzliche transformatorische Komponente auftritt, die dem Strom proportional,
aber von der Geschwindigkeit unabhängig ist.
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Daraus ergibt sich einerseits, daß der von der Bürste am Ende der
Kommutierung unterbrochene Strom nur bei einer einzigen Geschwindigkeit Null sein
kann, und andererseits, daß in dem Kommutierungsabschnitt und in der Bürste ein
Ausgleichsstrom fließt, der bei geringen Geschwindigkeiten besonders stark .ist.
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Diese Mängel treten bei höheren Stromfrequenzen um so stärker auf.
Um
diese grundsätzlichen Mängel wenigstens teilweise auszugleichen, ist man gezwungen,
die Frequenz und die Spannung der Maschine zu vermindern, d. h. große Kollektoren
und eine große Anzahl von Bürsten zu verwenden, und zwar um so mehr, je höher die
Netzfrequenz liegt.
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Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der nach dein Grundgeldenken
von Marcel D e p r e z ausgebildeten Kollektormascihine, welche mit Doppelbürsten
und mit einer dazwischengeschalteten transformatorischen Gegenspannung arbeitet.
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Der Erfindungsgegenstand betrifft eine Wechselstrom-Kollektormaschine
mit unterteilten Bürsten und mit Kollektorlamellen, deren Abstand größer ist als
die Breite jeder Halbbürste, wobei die Bürsten .mit festen Wicklungen in Verbindung
stehen, weiche mit zu den Hauptpolflüssen proportionalen Flüssen verkettet sind.
Erfindungsgemäß ist in jeder dieser festen Wicklungen .ein Wendekondensator angeordnet,
welcher so geschaltet ist, daß er durch die Unterbrechung der in dieser Wicklung
fließenden Ströme aufgeladen wird, wobei mit diesem Kondensator wenigstens eine
seinen Entlardungsstrom begrenzende Dämpfungsimpedanz verbunden und schließlich
ein Wendewiderstand vorgesehen ist, welcher größer als die Impedanz dieser festen
Wicklung, aber kleiner als die Impedanz des Wendekondensators ist.
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Diese Kondensatoren und Wiederstände können, wie unten näher beschrieben,
in verschiedener Weise geschaltet werden. Ferner sieht die Erfindung eine besondere
Form der unterteilten Bürsten vor. Diese schleifen auf einem neuartig ausgebildeten
Kollektor, dessen Lamellen Vorsprünge aufweisen, so daß sie nur mit bestimmten-
zugehörigen Bürsten zusammenwirken.
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Die gemäß der Erfindung ausgebildete Anordnung löst das Kommutierungsproblem
in sehr befriedigender Weise und ist insbesondere mit folgenden Vorteilen verbunden
Man erhält Kollektoren von geringen Abmessungen und infolgedessen Maschinen, deren
Platzbedarf mit demjenigen von Gleichstrommaschinen vergleichbar ist.
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Die zweckmäßig angeordneten Widerstände oder Reaktanzen erlauben es,
den Einfluß der Wendepole zu verringern.
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Die Widerstände, Reaktanzen und Kapazitäten, die gemäß der Erfindung
Verwendung finden, und die ortsfesten, zur Erleichterung der Kommutierung bestimmten
Spulen oder Windungen können außerhalb der Maschine untergebracht werden.
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Man kann Spannungen der gleichen Größenordnung anwenden wie bei Gletichstrom.
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Unter diesen Bedingungen kann man bei gleichem Platzbedarf Einheitsleistungen
erzielen, die ebenso hoch sind wie bei Gleichstrom.
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Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung,
woraus die übrigen Merkmale und Vorteile dierselben ersichtlich sind. In der Zeichnung
zeigt Abb. I ein grundsätzliches Schaltschema der erfindungsgemäßen Anordnung, Abb.2
eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung, Abb.
3 eine Ansicht einer Mehrfrachwicklung, Abb. 4. bis 6 Betispiele für die Ausbildung
des Kollektors bei einer Ausführungsform der Erfindung, Abb. 7 eine Ansicht der
möglichen Ausbildung einer Bürste und Abb.8 bis I3 Darstellungen von abgeänderten
Ausführungsformen.
