DE2630822A1 - Gleichstrommaschine - Google Patents

Description

i, J

Dr. JOCHEN PAGENBERG Rechtsanwalt

80 00 München Galileiplatz

Unser Zeichen: DA/G-1019 8. Juli 1976

PORTESCAP

165 rue Numa-Droz

2300 La Chaux-de-Fonds, Schweiz

GLEICHSTROMMASCHINE

Priorität: 11. Juli 1975, Schweiz, Nr. 9076/75

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleichstrommaschine mit einer Motor- und einer Generatorwicklung, die auf einem gemeinsamen Rotor angeordnet sind und mit einem einzigen feststehenden magnetischen Kreis zusammenwirken, wobei jede dieser Wicklungen aus der Serienschaltung einer ungeraden Anzahl N von Wicklungsabschnitten besteht, deren Enden jeweils an aufeinanderfolgende Segmente eines der Wicklung entsprechenden Kollektors angeschlossen sind.

Bei Gleichstrommaschinen dieser Art erlaubt die Anordnung von zwei Wicklungen auf einem gemeinsamen Rotor etwaige

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Abweichungen in der momentanen Winkelstellung der.Rotoren sowie die mechanischen Resonanzen zu vermeiden, die in Maschinen mit getrennten Rotoren bei starken Beschleunigungen und GeschwindigkeitsVerringerungen auftreten können. Die erwähnte Anordnung bringt jedoch ein anderes Problem mit sich und zwar dasjenige der induktiven Kopplung zwischen den Windungen. Bei bekannten Maschinen dieser Art sind nämlich die entsprechenden Wicklungsabschnitte des Motor- und Generatorteils übereinander oder nebeneinander an der selben Stelle des Rotors angeordnet, so dass die Stromänderungen in der Motorwicklung, vor allem während der Kommutierung, durch Induktion Störspannungen in der Generatorwicklung erzeugen. Bei Maschinen mit Eisen aufweisendem Rotor kann dieser Effekt noch störender wert den als die mechanische Resonanz, aber auch im Fall eines eisenlosen Rotors, beispielsweise in Glocken- oder Scheibenform, bedeutet die induktive Kopplung der verschiedenen Wicklungen einen grossen Nachteil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die induktive Kopplung zwischen der Motor- und Generatorwicklung entstehenden Störströme bei einer Gleichstrommaschine der genangenannten Art wesentlich zu verringern.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die radialen Symmetrieebenen von benachbarten Abschnitten der Motor- und der Generatorwicklung um einen Winkel ΤΓ/Ν gegeneinander verdreht sind.

Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Gleichstrommaschine.

Es zeigen

Fig. 1 ein Prinzipschema der Anordnung der Wicklungsabschnitte auf dem Rotor der Maschine und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines glockenförmigen Rotors, der Wicklungen gemäss Fig. 1 trägt.

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I NACHGEREICHT

In der schematischen Darstellung der Fig. 1 sind die Wicklungsabschnitte des Rotors eines Motor-Generators generell mit 11 bezeichnet. In diesem Beispiel weist jede der beiden Wicklungen, nämlich die Motorwicklung 12 und die Generatorwicklung 13, N =9 Abschnitte auf,deren aufeinanderfolgende Enden jeweils miteinander und mit den Segmenten I,II,III,IV,V,VI,VII, VIII,IX bzw. 1,2,3,4,5,6,7,8,9 der schematisch angedeuteten Kollektoren 14 bzw. 15 elektrisch verbunden sind. Diese Verbindungen zwischen den Wicklungen und den entsprechenden Kollektoren sind in Fig. 1 nicht eingezeichnet, doch sind die einander entsprechenden Verbindungspunkte der Wicklungsabschnitte und Kollektorsegmente mit dem selben Buchstaben bezeichnet, um anzuzeigen, dass das Segment I mit dem Punkt I verbunden ist, der Abschnitt l mit dem Punkt l, u.s.w.

