DE293844C

DE293844C -

Info

Publication number: DE293844C
Application number: DENDAT293844D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Jj(I 293844 KLASSE 21 d. GRUPPE

RUDOLF RICHTER in KARLSRUHE.

Wendepol für elektrische Maschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. April 1914 ab.

Um bei Wendepolmaschinen für alle Belastungen Bürstenfeuer zu verhindern, sollte die magnetische Charakteristik des Wendepolkreises eine Gerade sein, d. h. die Induktion im Luftspalt zwischen Wendepol und Anker sollte proportional dem Ankerstrom sein. Diese Forderung läßt sich praktisch nur mehr oder weniger annähernd erfüllen, weil der magnetische Kreis der Wendepole Eisen enthält, das

ίο teilweise nicht geringe Sättigung aufweist. Man wird sich dem idealen Zustand um so mehr nähern, je geringer die Wendepolflüsse sind und je reichlicher die Querschnitte des magnetischen Kreises bemessen sind. Der in den Anker eintretende Wendepolfluß ist oft wesentlich geringer als der Fluß, der von dem Wendepol zu dem benachbarten Hauptpol streut, so daß im allgemeinen der Fluß an der Wurzel des Wendepoles ein Mehrfaches von dem nützlichen Wendepolfluß ist, der in den Anker eintritt. Beim Entwurf von Wendepolmaschinen muß man deshalb erstens die Anordnung so wählen, daß die Streuung möglichst gering wird und zweitens den Querschnitt des Wendegples nach der Wurzel des Wendepoles zu vergrößern. Zur Verringerung der Wendepolstreuung werden gewöhnlich die Wendepole in achsialer Richtung (d. h. parallel zur Ankerachse) verkürzt, so daß die den Hauptpolen gegenüberstehenden Flächen und somit der Querschnitt des Streuweges möglichst klein ist..' Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sich das Wendefeld nicht über die ganze Ankerlänge erstreckt, wodurch eine größere Induktion im Lüftspalt zwischen Wendepol und Anker erforderlich ist als in dem Falle, wo die achsiale Breite des Wendepoles ungefähr gleich. der Ankerlänge ist.

Nach der Erfindung soll nun der bewickelte Teil des Wendepoles mindestens einmal so abgestuft sein, daß die achsiale Breite am Ende des Wendepoles größer — im allgemeinen ungefähr gleich der Ankerlänge — ist als an der Wurzel oder im mittleren Teil des Wendepoles. Die Wendepolstärke (gemessen in einer Ebene senkrecht zur Ankerachse) ist in den Teilen, die achsial (parallel zur Ankerachse) verkürzt sind, entsprechend zu verbreitern, zweckmäßig in dem Maße, daß ungefähr dieselbe Induktion in allen Wendepolquerschnitten herrscht. Diese Anordnung beseitigt die Übelstände der bisher bekannten Anordnungen. Die Induktion im Luftspalt zwischen Wendepol und Anker kann den kleinsten möglichen Wert erhalten; die Streuung wird verringert, weil die dem Hauptpol gegenüberstehende Fläche verkleinert ist; die mittlere Windungslänge der Wendepolwicklung wird geringer und somit Kupfer gespart.

Die Erfindring soll an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden. In diesen Ausführungsbeispielen bedeuten j die Joche und h die Hauptpole der Maschine. Der Wendepol besteht in den Ausführungsbeispielen aus zwei mit Wicklungen versehenen Teilen W₁ und W₂; beide haben verschiedene Querschnittsformen und hier auch verschiedene Querschnittsgröße; mit Rücksicht auf den größeren Induktionsfluß an der Wurzel des Wendepoles ist der Querschnitt von W₁ größer als der von W₂. Der Querschnitt von W₂ ist nun so gewählt, wie es mit Rücksicht auf die Verteilung des Wendefeldes an Ankerumfang zweckmäßig ist; die Abmessung in achsialer Richtung ist in den Ausführungsbeispielen etwas geringer als die Ankerlänge. Im Teile W₁ ist die Abmessung

quer zum Pol größer, die Abmessungen in der Achsialrichtung (parallel zum Anker) aber geringer als im Teil W₂. Es ist der Querschnitt von W₁ in Fig. ι rechteckförmig, in Fig. 2 kreisförmig. Bei der letzten Anordnung ist bei gegebener Querschnittsfläche die mittlere Windungslänge ein Minimum, und die Herstellung der Wicklung wird sehr erleichtert, weil sich die bei Wendepolwicklungen häufig vorkommenden Kupferleiter mit sehr großen Querschnitten auf einen Runddorn leichter wickeln lassen, auch kann die Wicklung aus Ringen oder Röhren hergestellt werden. Die achsiale Abmessung des Teiles W₂ des Wendepoles kann zur Verringerung der Streuung und zur Gewichtsersparnis nach der Wurzel des Wendepoles zu verkürzt werden, wie z. B. in dem rechten Teil der Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet ist.