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Abb. I zeigt schematisch die Anwendung der Erfindung bei einer fortlaufend
verketteten Ankerwicklung, beispielsweise mit einer Windung je Abschnitt. Die mit
der Teilspule G verbundenen Kollektorlamellen I und 2 sind durch eiinen Zwischenraum
voneinander getrennt, der beispielsweise zwei dazwischenliegenden Lamellen entsprhcht.
Jede Bürste besteht aus zwei Halbbürsten BA und BB, die gegeneinander isoliert und
folgendermaßen angeordnet und bemessen sind: I. Die vollständige Bürste BA, BB kann
gleichzeitig mit zwei Lamellen in Berührung treten, jedoch nicht mit. drei.
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2. Jede Halbbürste findet zwischen zwei benachbarten Lamellen I und
2 Platz, ohne sie zu berühren.
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3. Die beiden Halbbürsten BA, BB können durch eine Lamelle des Kollektors
kurzgeschlossen werden.
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Die beiden Halbbürsten BA und BB sind durch eine ortsfeste Wicklung
S miteinander verbunden, die einen magnetischen Krens D' umschließt, in welchem
ein Kraftlinienfluß herrscht; der dem Kraftlinienfluß des Motorpols D hinsichtlich
Größe und Phase gleich oder proportional sein kann.
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Die in der Teilspule G induzierte elektromotorische Kraft ist der
durch den Kraftlinienfluß von D' in der Windung S erzeugten elektromotorischen Kraft
gleich und entgegengesetzt.
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Der magnetische Kreis D' kann von .dem Pol D der Maschine gebildet
werden. Inder festen Wicklung S ist ein Wendewiderstand R enthalten, während zwischen
dir Halbbürsten BA, BB eine Wendekapazität C geschaltet ist. Weiterhin kann innerhalb
der Windung S außer dem Pol D' ein zweiter Pol M angeordnet sein, dessen Aufgabe
weiter unten erläutert werden wird.
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Der Selbstinduktionswiderstand der Windung S ist zweclanäßig klein
gegenüber dem Widerstand R, und letzterer ist wiederum gegenüber I/wC sehr klein,
wobei co die Kreisfrequenz :des Netzes darstellt. Bei einer relativen Bewegungsrichtung
der Doppelbürste nach rechts entsprechend. dem Pfeil F' ist die Stromabnahme rechts
bei A angeschlossen. Wenn die Maschine ihre Drehrichtung ändert; so liegt die Stromabnahme
bei A', und es kann zu diesem Zweck ein geeigneter Stromwender vorgesehen sein.
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Die Abb. 2 a bis 2 g entsprechen mehreren aufeinanderfolgenden Stellungen
der Doppelbürste gegenüber den Kollektorlamellen r und 2, woraus die verschiedenen
Etappen der Kommutierung der
festen Windung S und der beweglichen
Wicklung C hervorgehen.
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In Abb. 2 a steht nur die Halbbürste BB mit dem Kollektor in Berührung.
Der Ankerstrom I fließt hier vollständig durch den rechten Zweig der Windung S,
ohne durch den Widerstand R hindurchzugehen. In der durch die Kapazität C geschlossenen
Windung S wird eine elektromotorische Kraft E erzeugt. Die bewegliche Windung G
befindet sich noch nicht in der Stromwendung.
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In Abb. 2b sind die beiden Halbbürsten BA und BB durch die Lamelle
I kurzgeschlossen, wodurch sich die Kapazität C entlädt. Die Entladungsenergie wird
in diesen Halbbürsten vernichtet, und zwar verteilt sie sich im Verhältnis von deren
in diesem Augenblick vorhandenen Widerstandswerten. Sie tritt also fast ausschließlich
in BA auf. Ordnet man, wie dies die Zeichnung zeigt, Dämpfungswiderstände r1 und
r2 an, so wird ein entsprechender Teil dieser Energie in diesen beiden Widerständen
vernichtet. Man kann sich auch mit einem einzigen Widerstand r1 oder r2 begnügen.