Erfindungsgemäss sind nun ein Abschnitt der Motorwicklung und ein benachbarter Abschnitt der Generatorwicklung, wie zum Beispiel die Abschnitte U¹ und 11" der Figur 1, nicht ' übereinander angeordnet, sondern so gegeneinander verdreht, ι dass ihre jeweiligen radialen Symmetrieebenen einen Winkel O^ = T"/N einschliessen. Nachdem N Wicklungsabschnitte über

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den Umfang des Rotors verteilt sind, d.h. über einen Zentrums- j winkel von 2 K , stellt der Winkel ^ für jede Wicklung die Hälfte des Winkels dar, der zwischen den Symmetrieebenen ·

zweier aufeinanderfolgender Abschnitte einer selben Wicklung liegt. Im Fall der Fig. 1 ist o£ = TT /9 oder 20°.

ι Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die aufeinanderfolgenden

Abschnitte einer Wicklung, z.B. 11" und Hl" somit symmetrisch in ' Bezug auf den benachbarten Abschnitt, z.B. H¹, der anderen ι Wicklung angeordnet. Wenn daher zum Zeitpunkt der Kommutation . der Abschnitt H¹ der Motorwicklung im feststehenden magnetischen ! Feld liegt und durch die neutrale Ebene dieses Feldes hindurchtritt, induziert die starke Stromänderung, welche in dieser Wicklung auftritt, in den Abschnitten 11" und 11"' entsprechende elektromotorische Kräfte. Die Abschnitte 11" uid 11"' sind gemeinsam mit dem Segment 1 verbunden, welches zum gleichen Zeit-

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punkt mit einer nicht dargestellten Bürste des Kollektors 15 in Berührung steht. Durch die symmetrische Anordnung der Abschnitte 11" und IT" gegenüber 11' kompensieren sich die Teilströme, die diesen elektromotorischen Kräften entsprechen, und es erscheint praktisch kein resultierender Störstrom während der Kommutierung.

Fig. 2 zeigt einen glockenförmigen Rotor wie er beispielsweise in der vorliegenden Maschine verwendet werden kann. Dieser Rotor weist eine selbsttragende zylindrische Schrägwicklung auf, die die beiden Wicklungen 12,13 beispielsweise in Form von zwei übereinanderliegenden Schichten enthält. In diesen Schichten sind die einzelnen Wicklungsabschnitte gemäss dem Prinzip von Fig. 1 angeordnet. Dazu genügt es, bei der Herstellung der Gesamtwicklung Anschlussstellen entlang der kontinuierlichen Gesamtwicklung vorzusehen, so dass die dadurch bestimmten Wicklungsabschnitte entsprechend Fig. 1 gegeneinander versetzt sind. Die Wicklungen 12,13 werden in bekannter Weise von einem Flansch 16 getragen und die Kollektoren 14 und 15 sind beispielsweise wie in der DOS 2361963.8 beschrieben ausgebildet. Die Lamellen des zylindrischen Kollektors 14 und die Segmente des scheibenförmigen Kollektors 15 sind in Fig. 2 mit den gleichen wie in Fig. 1 bezeichnet. ~*/

Die gegenseitige Lage der Wxcklungsabschnitte der Motor- und Generatorwicklung kann selbstverständlich bei jeder anderen Rotorform oder Art des Wicklungsaufbaus verwirklicht werden, insbesondere auch bei mehrschichtigen Wicklungen oder bei scheibenförmigen Rotoren.

h ¹*· 10.76

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Gleichstrommaschine mit einer Motor- und einer Generatorwicklung, die auf einem gemeinsamen Rotor angeordnet sind und mit einem einzigen feststehenden magnetischen Kreis zusammenwirken, wobei jede dieser Wicklungen aus der Serienschaltung einer ungeraden Anzahl N von Wicklungsabschnitten

   besteht, deren Enden jeweils an aufeinanderfolgende Segmente eines der Wicklung entsprechenden Kollektors angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Symmetrieebenen von benachbarten Abschnitten der Motor- und der Generatorwicklung um einen Winkel TT/N gegeneinander verdreht sind.

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