DE694791C - Vorrichtung zum Ausgleich der Ankerrueckwirkungen in elektrischen Maschinen, insbesondere Sendern fuer Fernsteuerungen - Google Patents

Description

in Paris

Die Erfindung bezieht sich auf eine Art des Ausgleichs der Ankerrückwirkungen in elektrischen Maschinen, insbesondere bei solchen Geräten, die als Sender oder Übertrager zur Fernsteuerung oder Fernanzeige dienen. Diese Maschinen enthalten·, insbesondere bei den gemäß älteren Erfindungen der Erfinder ausgebildeten Vorrichtungen, Bürstensätze, die sich auf ihren Kollektoren .drehen und eine Anzahl von Empfängerin sp^eisen. Da die Zahl 'dieser Empfänger veränderlich sein kann, ergibt sich, daß die Belastung des Ankers, der diese Empfänger über die Bürsten speist, sich ebenfalls ändert. Die auf diese Weise hervorgerufenen Schwankungen der Ankerrückwirkung oder Ankergegenwirkung erzeugen notwendigerweise Änderungen in der. Verteilung der Potentiale unter den Bürsten, die die Übereinstimmung der Stellung der Empfangsgeräte und der des Sende- oder Übertragungsgerätes ungünstig beeinflussen. Es ist ,also wichtig, daß in diesem Falle die Schwankungen oder "Änderungen der Ankerrückwirkung kompensiert werden, und 'daß man in jedem Augenblick trotz der Änderung der Zahl der Empfänger die Abstimmung zwischen diesen Empfängern und dem Sender aufrechterhält.

Um einen Ausgleich der Ankerrückwirkung zu erzielen, ist der Sender oder Übertrager mit zwei gleichartigen Wicklungen 'uind zwei gleichartigen Bürstensätzen versehen, die miteinander so gekuppelt sind, daß sie in an sich bekannter Weise gegengleichläufig um-

laufen, wobei erfindungsgemäß die gleichphasigen Bürsten der beiden mit einer Wicklung verbundenen Bürstensätze miteinander paarweise durch Ausgleich sleitungen verbundien und die Bürstensätze selbst in bezug auf eine Indifferenzlinie des Senders symmetrisch angeordnet sind. Es können hierbei entweder zwei miteinander gekuppelte gleichartige Maschinen mit je einem Kollektor ι ο und einem zugehörigen Bürsteinsatz oder auch eine 'einzige Maschine mit zwei Wicklungen auf einem gemeinsamen Läufer und je ein Kollektor für jede Wicklung mit einem zugehörigen Bürstensätz verwendet werden.
,Die Verbindung der gleichphasigen Bürsten ermöglicht unter dem Einfluß der bei Belastungsänderungen durch Verstellung der Indifferenzlinie erzeugten Potentialdifferenz zwischen zwei verbundenen Bürsten 'einen Gleichgewichtsstrom, der 'diese Potentialdifferenz aufzuheben und infolgedessen für diejenigen Ströme, welche die Empfänger von zwei einander zugeordneten Bürsten aus speisen, das Potential aufrechtzuerhalten sucht, das der in Betracht gezogenen Belastung entspricht, wobei die Wirkungen der senkrecht zum Induktionsfeld gerichteten Komponente der Ankerrückwirkung. auf diese Weise unabhängig von der augenblicklichen Belastung aufge-3« > hoben werden.

Zur Erläuterung sind auf der Zeichnung schematisch zwei Ausführungsformen der Sendevorrichtungen zur Fernsteuerung dargestellt, bei denen die erfindungsgemäßen Vervollkommnungen angewandt sind.

Fig. ι zeigt zwei gekuppelte Generatoren mit Ausgleich der Ankerrückwirkung, welche den Fernsteuersender bilden.