Statt diese Widerstände in der dargestellten Weise anzuordnen, kann man auch einen
einzigen in Reihe mit der Kapazität C einschalten, wie dies gestrichelt dargestellt
ist.
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Die Windung S liefert den Strom J, der von der durch den Wechselfluß
des magnetischen Kreises D' induzierten elektromotorischen Kraft E erzeugt wird.
Dieser durch R begrenzte Kurzschlußstrom fließt durch die beiden Halbbürsten. Der
Ankerstrom I fließt völlig durch den rechten Zweig der Windung S, ohne durch den
Widerstand R hindurchzugehen, und zwar ist er gegenüber dem Strom J phasenverschoben.
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In Abb. 2 c hat die Halbbürste BB die Lamelle I verlassen. Der der
Vektorsumme von J und I entsprechende Strom wird zwischen I und BB unterbrochen,
wobei sich die Kapazität C auflädt. Der Strom I verlagert sich von dem rechten Zweig
in den linken Zweig der Windung S. Zwischen den Halbbürsten BA und BB tritt eine
Spannung auf, die sich aus der durch den Fluß von D' induzierten transformatorischen
elektromotorischen Kraft und dem Spannungsabfall I ₧ R ergibt. Diese beiden
Spannungskomponenten sind gegeneinander phasenverschoben.
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Wäre die Kapazität C nicht vorhanden, so würde bei dieser Unterbrechung
der Ströme J und I infolge der obigen Spannung zwischen BA und BB eine Funkenbildung
auftreten. Die Kapazität C ist genügend groß zu wählen, damit dieser Unterbrechungsfunke
entweder überhaupt nicht auftritt oder nur klein ist. Andererseits muß die Kapazität
C so bemessen sein, daß die Entladungsenergie nicht zu groß wird.
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In den Abb. 2d, 2e und 2f verbindet die Doppelbürste die Lamellen
I und 2, und in der beweglichen Windung G tritt die Stromwendung ein. Ihr Stromkreis
wind durch die Windung S mit ihrem Widerstand R, ihrer Kapamtät C und ihrer transformatorischen
EMK geschlossen, welch letztere annähernd gleich und entgegengesetzt der in G erzeugten
EMK ist. Daraus ergibt sich, daß die bewegliche Windung durch die Bürsten nur einen
Teil des unbedeutenden Entladestromes der Kapazität C schickt.
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Der Ankerstrom I wird wegen des Spannungsabfalls am Wendewiderstand
R von dem Zweig BAA auf den Zweig BBA der Windung S verlagert, und in der Windung
G kehrt sich der Strom
von HGF nach FGH um. Man kann auch sagen, daß sich dem Ausgangszustand in dem aus
den beiden Windungen bestehenden Gebilde ein Strom I in der Richtung AFGHA überlagert.
Darin besteht die Stromwendung.
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Die Erzeugung dieses Stromes I kann wie in den gewöhnlichen Gleichstrommaschinen
durch Wendepole erfolgen. Bei der dargestellten Anordnung hilft jedoch der Spannungsabfall
am Widerstand R in dieser Hinsicht sehr wirksam mit, so daß die Wendepole in gewissen
Fällen fortfallen können.
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Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß mit Hilfe der Kapazität
C die Kommutierung der festen Windung S beim Übergang von der Stellung 2a nach der
Stellung 2c der Abb. 2 ohne schädliche Funkenbildung erfolgt, wobei der Widerstand
R den Kurzschlußstrom in dieser Windung begrenzt. Die Kommutierung der beweglichen
Windung G, die beim Übergang von der Stellung 2c in die Stellung 2g erfolgt, wird
mittels Widerstandes R und gegebenenfalls des Wendepols unter den gleichen Bedingungen
durchgeführt.
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Man sieht also; daß durch die Anwendung der Mittel gemäß der Erfindung
der Vorteil erzielt wird, daß der Kollektor wie bei einer Gleichstrommaschine funkenfrei
arbeitet und daß die Maschine unter Umständen keiner Wendepole bedarf.
