DE298277C

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Publication number: DE298277C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Bei Drehstromkollektormaschinen größerer \ Leistung ist es nötig, die Reaktanzspannung in der kommmutierenden Windung mit Hilfe von Wendepolen zu unterdrücken. Man muß die Wendepole dabei im stehenden Teil anordnen. Bei Maschinen mit Bürstenverschie-. bung ergibt sich dann jedoch die Schwierig-, keit, daß der Ort der kommutierenden Windung nicht fest liegt, sondern sich mit derIn the case of three-phase collector machines with greater power, it is necessary to adjust the reactance voltage to suppress in the commutating winding with the help of reversing poles. One must arrange the reversing poles in the standing part. For machines with brush shifters. Exercise, however, then results in the difficulty that the location of the commutating winding is not fixed, but with the

ίο Lage der Bürsten ändert.ίο The position of the brushes changes.

Nun ist für Gleichsstrommaschinen schon vorgeschlagen worden, bei verschiebbaren Bürsten zur Erzielung einer richtigen Kommutierung auch die Wendepole verschiebbar anzuordnen und sie bei der Verschiebung der Bürsten gleichfalls zu verstellen. Diese Anordnung bietet jedoch in konstruktiver Hinsicht erhebliche Schwierigkeiten.It has now been proposed for DC machines, with displaceable brushes to arrange the reversing poles so as to be displaceable to achieve correct commutation and also to adjust them when moving the brushes. This arrangement however, offers considerable difficulties from a construction point of view.

Weiterhin ist für Einphasenkollektormotoren mit verschiebbaren Bürsten bekannt geworden, die Funkenbildung am Kollektor dadurch zu vermeiden, daß die im Gehäuse angebrachte Kompensationswicklung mehr Amperewindungen erhält als die Ankerwicklung, und der Bogen, innerhalb dessen die Bürsten verschoben ■werden, keine Wicklung im Gehäuse erhält. Besondere Hilfspole sind dabei nicht vorhanden. Die Anordnung wirkt jedoch so, als ob bei einer Kompensationswicklung normaler Art Hilfspole konzentrisch zur Hauptwicklung angebracht sind und den ganzen Verschiebungsbereich decken. Furthermore, it has become known for single-phase collector motors with sliding brushes, to avoid sparking on the collector by placing the in the housing Compensation winding receives more ampere-turns than the armature winding, and the Arc within which the brushes are moved ■ does not have a winding in the housing. There are no special auxiliary poles. However, the arrangement looks as if In the case of a compensation winding of a normal type, auxiliary poles are concentric to the main winding are attached and cover the entire displacement range.

Bei Mehrphasenkollektormaschinen liegen — auch gegenüber Eiriphasenkollektorrhotoren — insofern ganz besondere Verhältnisse vor, als die konimutierende Windung nicht mehr bloß von dem Hilfspol der eigenen Phase, sondern auch von den Hilfspolen der anderen Phasen beeinflußt wird. Würde man die Anordnung, die in der deutschen Patentschrift 250343 beschrieben ist, beispielsweise auf Drehstromkollektormotoren übertragen, so erhielte man ein aus den drei Wendefeldern der drei Phasen zusammengesetztes Wendedrehfeld, das mit synchroner Geschwindigkeit umläuft. Ein solches Feld könnte natürlich bei synchroner Geschwindigkeit überhaupt keine Wirkung ausüben, würde bei Untersynchronismus im verkehrten Sinne und nur bei Übersynchronismus richtig wirken. Das Mittel zur Erzielung der richtigen Wirkung der Hilfspole bei Mehrphasenkollektormotoren mit Bürstenverschiebung bildet nun den Gegenstand der Erfindung. In multi-phase collector machines - also opposite egg-phase collector rotors - in so far as the conimuting turn is no longer merely a mere condition from the auxiliary pole of its own phase, but also from the auxiliary poles of the other phases being affected. One would use the arrangement described in German patent specification 250343 is, for example, transferred to three-phase collector motors, one would get one from the three turning fields of the three phases Composite reversing rotating field that rotates at synchronous speed. One such Field could of course have no effect at all at synchronous speed, would work in the wrong way with under-synchro- nism and only correctly with over-synchronicity. The means of achieving the correct effect of the auxiliary poles in multi-phase collector motors with brush displacement now forms the subject of the invention.