Der Motor 1 treibt dabei die Läufer 5 und 6 ♦o der beiden Generatoren an, deren Ständer S, S' bei 2 von Drehstrom, beliebigier Frequenz, die selbst gleich Null sein kann, gespeist werden. Die beiden Läufer tragen je eine Wicklung, die zu dem entsprechenden Kollektor 3 bzw. 4 führt. Auf den Kollektoren 3, " 4 sitzen zwei Sätze von je drei in gleichem Abstand befindlichen Bürsten 7 bzw. 8, die mechanisch durch eine schematisch durch die Verbindung L dargestellte Vorrichtung verbunden sind; diese mechanische Verbindung L bewirkt zwangsläufig, daß die beiden Bürstengeschirre sich ständig in entgegengesetztem Sinne und mit der gleichen Geschwindigkeit unter der Einwirkung eines gemeinsamen, von Hand oder auf andere Weise hervorgerufenen Antriebs drehen.

Die Bürsten dieser beiden Geschirre speisen parallel die Empfänger durch die Drähte 12, 13, 14, die an entsprechende Drähte 9, 10, 11 angeschlossen sind, welche paarweise die Bürsten der beiden Bürstengeschirre verbinden, welche ursprünglich symmetrisch in bezug auf die Indifferenzlinie für eine gegebene Belastung, die beispielsweise gleich ' Null ist, sind und infolgedessen immer dasselbe Potential bei der Belastung Null beibehalten, da die Bürsten infolge ihrer Drehung in entgegengesetztem Sinne zwangsläufig immer symmetrisch in bezug auf die Indifferenzlinie oder Neutralitätslinie bleiben. Dies Ergebnis läßt sich leicht aus folgenden Überlegungen verstehen:

Wenn man zwei gleichartige sandende oder übertragende Vorrichtungen betrachtet, die im selben Sinne umlaufen und deren Induktionsfeld als feststehend vorausgesetzt wird, so werden 'die Spannungen längs den Kollektoren der beiden Maschinen auf jeder Maschine übereinstimmend verteilt werden.

Wenn man zwei Bürsten betrachtet, die sich auf den 'entsprechenden Kollektoren symmetrisch in bezug auf die Neutrallinie verschieben, während die Maschine leer läuft, so werden diese beiden Bürsten ständig infolge der Symmetrie der Spannungen in bezug auf 'die Neutral- oder Indifferenzlinie auf demselben Potential bleiben.

Wenn man drei Bürsten betrachtet, die elektrisch im Winkel von 120⁰ zueinander auf jedem der Kollektoren angeordnet sind, so ist es klar, daß man durch Drehung der beiden Bürstengeschirre um gleiche Größen und in entgegengesetztem Sinne in bezug auf die Indifferenzlinie äquipotentiale oder Ausgleichsverbindungen zwischen den entsprechenden Bürsten der beiden Maschinen wird herstellen können. Man wird auf diese Weise das dargestellte System von zwei gleichartigen Maschinen, bei deinen die relative Umlaufbewegung der Bürsten in bezug auf den Kollektor umgekehrt ist, hergestellt haben. Es wird dabei keinerlei Stromfluß zwischen den beiden Maschinen erfolgen, die jedoch den Empfängern Strom liefern können, die an das Netz angeschlossen sind, welches von den Ausgleichsverbindungen oder äquipotentialen Verbindungen gebildet wird.. .-

Wenn die Maschinen mit gleicher Verteilung auf den beiden Maschinen Strom liefern, so wird die Ankerrückwirkung, welche i»o durch den Stromfluß im Anker erzeugt wird, die Indiff erenzlinie in einem gewissen Winkel im L^Tmlaufsinne des Ankers oder im umgekehrten Sinne verlagern, je nachdem ob die Maschine als Dynamo oder Motor arbeitet.