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Der Kollektor wird bei der beschriebenen Anordnung auf seinem Umfang
schlecht ausgenutzt, da er in dem betrachteten Beispiel umfangsmäßig zu zwei Dritteln
aus Zwischenräumen besteht.
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Dieser Mangel kann dadurch beseitigt werden, daß man die Maschine
mit mehreren getrennten Wicklungen belegt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.
3 besitzt die Maschine drei Wicklungen G1, G2 und G3, die gegeneinander um einen
drittel Kollektorschritt versetzt sind. Die entsprechenden Lamellen sind fortlaufend
verbunden, so wie dies Abb. 3 zeigt.
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Die sich so ergebende Anordnung hat außerdem den Vorteil, daß an den
Seiten der beweglichen Windung G1 am Ende des Kommutierungsvorganges (in der Stellung
nach Abb. 2g) eine weitere Windung G2 liegt, die sich in der Stellung nach Abb.
2e befindet, d. h. also über ihre eigene Win-.dung S2 geschlossen ist. Die Unterbrechung
des Stromes am Ende der Stromwendung wird idadurch erleichtert.
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Diesle drei vollständig unabhängigen Wicklungen können aus drei verschiedenen
Quellen gespeist werden, die beispielsweise aus drei Sekundärwicklungen eines Transformators
bestehen. Auf diese Weise wird ihre Gleichbelastung ohne Äquipotenti.al-Veribindungen
gesichert. Letztere können vorgesehen
werden, um, wie üblich, die
gleichmäßige Belastung paralleler Kreise in jeder Wicklung aufrechtzuerhalten. Um
die relativen Spannungswerte aller Wicklungen festzulegen, kann man beispielsweise
bestimmte Stellen des Transformators zusammenschalten, die so gewählt sind, daß
die Potentiale der Lamellen eine regelmäßige Staffelung aufweisen.
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Jede Ankerwicklung muß durch eine besondere Gruppe von Doppelbürsten
kommutiert werden. Damit diese Bürstengruppen selektiv arbeiten, kann man den Kollektorlamellen
die in den Abb. 4 Abis 6 schematisch dargestellten Formen geben.
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Die Lamellen C1 nach Abb. 4 können so ausgeschnitten sein, daß sie
nur mit den Bürsten B1 der Wicklung G1 zusammenarbeiten, während die Teile, die
unter den zu den Wicklungen G2 und G3 gehörenden Bürsten B2 und B3 laufen, vertieft
und gegebenenfalls mit Isolierstücken I1 belegt sind.
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In gleicher Weise können die Lamellen C2 nach Abb. 5 derart ausgeschnitten
sein, daß sie nur mit den zu der Wicklung G2 gehörenden Bürsten B2 zusammenarbeiten,
während ihre übrigen Teile vertieft und gegebenenfalls durch Stücke I2 isoliert
sind. Die Lamellen C3 nach Abb. 6, welche an die Wicklung G3 angeschlossen sind,
arbeiten in gleicher Weise nur mit den Bürsten B3 zusammen.
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Um ein gutes Gleiten der Bürsten auf dem Kollektor zu sichern, kann
man sie beispielsweise gemäß Abb. 7 ausbilden. Hier besteht die vorgenannte Doppelbürste
aus zwei Halbbürsten BA und BB, denen der Strom durch biegsame Leiter N1 und N2
zugeführt wird. Diese Halbbürsten sind mechanisch miteinander verbunden, aber gegeneinander
elektrisch isoliert. An jeder Seite können ein oder mehrere Blindbürsten P vorgesehen
sein, die gegeneinander isoliert sind. Jede derselben ist schmäler als der Zwischenraum
zwischen zwei Kollektorlamellen I, 2, 3 usw.
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Man erhält so einen Satz von beispielsweise sechs Bürsten, die gegeneinander
isoliert sind und durch einen isolierten Bolzen M oder irgendein anderes Mittel
zusammengehalten werden. Dieser Bürstensatz liegt in jedem Augenblick auf wenigstens
vier Kollektorlamellen auf.
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Wie bereits oben erwähnt, sind nur die Bürsten BA und BB aktiv. Die
übrigen dienen lediglich zur mechanischen Führung und sind nicht stromdurchflossen.
