DEV0005256MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 16. Dezember 1952 Bekanntgemacht am 15. September 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

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 Wechsel-Stromquelle 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.

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.

Der erfindungsgemäße Apparat eignet sich besonders bei aus der Luft gesteuerten Geschossen,

509 5«4/86

V5256VIIId/21d²

die eine Vorrichtung enthalten, welche vor dem Ablösen des Geschosses vom Mutterllugzeug die von diesem kommend..¹ Leistung abnimmt, nach dem Lösen vom Muuerilug/.eug jedoch seine Leistung aus einer eigenen Stromquelle bezieht. Bei einer solchen Vorrichtung arbeitet der erfmdungsgeinaße Apparat vor dem Lösen des (ieschosses als Transformator und nach dem Loskommen des Geschosses als durch einen vom Luftstrom angetriebenen

ίο Motor betätigter Wechselstromgenerator.

Selbstverständlich kann man statt eines Ausgangsspuleupaares auch nur eine einzige Ausgangsspule verwenden. Ferner kann man auch eine Anzahl von Feldspulcnpaaren und Ausgangsspulenpaaren auf dem Stator anordnen.

Ferner kann der erforderliche Fingangswechselstrom bei Verwendung des Apparates als Transformator auch auf eine andere Wicklung statt eine Feldwicklung aufgebracht werden. Diese gesondertc Wicklung kann auf dem gleichen Teil des Stators wie die Feldwicklungen oder die Ausgangswicklungeu gewickelt sein, oder durch einen Teil der Atisgangsspulen gebildet werden, wenn die Vorrichtung später als Selbsttransformator arbeitet.

In jedem Fall ist zum Umschalten vom Generatorbetrieb auf den Transformatorbetrieb das Abschalten des F.ingangsgleichstroms von den Feldspulen, das Anschalten des Fingangswechselstromes an die zusätzliche Wicklung und die Umkehrung der Polarität einer der Ausgangsspulen oder einer Spule jeden Ausgangsspulenpaares notwendig.

Immer dann, wenn der Apparat als Transformator Verwendung findet, erübrigt sich ein Umlaufen des Kotors, und der Stator gibt unter diesen Redinguiigeii ein stillendes Magnetfeld. Die Fluüverlusle an den Luftspalten zwischen Rotor und Stator stören den Transformatorbetrieb des Apparates nicht wesentlich.

Der ciTniduiigsgcmäl.Se Apparat hat den Vorteil, dal.l er als Transformator zur Fiv.eugung eines Ausgaiigswechselslroines dort dienen kann, wo eine entsprechende elektrische Stromquelle verfügbar ist, wobei doch mittels einer einfachen Schaltanordnung der gleiche Ausgangswechselstrom durch mit richtiger Geschwindigkeit erfolgenden I 'inlauf des Rotors erzielt werden kann.

Im folgenden sollen einige Ausführungsbeispiele dir eii'indungsgemäl.ien Vorrichtung an Hand der Zeichnungen beschrieben werden. Diese zeigt in

Fig. ι ein Schaltbild eines Apparates mit außen liegendem Stator und zwei Spulenpaaren,

Fig.j eine scheinatische Darstellung eines anderen Apparates mit außen liegendem Rotor und acht Spulenpaaren auf dem Stator,

Fig. ,1 die Schaltung für den Apparat nach Fig. 2, Fig. .| ein Schaltbild eines weiteren Apparates mit auf den die Feldspulen tragenden Schenkeln des Stators sitzenden Primärwicklungen,

Fig. 5 ein Schaltbild eines Apparates, bei dem

fit) die Primärwicklungen auf den die Ausgangsspulen tragenden Schenkeln des Stators vorgesehen sind. In allen Zeichnungen sind ähnliche Teile durchweg mit gleichen Re/.ugszeichen bezeichnet.

Der in Fig. 1 dargestellte Apparat enthält einen Eisenstator 10 mit vier Polen 11. Im Stator sitzt konzentrisch ein Eisenrotor 12 mit sechs Polen 13. Auf jedem einander gegenüberliegenden Schenkelpaar des Stators 10 befinden sich zwei Feldspulen 14, 14', die an Leitungen L₁ L' angeschaltet sind. Die Feldspule 14' ist an die Eingangsleitungen L, L' über einen Umschalter 15 angeschaltet, der bei Bewegung aus der dargestellten Stellung in seine andere Stellung die Polarität der Spule 14' umkehrt. Auf dem anderen Paar gegenüberliegender Schenkel des Stators 10 sitzen zwei Ausgangsspulen 16, 16', die parallel zu den Ausgangsleitungcn L₁, L₁ liegen. Die Spule 16' 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 16' umkehrt. Die Schalter 15, 17 weisen eine gemeinsame Betätigungsstange 18 auf und haben in der Zeichnung die Stellung für Wechselstromgeneratorbetrieb. Werden sie nach unten auf ihre anderen Kontakte zu bewegt, so kommen sie in die Stellung für Transformatorbetrieb.

Wird in der gezeichneten Stellung ein Eingangsgleichstrom an die Leitungen L, L' gelegt, so haben die Pole 1 1 des Stators die angezeigte Polarität, und der FIuIi durch die Teile des Stators, die mit '90 den Ausgangsspulen 16, 16' bewickelt sind, hat die durch die Pfeile angezeigte Richtung. Bei Drehung des Rotors 12 aus der gezeigten Stellung, in der ein Paar gegenüberliegender Statorpole it den Polen 13 des Rotors gegenüberliegt, werden die Rotorpole 13 gegenüber ein anderes Paar von Statorpolen η gebracht, so dall der Magnetfluß durch die Ausgangsspulen umgekehrt wird. Bei Drehung di·^ Rotors wird somit in den Ausgangsleituugen L_v L₁' ein Wechselstrom erzeugt.