Bekanntlich haben Mehrphasenkollektormaschinen eine Kurzschlußstellung, bei der die Amperewindungen des Ständers und des Läufers in einer Achse im entgegengesetzten Sinne wirken. Verschiebt man die Bürsten in der einen oder der anderen Richtung aus dieser Kurzschlußstellung, so ergibt sich ein Drehmoment in der Verschiebungsrichtung, das mit zunehmendem Verschiebungswinkel zunächst rasch zu einem Höchstwert ansteigt und von diesem aus erst schnell, dann langsamer wieder abfällt. Der in der MaschineIt is known that multi-phase collector machines have a short-circuit position in which the Ampere-turns of the stator and the rotor in one axis in the opposite one The senses work. If you move the brushes in one direction or the other from this one Short-circuit position, there is a torque in the direction of displacement, the with increasing displacement angle initially rises rapidly to a maximum value and from this first quickly, then more slowly falls off again. The one in the machine

fließende Strom ändert sich im abfallenden Teil der Drehmomentkurve ähnlich wie das Drehmoment.flowing current changes in the descending part of the torque curve similar to that Torque.

Die besonderen Mittel, die den Gegenstand der Erfindung bilden, bestehen nun darin, daß die Hilfspole nicht mehr konzentrisch zur Hauptwicklung der zugehörigen Phase angeordnet, sondern so weit verschoben sind, daß die der Kurzschlußstellung zugekehrte Polflanke die kommutierende Windung in der dem Kurzschlußpunkt zunächst liegenden Betriebsendstellung gerade noch deckt, und daß weiterhin die Hilfspole nicht den ganzen Bereich der Bürstenverschiebung umfassen, sondem nur den Teil, in dem ohne ihre Einwirkung die Kommutierungsspannung bei den betriebsmäßig vorkommenden Umlaufszahlen noch unzulässige Werte annehmen könnte. Der Bogen, über den sich der einzelne Hilfspol erstrecken darf, soll jedenfalls den Betrag von 70 ° elektrisch nicht überschreiten, da bei Überschreitung dieses Grenzwertes die Hilfspole nur mehr wie ein Wendedrehfeld wirken. Zweckmäßig werden aber die Hilfspole so schmal ausgeführt, wie das Erfordernis einer funkenfreien Kommutierung es nur irgend zuläßt. The particular means which form the subject of the invention now consist in that the auxiliary poles are no longer arranged concentrically to the main winding of the associated phase, but are shifted so far that the pole flank facing the short-circuit position is the commutating turn in the the short-circuit point initially lying operating end position just covers, and that furthermore, the auxiliary poles do not encompass the entire range of the brush displacement, but rather only the part in which the commutation voltage at the operationally occurring numbers of revolutions without their influence could assume impermissible values. The arc over which the individual auxiliary pole may extend, should in any case not exceed the amount of 70 ° electrical, since with If this limit value is exceeded, the auxiliary poles only act like a reversing rotating field. However, the auxiliary poles are expediently made as narrow as the requirement for one spark-free commutation it just allows.