Der Bürstenträger kann die soggenannte Hammerform haben und in Anbetracht der isolierten
Blindbürsten vollständig aus Metall bestehen. ' Die beschriebenen Anordnungen können
in verschiedener Hinsicht Abänderungen erfahren. So kann man beispielsweise mehrere
Ausführungsformen der in Abb. I dargestellten Zusatzwiderstände r1 und r2 vorsehen.
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Wise oben erwähnt, wird der Wendekondensator C in der in Abb. 2b gezeigten
Stellung durch diese Widerstände entladen und infolgedessen die in den Bürsten vernichtete
Energie herabgesetzt. Diese Widerstände wirken sich aber auch bei der Ladung dies
Kondensators aus, wodurch seine Wirkung beeinträchtigt wird. Der links befindliche
Widerstand r1 ist darum zweckmäßig genügend klein zu wählen, damit der Strom I +
J darin eine nur gerihge Spannung entwickelt, so daß die Unterbrechung dieses Stromeis
bei BB nicht erschwert wird.
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Statt r1 = r2 zu machen, was sich aus Gründen der Symmetrie empfehlen
würde, kann man auch r1 = o machen, woraus sich der Vorteil einer Strombegrenzung
ergibt, ohne daß die funkenünterdrückende Wirkung des Wendekondensators C bei der
Unterbrechung zwischen den Bürsten und Lamellen beeinträchtigt wird. Da jedoch in
diesem Falle eine unsymmetrische Anordnung vorliegt, so ist es erforderlich, diesen
einen Widerstand je nach der Drehrichtung einmal rechts und einmal links anzuordnen.
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Wenn dieser Widerstand zu groß ist, so wirkt er seich auf eine gute
Stromwendung der Windung G schädlich aus. Man kann diesen Mangel jedoch beseitigen,
indem in der Windung S mittels des zusätzlichen Kraftlinienflusses des in Abb. I
dargestellten Magnetpols M eine zusätzliche elektromotorische Kraft induziert wird.
Dieser zusätzliche Kraftlinienfluß kann z. B. durch den in geeigneter Weise phasenverschobenen
Strom I erzeugt werden, während der Kraftlinienfluß in D' durch den Erregerstrom
hervorgerufen wird. Im Falle von Reihenschlußmotoren können die Magnetpole D' und
M zu einem einzigen vereinigt und durch einen in geeigneter Weise phasenverschobenen
Maschinenstrom erregt werden.
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Alle mit der Erfindung erzielten Vorteile können auch dann erreicht
werden, wenn die Erregung der dargestellten Maschinenpole durch einen von I unabhängigen
Strom erfolgt, d. h., die Erfindung kann sowohl bei Maschinen mit Fremderregung,
wie Nebenschluß- oder Compoundmaschinen, als auch bei Maschinen mit Reihenschlußerregung
argewendet werden. Insbesondere können die Reihensohlußmotoren mittels einer Fremderregung
mit Nutzbremsung arbeiten.
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Die Kapazität C kann aus mehreren Teilkondensatoren bestehen, von
denen einige an die Klemmen des Widerstandes P nach Abb. I angeschlossen sein können.
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Die schädliche Wirkung der Begrenzungswniderstände r kann durch eine
Anordnung nach den Abb. 8 bis 12 beseitigt werden, wo die Ladung des Kondensators
C ohne Widerstände erfolgt, während seine Entladung in Reihe mit einem geeigneten
Widerstand vor sich geht, der den Kurzschlußstromdampft und den entsprechenden Funken
in ausreichendem Maße verringert.
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Zu diesem Zweck sind nach Abb. 8 bis I2 seitlich der Bürsten BA und
BB Hilfsbürsten ba und bb angeordnet. Die Anschlußweise dieser Hilfsbürsten ergibt
sich aus Abb. 8, während sich ihre Stellung auf :dem Kollektor aus Abb. 12 ergibt.
Die Abib. 9 bis i i zeigen die aufelinanderfolgen@den Stellungen der Bürsten gegenüber
den Lamellen i und 2.
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Zwischen den Hilfsbürsten b, und bb sind ein Widerstand rund die festen
Kontakte eines Stromwenders
M' angeordnet, dessen beweglicher Kontakt
zwei Stellungen einnehmen kann und mit der einen Klemme der Kapazität C verbunden
ist. Die andere Klemme dieser Kapazität steht mit einem Stromwender N in Verbindung,
so daß der Kondensator C je nach dem Drehsinn an den rechten oder linken aktiven
Leiter der festen Windung S angeschaltet ist. Die in der Abb. 8 unten gezeigte Abzweigung,
die ebenfalls je nach dem Drehsinn mit einem der Enden des Widerstandes R zu verbinden
ist, führt über einen Stromwender O. Die dargestellten Stellungen der Schalter M',
N und O entsprechen dem durch den Pfeil F' angedeuteten Drehsinn.
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In der der Abb. 8 entsprechenden Stellung der Bürsten ist der Kondensator
C kurzgeschlossen, also entladen, da die Bürsten ba und BB mit der Lamelle I in
Berührung stehen.
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Wenn die Bürsten in die Stellung nach Abb. 9 kommen, so wird der Strom
zwischen der Lamelle I und der Bürste BB unterbrochen. Der entsprechende Unterbrechungsfunke
ist durch den Kondensator C nebengeschlossen, der zwischen der Bürste ba (d. h.
der Lamelle I) und der Bürste BB liegt, so daß die Unterbrechungsspannung eine Ladung
dieses Kondensators bewirkt. Dabei ist der Widerstand r ausgeschaltet, so daß die
schnelle und wirkungsvolle Aufladung den Unterbrechungsfunken zwischen I und BB
unterdrückt.
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Wenn die Stellung nach Abb. Io erreicht ist, steht die Lamelle 2 mit
BB und bb in Kontakt. Der Entladungsstrom i des Kondensators C fließt dann in Richtung
der Pfeile in dem Stromkreis M', r, bb, 2, BB, N, so daß der Schließungsfunke durch
den Widerstand r gedämpft wird.
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Abb. II zeigt eine der Abb. 8 entsprechende Stellung. Sobald die Bürste
ba in dieser Stellung die Lamelle 2 erreicht, wird die Entladung des Kondensators
C durch einen Kurzschluß beendigt.
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Aus dem Gesagten ergibt sich, daß die Ladung des Kondensators in einer
einzigen Stufe widerstandslos erfolgt, während seine Entladung in zwei Stufen vor
sich geht, nämlich zunächst in Reihe mit r (Abt. Io) und alsdann durch Kurzschluß
(Abb. II). Auf diese Weise werden die bei der Stromwendung sonst auftretenden Funken
praktisch vermieden.
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Wenn der Motor in umgekehrtem Sinne umlaufen soll, so werden die drei
Schalter M', N und O alle in ihre gegenüberliegende Stellung gebracht, da das Ganze
symmetrisch aufgebaut ist.
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Abb. 13 zeigt schematisch ein anderes Mittel zur Unterdrückung des
Entladungsfunkens des Kondensators C beim Kurzschließen der ortsfesten Windung S
durch eine Kollektorlamelle.
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Die Klemmen des Kondensators C sind mit einer Entladungsvorrichtung
L verbunden, welche aus einer Zweielektrodenröhre mit kalten Elektroden oder aus
gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsstrecken oder aus irgendwelchen anderen
geeigneten Entladungsgeräten bestehen kann.
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Die Vorrichtung L muß, gleichgültig welcher Art sie ist, die Eigenschaft
haben, daß die größte an den , Klemmen des Kondensators C auftretende Spannung nicht
ausreicht, um die Vorrichtung L zu zünden. Andererseits muß jedoch die Vorrichtung
L im geeigneten Augenblick sehr schnell durch eine praktisch augenblicklich ansprechende
Zündvorrichtung E in Tätigkeit gesetzt werden können. Nach der Zündung muß die Vorrichtung
L kurzzeitige starke Ströme aushalten können. Schließlich muß die Vorrichtung L
wieder erlöschen, wenn sie durch die Verbindung der Bürsten BA und BB kurzgeschlossen
wird.
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Wenn die Entladungsvorrichtung L eine Zweielektrodenröhre ist, so
kann die Zündvorrichtung E aus einem Impuls mit steiler Front liefernden Impulserzeuger
.bestehen. Diese Impulse werden durch die Leitungen k übertragen und müssen ausreichen,
um die Entladung zwischen den Elektroden der Vorrichtung L zu veranlassen. Die Impulse
können von einer kleinen Steuerbürste p in dem Augenblick hervorgerufen werden,
wo diese mit einer Kollektorlamelle in Berührung tritt.
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In diesem Falle sind zwischen der Röhre L und dem Kondensator C Reaktanzen
L' und L" eingeschaltet, so daß den Wellen mit steiler Front der Durchgang nach
dem Kondensator C versperrt ist. Diese Reaktanzen können einen sehr kleinen Wert
haben.
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Nimmt man an, daß die Lamellen 1, 2, 3 usw. des Kodlektors sich im
Sinne des Pfeiles m bewegen und daß der Kondensator C in der gezeigten Stellung
geladen ist, so sieht man, daß die Steuerbürste p so angeordnet ist, daß sie die
Lamelle 2 vor der Halbbürste BA erreicht, bevor also der Kondensator C und die Windung
S kurzgeschlossen werden. Sobald die Steuerbürste p mit 2 in Berührung tritt, schickt
sie durch die Leitung n einen schwachen Steuerimpuls zu der Vorrichtung E. Diese
erzeugt daraufhin augenblicklicheinen Steuerimpuls mit steiler Front, der über die
Verbindungen k die Entladung in L auslöst.
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Daraus ergibt sich, daß in dem folgenden Augenblick, in dem BA und
BB durch die Lamelle 2 kurzgeschlossen werden, der Kondensator C genügend entladen
ist, so daß an den Bürsten kein Funke auftritt.
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Die Kurzschließung der Halbbürsten BA und BB hat außerdem zur Folge,
daß die Entladung in L aufhört, wenn diese die Neigung haben sollte, unter einer
gerungen Spannung anzuhalten.
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Um die bei den Entladungen des Kondensators C frei werdende Wärme
zu lokalisieren und licht abzuleiten, kann man gegebenenfalls mit der oder den Vorrichtungen
L einen geeigneten Widerstand in Reihe schalten.
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Wenn Trioden Verwendung finden, so kann die Vorrichtung L z. B. aus
zwei gittergesteuerten Gas-oder Dampfentladungsstrecken bestehen, die parallel,
jedoch gegengeschaltet sind, so da.ß der Strom in beiden Richtungen fließen kann..
Die Anordnung und Steuerung dieser Röhren kann sann genau in der gleichen Weise
erfolgen, wie dies bei röhrengesteuerten Schweißanlagen der Fall ist. Bekanntlich
arbeiten solche Anlagen mit sehr starken Strömen
und großer Genauigkeit.
Die Vorrichtung E kann in diesem Falbe aus einem einfachen. Gittertransformator
mit geeigneten Kennlinien bestehen.
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Die festen Windungen oder Wicklungen S können ganz: oder teilweise
auf dem Stator der Maschine oder außerhalb untergebracht werden.. Die Kapazitäten,
Widerstände oder Reaktanzen können ebenfalls ganz oder teilweise außerhalb der Maschine
angeordnet werden. Die Magnetpole D' und M können allen Windungen oder Wicklungen
S der Maschine gemeinsam sein.
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Eine Prüfung der Stromwendungsvorgänge zeigt, daß es durch die Einführung
des Kraftlinienflusses M und des Wendewiderstandes R möglich ist, eine ebenso gute
Kommutierung zu erzielen wie bei Gleichstrom, ohne dabei den Eigenwiderstand der
Bürsten zu Hilfe nehmen zu müssen. Diese können daher einen geringen Widerstand
halben, wodurch ihre Belastung gesteigert werden kann. Die Erfindung und ihre verschiedenen
Ausführungsformen eignen :sich nicht nur für einphasige, sondern auch für mehrphasige
Kollektormaschinen.