DE97697C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft insbesondere dynamoelektrische Maschinen für Gleichstrom und bezweckt die Vermeidung von Verschiebungen oder Verdrehungen des magnetischen Feldes bei derartigen Maschinen, wenn dieselben unter voller Belastung arbeiten.

Wie bekannt, äufsern die durch die Ankerströme hervorgerufenen Amperewindungen eine entmagnetisirende oder quer magnetisirende Wirkung auf die Pole der Feldmagnete, oder in anderen Worten; es äufsern die zwischen dem doppelten Voreilungswinkel liegenden Amperewindungen eine entmagnetisirende Wirkung auf die magnetischen Stromkreise, während die unmittelbar unter den Polen liegenden Amperewindungen einen quer magnetisirenden Einflufs äufsern oder die Neigung zeigen, die Polstä'rke an derjenigen Polecke, wo die Stromwendung stattfindet, zu verringern und die Polstä'rke an der entgegengesetzten Polecke zu vergröfsern. Diese entmagnetisirende Wirkung läfst sich zwar mit Leichtigkeit durch eine Verbundanordnung ausgleichen; dagegen ist es nicht so leicht, auch die verdrehende Wirkung aufzuheben. Zur Beseitigung dieses Uebelstandes sind schon mancherlei Vorschläge gemacht worden. Die vorliegende Erfindung betrifft eine höchst einfache Einrichtung zur Erreichung des gleichen Zweckes.

In der Zeichnung stellt Fig. 1 in der Seitenansicht eine vierpolige Dynamomaschine von im Uebrigen bekannter Ausführung dar, bei welcher die Feldpolstücke die den Gegenstand der Erfindung bildende neuartige Einrichtung zeigen. Fig. 2 ist eine Endansicht einer der' Feldmagnetspulen und der von dieser umgebenen verbesserten Feldmagnetpole. Fig. 3 ist ein vergröfserter Schnitt nach x-x der Fig. 2 und zeigt in schematischer Darstellung die verschiedenen magnetischen Zustände, welche durch vollausgezogene und punktirte Linien angedeutet sind.

A bezeichnet den Anker der Maschine, welcher im vorliegenden Falle v.on links nach rechts gedreht wird, und M bezeichnet die Feldmagnetspulen mit der bekannten Verbundwickelung. Die Stromwenderbürsten, von denen vier als vorhanden angenommen sind, sind in Fig. ι mit C C¹ C² C³ bezeichnet. Die Feldmagnetpole oder besser die Feldmagnetkerne sind zweitheilig eingerichtet, wobei die beiden gesonderten Theile ab im Wesentlichen von gleichem Querschnitte sind. Die Polfläche von α ist um eine Kleinigkeit gröfser als die Querschnittsgröfse dieses Theiles, während die Polfläche von b mindestens zweimal so grofs ist, wie diese Querschnittsfläche. Wie ersichtlich, ist der Theil b mit einem von der punktirten Linie %-% (Fig. 2 und 3) nach der Seite hervorstehenden, keilförmigen Polfortsatzep ausgestattet, der so eingerichtet ist, dafs er etwa die gleiche Fläche überdeckt, wie diejenige des Theiles a an der stärksten Stelle beträgt, wobei die Querschnittsfläche des Polfortsatzes bei \-\ (Fig. 3) etwa halb so grofs ist, wie die Querschnittsfläche von b. Als Material für die Feldmagnetkerne verwendet man Gufsstahl, indessen können dieselben auch aus Eisenblechstücken

zusammengesetzt sein. Die in der Querrichtung des Luftzwischenraumes stattfindende Induction ist eine solche, dafs der Feldkern b, wenn die Maschine unter geringer Belastung arbeitet, gesättigt ist, während er bei voller Belastung der Maschine übersättigt ist. Wenn beispielsweise bei geringer Belastung die Induction quer zu dem Luftzwischenraume 7500 Linien auf den Quadratcentimeter unter dem Feldmagnetkerne α und 7000 auf den Quadratcentimeter unter dem Feldmagnetkerne b ist, dann ist die Induction in b etwa zweimal so grofs wie in a. In anderen Worten: b ist gesättigt, während α weit von der Sättigung entfernt und im Stande ist, die Induction unterhalb seiner Polfläche zu vergröfsern, indem die magnetisirende Kraft von der Verbundwickelung sich mit der Belastung vergröfsert. Bei voller Belastung ist die magnetisirende Kraft auf den magnetischen Stromkreis durch α gleich: Neben- Amperewindungen -f- Haupt-Amperewindungen an den Feldkernen — Anker-Amperewindungen zwischen dem doppelten Voreilungswinkel — Anker-Amperewindungen unter der Polfläche von b. Die Summe dieser Kräfte ist eine solche, dafs die Induction unter der Polfläche von α um einen vorherbestimmten Werth vergröfsert worden ist (s. Fig. 3). Die auf den magnetischen Stromkreis durch b bei voller Belastung wirkenden magnetisirenden Kräfte sind gleich: Neben-Amperewindungen -\- Haupt-Amperewindungen an den Feldspulen — Anker - Amperewindungen zwischen dem doppelten Voreilungswinkel -f- Anker-Amperewindungen unter der Polfläche des Theiles a. Die Summe dieser magnetischen Kräfte ist, obgleich diese wesentlich gröfser als die auf den Stromkreis durch den Theil α wirkenden Kräfte sind, nicht im Stande, die Induction von der Polfläche des Theiles b wesentlich zu vergröfsern, und zwar wegen der starken Sättigung dieses Theiles und seines weit ausladenden Polfortsatzes p. Die Inductionswirkung über den Luftzwischenraum ist in Fig. 3 schematisch dargestellt, und zwar entspricht die dicke Linie A-A-A der Inductionswirkung ohne Belastung und die dicke Linie A¹-A¹-A^l derjenigen bei voller Belastung. Die dünne Linie B-B bezeichnet schematisch die quer magnetisirende Wirkung des Ankers und die jener parallele, punktirte Linie A²-A²-A² bezeichnet die daraus resultirende Inductionswirkung über den Luftzwischenraum bei voller Belastung einer Maschine, welche mit dem bekannten massiven Polstücke ausgestattet ist.

Diese Art und Weise, die inductiven Wirkungen der Feldmagnete durch eine unregelmäfsige Linie A-A-A, die quer magnetisirenden Wirkungen des Ankers durch eine dünne Diagonallinie B-B und die resultirende Wirkung durch eine punktirte parallele Diagonallinie A²-A²-A² schematisch darzustellen, ist in Band 2 der Druckschrift »Practical Electrical Enginee ring« erläutert, wobei auf Kapitel XI, Seite 72 bis 81 Bezug genommen sei.

Die Wirkung dieses besonderen Feldmagnetkernes mit dem Polfortsatze ρ ist in dieser schematischen Darstellung durch die unregelmäfsige Linie A¹-A¹-A^l ausgedrückt, woran man erkennt, dafs die Commutationslinie ohne Belastung, A-A-A, und mit voller Belastung, A^l-A^l-A\ nur wenig abweicht. Es zeigt also diese schematische Darstellung, dafs bei einem Feldmagnetkerne von der bekannten massiven Form die Commutationslinie zwischen fehlender Belastung und voller Belastung in dem Mafse abweicht, dafs eine Verschiebung der Stromwenderbürsten erforderlich ist, während bei der vorbeschriebenen neuen Einrichtung die Verschiebung der Commutationslinie kaum merklich ist, indem die magnetische Wirkung des Polfortsatzes ρ eine solche ist, dafs die Stromwenderbürsten bei jeder Belastung eine und dieselbe Stellung beibehalten können. Soll die Maschine in entgegengesetzter Richtung laufen, so ist es natürlich erforderlich, die Richtung der Feldkerne oder Pole umzukehren.

Nach vorliegender Erfindung wird also eine Dynamomaschine mit Feldmagnetkernen und Polflächen versehen, die so vertheilt und angeordnet sind, dafs die magnetische Verzögerung in der Drehrichtung des Ankers zunimmt, zu welchem Zweck jedes Polstück oder jede Polfläche und jeder Kern in zwei oder mehr Theile zerlegt und so angeordnet ist, dafs das Verhältnifs des dargebotenen Polflächeninhaltes zum Querschnitt des zugehörigen Kerntheiles in der Drehrichtung des Ankers zunimmt, so dafs schon durch einen verhältnifsmäfsig geringen Strom der in dieser Richtung liegende Theil am Ende des Polstückes infolge der im Vergleich mit der Querschnittsfläche des zugehörigen Kernes vorhandenen gröfseren Polfläche vollständig magnetisch wird. Dagegen wird ein Theil des entgegengesetzten Endes des Polstückes nicht völlig magnetisch werden, weil derselbe eine im Verhältnifs zu seinem Kernquerschnitt kleine Polfläche besitzt, d. h. also, weil bei diesem Theile das oben erwähnte Verhältnifs nicht so grofs ist.

Diese Schwankung der Verhältnisse des PoI-flä'cheninhaltes zur Kernfläche kann einestheils dadurch erzielt werden, dafs man die Kerntheile mit gleicher Querschnittsfläche herstellt und die Polflächen mit in der Umdrehungsrichtung des Ankers an Flächeninhalt zunehmenden Verbreiterungen versieht, oder anderntheils dadurch, dafs man den Kerntheilen einen verschieden grofsen Flächeninhalt giebt, der in der Drehrichtung des Ankers abnimmt, wäh-

rend die Polflächengröfse gleich bleibt, oder aber dadurch, dafs man diese- beiden Einrichtungen gleichzeitig anwendet (Fig. 4).

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Feldmagnetanordnung für Gleichstrommaschinen, bei denen zur Ausgleichung der Ankerrückwirkung die Feldmagnetkerne durch parallel zum Ankerdraht verlaufende Schlitze in mehrere Theile zerlegt sind, dadurch gekennzeichnet, dafs die einzelnen Theile mit Polschuhen in solcher Weise versehen sind, dafs das Verhältnifs der dem Anker zugewendeten Polfläche zum Querschnitt des zugehörigen Kerntheiles im Sinne der Ankerdrehung an Gröfse zunimmt, so dafs der Grad der magnetischen Sättigung der Kern theile in demselben Sinne stärker wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.