Werden die Schalter 15, 16 in ihre andere Stellung gebracht und wird die Gleichstromzuführung an den Eingangsleitungeu L, L' durch eine geeignete Wechselstromzuführuiig ersetzt, so arbeitet infolge der Umpolung der Spulen 14', 16' die Vorrichtung als Transformator. Durch geeignete Wahl des Eingangswechselstromes au den Feldspulen kann die in den Ausgangsleitungen /.,. /.,' entstehende Wechsel-EM K beim Arbeiten der Vorrichtung als Transformator die gleichen Charakteristiken wie die der beim Arbeiten der Vorrichtung als Wechselstromgenerator erhaltenen KMK erhalten.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 sitzt der Rotor 112 außerhalb des Stators ioo und trägt Turbinenschaufcln 19. Der Stator 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 iao Polarität aufeinanderfolgender Feldspulen und Ausgangsspulen umgekehrt.

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 an-

5üi)fi51/H6

V 5256 VIIId/21 d²

dere Stellung gebracht, so wird die Polarität der mit X bezeichneten Feldspulen und der mit Y bezeichneten Ausgangsspulen umgekehrt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist ein zusätzlicher Schalter 20 auf der Betätigungsstange 18 vorgesehen, und der Stator trägt ein Paar von Primärwicklungen 21, 21', die auf denselben Schenkeln sitzen wie die Feldspulen 14, 14'. In der dargestellten Stellung arbeitet der Apparat als Wechselstromgenerator wie der Apparat nach Fig. i, wobei die Feldspulen 14, 14' von den Leitungen L, L' über den Schalter 15 mit Gleichstrom versorgt werden, während die Ausgangsspulen 16, 16' den Wechselstrom über den Schalter 17 an die Ausgangsleitungen L₁, L₁' liefern. Wird dieser Schalter betätigt, so schaltet der Schalter 15 die Feldspulen 14, 14' von der Gleichstromquelle ab, und der Schalter 20 verbindet die Primärwicklungen 21, 21' mit den Wechselstrornleitungen L₂, L₂', während der Schalter 17 die Polarität der Ausgangsspule i6' umkehrt. Der Apparat arbeitet dann als Transformator.

Der in Fig. 5 dargestellte Apparat ist identisch mit dem nach Fig. 4, außer daß die Primärwicklungen 121, I2i' zur Verwendung beim Transformatorbetrieb auf den Statorschenkeln für die Ausgangsspulen 16, 16' sitzen. Wie bereits früher erwähnt, können die Primärwicklungen in diesem Fall durch Teile der Ausgangsspulen gebildet werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Wechselstrom liefernder elektrischer Apparat, der sowohl als Wechselstromgenerator als auch als Transformator arbeitet und einen Stator (10, 100) aus magnetisierbarem Material mit wenigstens einem Paar von Feldspulen und mit wenigstens einer Ausgangsspule sowie einen Rotor aus magnetisierbarem Material aufweist, der bei Drehung und bei Stromversorgung der Feldspulen mit Gleichstrom eine Wechsel-EMK an der Ausgangsspule erzeugt, gekennzeichnet durch einen Schaltmechanismus (18) zur Umpolung jeweils einer der Spulen (14', 16', X, Y) zum Abschalten der Feldspulen vom Eingangsgleichstrom und zur Zuführung eines Eingangswechselstromes zu wenigstens einer Wicklung, jedoch nicht einer Feldspulenwicklung auf dem Stator, so daß bei stehendem Feldspulen eine Wechsel-EMK an der oder den Feldspulen, eine Wechsel-EMK an der oder den Ausgangsspulen induziert, die die gleichen Charakteristiken wie die bei der Drehung des Rotors erzeugte EMK hat.
2. 2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' jeweils ein Feldspulenpaar (14, 14') und ein Ausgangsspulenpaar (16, 16') auf einem vierpoligen Ringkern (10) angeordnet sind und bei Betätigung der Schaltvorrichtung (18) jeweils eine Spule (14', 16') jedes Paares umgepolt wird.
3. 3. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Feldspulen- und Ausgangsspulenpaaren (114, 116) auf dem Stator (110), von denen jeweils eine Spule (XY) bei Betätigung des Schalters umgepolt wird.
4. 4. Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldspulen und die Ausgangsspulen abwechselnd auf dem Stator angeordnet sind und der Schalter abwechselnde Feldspulen und Ausgangsspulen umpolt.
5. 5. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine zusätzliche Primärwicklung (21, 21', 121, I2i'), die durch die Schaltvorrichtung (18) beim Umpolen einer der entsprechenden Ausgangsspulen (16, 16') und beim Abschalten der Feldspulen (14, 14') vom Eingangsgleichstrom an eine Eingangswechselstromquelle angeschaltet wird.
6. 6. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (10) vier Schenkel aufweist, von denen zwei gegenüberliegende Schenkel die Ausgangsspulen (16, 16') und die beiden anderen gegenüberliegenden Schenkel die Feldspulen (14, 14') tragen und daß auf jedem die Feldspulen tragenden Schenkel des Stators eine Primärwicklung (21, 21') montiert ist.
7. 7. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator vier Schenkel aufweist, von denen zwei gegenüberliegende Schenkel die Ausgangsspulen und die beiden anderen Schenkel die Feldspulen tragen und daß auf jedem die Ausgangsspulen tragenden Schenkel eine Primärwicklung (121, 121') montiert ist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen