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Publication number: DEV0005256MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 16. Dezember 1952 Bekanntgemacht am 15. September 1955Registration date: December 16, 1952. Advertised on September 15, 1955

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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.The invention relates to an alternating current supplying electrical apparatus. It is sometimes necessary to supply a device with alternating current, either from a mechanically driven one AC generator or via a transformer from an existing AC power source is delivered with the same characteristics. The aim of the invention is an apparatus that either works as an alternator or as a transformer and so the weight and the Significantly reduce the space of separate devices.

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.The inventive apparatus includes a stator made of magnetizable material with a Field coil pair and an output coil pair, a rotor made of magnetizable material, which at Rotation and, in the case of the field coils, the direct current supplied, an alternating EMF on the output coils generated, and is characterized by a switching mechanism for reversing the polarity one coil of each pair with respect to the other coil, so that a suitable one when the rotor is stationary Alternating EMF on the field coils an alternating EMF on the output coils with the same Characteristics of the emf generated when the rotor rotates.

Der erfindungsgemäße Apparat eignet sich besonders bei aus der Luft gesteuerten Geschossen,The apparatus according to the invention is particularly suitable for projectiles controlled from the air,

509 5«4/86509 5 «4/86

V5256VIIId/21d² V5256VIIId / 21d ²

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 angetriebenenthe apparatus included which decreases from the Mutterllugzeug of this coming .. ¹ power prior to stripping of the projectile, but after the release from the Muuerilug / .eug its power from a separate power source applies. In such a device, the device according to the invention works as a transformer before the projectile is released and as a transformer driven by the air flow after the projectile has come off

ίο Motor betätigter Wechselstromgenerator.ίο Motor operated alternator.

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.Of course, instead of a pair of output coils also use only a single output coil. You can also use a Arrange the number of field coil pairs and output coil pairs on the stator.

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.Furthermore, the required AC input current when using the apparatus as a transformer can also be applied to another winding instead of a field winding. This separatelyc Winding can be on the same part of the stator as the field windings or the output winding be wound, or formed by a part of the Atisgangsspulen if the device later works as a self-transformer.

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.In any case it is necessary to switch from generator mode Switching off the input direct current from the field coils on transformer operation, switching on the input alternating current to the additional winding and reversing the Polarity of one of the output coils or of a coil of each output coil pair is necessary.

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.Whenever the device is used as a transformer, there is no need to rotate it of the motor, and the stator gives redinguiigeii among these a silent magnetic field. The Fluüverlusle at the air gaps between rotor and stator interfere with the transformer operation of the apparatus not essential.

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.The ciTniduiigsgcmäl.Se apparatus has the advantage dal.l it as a transformer for the prevention of an exit change routine can serve where a corresponding electrical power source is available is, but by means of a simple switching arrangement the same output alternating current can be achieved by running the rotor at the correct speed.

Im folgenden sollen einige Ausführungsbeispiele dir eii'indungsgemäl.ien Vorrichtung an Hand der Zeichnungen beschrieben werden. Diese zeigt inIn the following some exemplary embodiments you a device according to the invention on the basis of the Drawings are described. This shows in

Fig. ι ein Schaltbild eines Apparates mit außen liegendem Stator und zwei Spulenpaaren,Fig. Ι a circuit diagram of an apparatus with an external stator and two pairs of coils,

Fig.j eine scheinatische Darstellung eines anderen Apparates mit außen liegendem Rotor und acht Spulenpaaren auf dem Stator,Fig.j a schematic representation of another Apparatus with an external rotor and eight pairs of coils on the 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,1 shows the circuit for the apparatus according to FIG. 2, FIG a circuit diagram of another apparatus with primary windings seated on the legs of the stator carrying the field coils,

Fig. 5 ein Schaltbild eines Apparates, bei demFig. 5 is a circuit diagram of an apparatus in which

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.fit) the primary windings on the the output coils supporting legs of the stator are provided. Similar parts appear throughout the drawings Marked with the same Re / .ugs sign.

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.The apparatus shown in FIG. 1 includes an iron stator 10 with four poles 11 in the stator concentrically seated an iron rotor 12 with six poles 13. On each opposing pair of legs of the stator 10 has two field coils 14, 14 'on lines L ₁ L ' are turned on. The field coil 14 'is connected to the input lines L, L' via a changeover switch 15 which, when moving from the position shown to its other position, reverses the polarity of the coil 14 '. On the other pair of opposite legs of the stator 10 sit two output coils 16, 16 'which are parallel to the output lines L ₁ , L ₁ . The coil 16 'is connected to the output lines L ₁ , L ₁ via a changeover switch 17 which reverses the polarity of the coil 16' when it moves from the position shown into its other position. The switches 15, 17 have a common actuating rod 18 and are in the position for alternating current generator operation in the drawing. If they are moved down towards their other contacts, they come into the position for transformer operation.

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.If an input direct current is applied to the lines L, L ' in the position shown, the poles 11 of the stator have the indicated polarity, and the FIuIi through the parts of the stator that are wound with '90 the output coils 16, 16', has the direction indicated by the arrows. When the rotor 12 is rotated from the position shown, in which a pair of opposing stator poles is opposite the poles 13 of the rotor, the rotor poles 13 are brought opposite another pair of stator poles η so that the magnetic flux through the output coils is reversed. Upon rotation of di · ^ rotor is thus' generates an alternating current in the Ausgangsleituugen L _v _L1.

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.If the switches 15, 16 are put in their other position and the direct current supply to the input line eu L, L 'is replaced by a suitable alternating current supply, the device operates as a transformer due to the polarity reversal of the coils 14', 16 '. By suitable choice of the input alternating current to the field coils, the output lines /.,. /., 'resulting alternating EM K when the device works as a transformer have the same characteristics as those of the KMK obtained when the device works as an alternator.

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.In the embodiment according to FIGS. 2 and 3, the rotor 112 is seated outside the stator and carries turbine blades 19. The stator is alternating with eight field coils 114 and with eight output coils 116 wrapped. The polarity of the coils corresponds to operation as an alternator. The general polarity of successive field coils and Output coils reversed.

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-The circuit of this apparatus is shown in FIG. With the position of the switch shown 15, 17 the stator poles have the polarity shown. However, if the switches are in their other

5üi)fi51/H65üi) fi51 / H6

V 5256 VIIId/21 d² V 5256 VIIId / 21 d ²

dere Stellung gebracht, so wird die Polarität der mit X bezeichneten Feldspulen und der mit Y bezeichneten Ausgangsspulen umgekehrt.brought their position, the polarity of the field coils marked X and the output coils marked Y is reversed.

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.In the embodiment shown in Fig. 4, an additional switch 20 is provided on the actuating rod 18, and the stator carries a pair of primary windings 21, 21 ', which sit on the same legs as the field coils 14, 14'. In the position shown, the apparatus operates as an alternator as the apparatus of FIG. I, wherein the field coils 14, 14 are supplied 'from the lines L, L' via the switch 15 with direct current, while the output coils 16, 16 'of the alternating current via supply the switch 17 to the output lines L ₁ , L ₁ '. If this switch is activated, the switch 15 disconnects the field coils 14, 14 'from the direct current source, and the switch 20 connects the primary windings 21, 21' to the alternating current lines L ₂ , L ₂ ', while the switch 17 controls the polarity of the output coil i6 'reverses. The device then works as a transformer.

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.The apparatus shown in Fig. 5 is identical to that of Fig. 4 except that the primary windings 121, I2i 'for use in transformer operation sit on the stator legs for the output coils 16, 16 '. As mentioned earlier, In this case, the primary windings can be formed by parts of the output coils.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Alternating current supplying electrical apparatus which works both as an alternating current generator and as a transformer and has a stator (10, 100) made of magnetizable material with at least one pair of field coils and with at least one output coil and a rotor made of magnetizable material that rotates and is powered the field coils with direct current generates an alternating EMF at the output coil, characterized by a switching mechanism (18) for reversing the polarity of one of the coils (14 ', 16', X, Y) for disconnecting the field coils from the input direct current and for supplying an input alternating current to at least a winding, but not a field coil winding on the stator, so that when the field coil is stationary, an alternating EMF on the field coil or coils induces an alternating EMF on the output coil or coils, which has the same characteristics as the EMF generated when the rotor rotates has.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that that 'each have a pair of field coils (14, 14') and an output coil pair (16, 16 ') a four-pole toroidal core (10) are arranged and when the switching device is actuated (18) one coil (14 ', 16') of each pair polarity is reversed.

3. Apparatus according to claim 1, characterized by a number of field coil and output coil pairs (114, 116) on the stator (110), of which one coil (XY) is reversed when the switch is actuated.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the field coils and the output coils are arranged alternately on the stator and the switch alternating field coils and output coils reversed.

5. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized by at least an additional primary winding (21, 21 ', 121, I2i ') by the switching device (18) at Reversing the polarity of one of the corresponding output coils (16, 16 ') and when switching off the field coils (14, 14 ') connected from the input DC power to an input AC power source will.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the stator (10) has four legs, of which two opposite legs are the output coils (16, 16 ') and the the other two opposite legs carry the field coils (14, 14 ') and that on A primary winding (21, 21 ') is mounted on each leg of the stator carrying the field coils is.

7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the stator has four legs, of which two opposite legs are the output coils and the other two Legs carry the field coils and that on each leg carrying the output coils a primary winding (121, 121 ') is mounted.

For this purpose 2 sheets of drawings