In Fig. ι ist der Verlauf der Stromkurve dargestellt. Dicht hinter dem Höchstwert der Drehmomentkurve, von der Kurzschlußstellung aus gerechnet, befindet sich die normale Betriebsstellung. Die Bürsten werden um einen Winkel von etwa 140 bis 150° elektrisch von ihrer Betriebsendstellung für hohe Last aus in der Drehrichtung des Motors verschoben. Wie ersichtlich, erstrecken sich die Hilfspole, die gegenüber der Kurzschlußstellung im Drehsinne der Maschine verstellt sind, nur über einen verhältnismäßig kleinen Teil dieses Bereiches. Fig. 2 und 3 zeigen für zwei verschiedene Drehrichtungen des Motors die Anordnung der Haupt- und Hilfspolwicklungen im Ständer. Die Hilfspole sind in Fig. 2 für einen Motor mit der Drehrichtung »Links« nach links, in Fig. 3 für einen Motor mit der Drehrichtung »Rechts« nach rechts aus der Kurzschlußstellung verschoben. Sie bedecken einen Winkel von etwa 30⁰ elektrisch, indem sie sich von 7¹Z₂ ⁰ bis 37Y₂ ⁰ elektrisch von der Kurzschlußstellung aus gerechnet erstrecken.In Fig. Ι the course of the current curve is shown. The normal operating position is located just behind the maximum value of the torque curve, calculated from the short-circuit position. The brushes are moved electrically from their end of operation position for high loads in the direction of rotation of the motor by an angle of approximately 140 to 150 °. As can be seen, the auxiliary poles, which are adjusted with respect to the short-circuit position in the direction of rotation of the machine, only extend over a relatively small part of this area. 2 and 3 show the arrangement of the main and auxiliary pole windings in the stator for two different directions of rotation of the motor. The auxiliary poles are shifted in Fig. 2 for a motor with the direction of rotation "left" to the left, in Fig. 3 for a motor with the direction of rotation "right" to the right from the short-circuit position. They cover an angle of approximately 30 ⁰ electrically by a ₂ ⁰ ¹ 7 electrically extend from Z to 37Y ₂ ⁰ of the short-circuit position from expected.

Die Maschinen mit fest vor die Hauptwicklungen geschalteten Hilfspolwicklungen sind immer nur für eine Drehrichtung benutzbar. Soll daher eine Benutzung in beiden Drehrichtungen möglich sein, so kann man sich dadurch helfen, daß man die Hilfspole umschaltbar macht und für den Drehsinn »Links« den links von der Kurzschlußstellung liegenden, für den Drehsinn »Rechts« den rechts liegenden Hilfspol vor die betreffende Hauptwicklnng legt. Fig. 4 zeigt ein Schaltungsschema für diesen Fall. Die Hauptwicklungen sind übereinstimmend mit Fig. 3 mit i, 2, 3, die Hilfspolwicklungen mit a, b, c bezeichnet. Schalterstellung I entspricht dann dem Drehsinn »Rechts« (Fig. 3), indem a vor 1, b vor 2, c vor 3 geschaltet wird. In Schalterstellung II hingegen liegt α vor 2, h vor 3, c vor i, so daß nunmehr bei dem Drehsinn »Links« die richtige Wirkung sich ergiebt.The machines with auxiliary pole windings permanently connected to the main windings can only be used for one direction of rotation. If, therefore, use in both directions of rotation is to be possible, you can help yourself by making the auxiliary poles switchable and for the "left" direction of rotation the auxiliary pole to the left of the short-circuit position, for the "right" direction of rotation the auxiliary pole in front of the relevant one Main development sets. Fig. 4 shows a circuit diagram for this case. The main windings are denoted by i, 2, 3, in accordance with FIG. 3, and the auxiliary pole windings are denoted by a, b, c. Switch position I then corresponds to the direction of rotation "clockwise" (Fig. 3) by switching a before 1, b before 2, c before 3. In switch position II, on the other hand, α is in front of 2, h is in front of 3, c is in front of i, so that the correct effect is now obtained with the "left" direction of rotation.

Claims

Patent claims: x

1. Arrangement of auxiliary poles in the stator of polyphase collector motors with speed control by brush displacement, characterized in that the auxiliary poles from the middle of with them in-phase main winding is shifted in the direction of rotation of the machine and is so wide, that they correspond to the commutating winding only on the high current consumption Cover part of the brush displacement area where without it the commutation voltage would assume impermissibly high values, but at most encompass an arc of 70 ° electrical.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the auxiliary pole windings in one direction of rotation of the motor the current of a first stator phase flows through it, in the other of that of a second stator phase in order to obtain a correct commutation for each direction of rotation.

For this purpose 2 sheets of drawings.