Die Herstellung des Wendepoles kann in verschiedener Weise erfolgen; die Teile W₁ und W₂ können z. B. aus einem Stück hergestellt und mit dem Joch j verschraubt sein, auch können j und W₁ ein .gemeinsames Gußstück bilden, und w₂ kann mit W₁ verschraubt sein. Die Mittellinien der Teile W₁ und W₂ brauchen auch nicht wie in den Ausführungsbeispielen zusammenfallen, es wird vielmehr häufig zweckmäßig sein, die Mittellinie von W₁ in der Ebene senkrecht zur Ankerachse so zu verschieben, daß die Pollücke zwischen W₁ und dem Hauptpol auf der Seite größer wird, auf der auf den Wendepol ein Hauptpol entgegengesetzter Polarität folgt. Hierdurch wird die Streuung verringert.

Die Querschnittsform der Teile W₁ und w_% kann natürlich auch von den Formen in den Ausführungsbeispielen abweichen; sie wird zweckmäßig so gewählt, daß die Streuung mögliehst gering ist.

In den Ausführungsbeispielen sind die Höhen der beiden Wendepolteile W₁ und ze/_a ungefähr gleich groß. Mit Rücksicht auf möglichst geringe Streuung wird es sich empfehlen, die Höhe von W₂ nicht größer zu bemessen, als mit Rücksicht auf einigermaßen gleichmäßige Verteilung der Induktion im Luftspalt zwischen Wendepol und Anker erforderlich ist.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf eine einmalige Abstufung der Querschnitte des Wendepoles beschränkt, die Zahl der Querschnittsstufen kann vielmehr beliebig sein. Bei einer zweimaligen Abstufung wird man z. B. den unteren Teil (an der Wurzel) des Wendepoles mit kreisförmigem, den mittleren Teil mit ovalem und den oberen Teil, der dem Ankermantel gegenüberliegt, mit ungefähr rechteckigem Querschnitt ausführen.

Bei der erläuterten Ausführung des Wendepoles lassen sich die einzelnen Wicklungsabteilungen bequemer verbinden als bei der sonst üblichen Anordnung mit konstanter achsialer Länge des Wendepoles, weil das innere Ende der unteren Wicklung W₁ zwischen den Pollücken ohne weiteres an der oberen Spule W₂, das innere Ende der oberen Wicklung W₂ dagegen an der Seite der Maschine an der unteren Spule W₁ vorbeigeführt werden kann. Die Erfindung kann bei Maschinen mit und ohne Kompensationswicklung angewendet werden.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Wendepol für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der bewickelte Teil des Wendepoles mindestens einmal derart abgestuft ist, daß die Breite des Wendepoles in achsialer Richtung an der Wurzel oder im mittleren Teil des Wendepoles kleiner ist als an seinem Ende.

2. Wendepol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt nach der Wurzel des Wendepoles zu vergrößert.

3. Wendepol nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Wendepolteils, der dem Anker benachbart ist, nicht größer ist, als mit Rücksicht auf eine einigermaßen gleichmäßige Verteilung der Induktion im Luftspalt zwischen Wendepol und Anker erforderlich ist.

4. Wendepol nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die achsiale Breite an dem dem Anker gegenüberstehenden Teil ungefähr gleich der Ankerlänge ist.

5. Wendepol nach Anspruch 1. bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil an der Wurzel des Wendepoles kreisförmigen Querschnitt hat.

6. Wendepol nach Anspruch 1 mit zweimaliger Querschnittabstufung, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil an der Polwurzel kreisförmigen, der mittlere Teil ovalen und der untere Teil im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat.

7. Wendepol nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch solche Formgebung, daß die Entfernung zwischen Hauptpol und unterem Teil (an der Polwurzel) des Wendepoles dort, wo · auf den Wendepol ein Hauptpol entgegengesetzter Polarität folgt, größer ist als dort, wo auf den Wendepol ein Hauptpol gleicher Polarität folgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.