Jede Bürste wird also in bezug auf die Indiff erenzlinie um einen gleichen Winkel verstellt werden. Lediglich die Richtung dieser Verstellung ändert sich entsprechend der betrachteten Maschine, da diese Verstellung bei der einen Maschine im Sinne einer Ver-

größerung der Potentiale' 'und hei der .andern Maschine im Sinne einer Verkleinerung· der Potentiale infolge der symmetrischen Anordnung der beiden Bürstensätze, erfolgt. Die Bürsten der untereinander durch Ausgleichsleitungen verbundenen Bürstenpaare werden also verschiedene Potentiale anzunehmen suchen, 'und zwar 'die eine Bürste ein Potential, das..größer, und die. andere ein Potein-. ίο tial, das kleiner als dasjenige Potential ist, welches der Belastung Null entspricht. Dadurch wird ein Stromfluß entstehen, der i|n jeder der beiden Maschinen 'ein Kompensationsfeld erzeugen wird. Infolgedessen werden in. allen Fällen die Empfänger Potentiale empfangen, die lediglich zu jedem Zeitpunkt durch 'die gleichen und entgegengesetzten Winkelverstellungen der beiden Bürstensätze in bezug auf die !entsprechenden Induktionsfelder bestimmt werden, und sie werden sich infolgedessen um einen entsprechenden Winkel drehen; dabei Werden die übertragenen Potentiale nicht durch 'die Anbergegenwirkung beeinflußt. Infolge der Parallelschaltung der Bürsten, von denen die leine 'eine Phasenvoreilung und 'die andere eine Phasenverzögerung von gleicher Größe in bezug auf die theoretische Phase aufweist, die sich aus ihrer Stellung auf dem Anker ergibt, wird die Phase der Empfangsgeräte durch die Änderung der Belastung des Senders ,nicht beeinflußt.

In den vorstehendein Ausführungen ist angenommen worden, daß das Induktionsfeld der beiden das Sender- oder Übertragungsgerät bildenden Maschinen fest ist.

Wenn man jetzt ,annimmt, daß dieses Induktionsfeld sich unter dem Einfluß des von der Leitung 2 kommenden ' Dnehstromes (Dreiphasenstromes) verschiebt, so behält die vorstehende Überlegung ebenfalls ihre Gültigkeit, vorausgesetzt daß die relativen Verschiebungen jedes der Bürstensätze in bezug auf das Induktionsfeld der entsprechenden Maschine die gleichen sind, damit die Phasenverschiebungen, die sich dabei unter den Bürstensätzen 7 bzw. *8 ergeben, gleichbleiben; dadurch wird !ermöglicht, daß die paarweise parallele Kupplung dieser Bürsten oder Schleifkontakte aufrechterhalten werden kann.

Um dieser Bedingung zu genügen, braucht

man also nur die Anschlüsse an dem Sender jeder der Maschinen derart anzuordnen, daß die Felder sich im geeigneten Sinne drehen, was dazu führen kann, daß die Induktionsfelder der beiden Maschinen, welche das Sendegerät bilden, sich in umgekehrten Sinnen drehen'.

Man kann auch den Umlaufsinn der Induktionsfelder auf jeder der beiden Maschinein im selben Sinne lerfolgein lassen und den-Drehungssinn der Anker umkehren; die beiden Bürstensätze drehen sich dann im. selben Sinne.

Bei der auf. Fig. 2 dargestellten abweichenden Ausführungsform sind die beiden Generatoren zu einem einzigen zusammengefaßt und haben leinen gemeinsamen Ständer S sowie einen gemeinsamen Läufer 5; letzterer trägt die beiden Ankerwicklungen, die mit den entsprechendein Kollektoren 3 bzw. 4 verbunden .sind.

Die Wirkungsweise ist annähernd dieselbe wie in dem vorstehend behandelten Falle, und der Ausgleich erfolgt in derselben Weise in den Verbindungsleitungen zwischen den entsprechenden Bürsten der Bürsteinsätze 7 und 8.

Es ist jedoch angebracht, die oben angegebenen Vorsichtsmaßnahmen bezüglich der relativen Verschiebungen des .Bürsteinsatzes, des Läufers und des Induktionsfeldes zu treffen. Diese Ausführungsform des Sendegerätes erfordert eine besondere Spulung des Ankers, bei weichern eine der beiden Wicklungen umgekehrte Anschlüsse enthalten muß, derart, daß 'die Wicklungssinne !entgegengesetzt sind; dies kann durch Kreuzung, der zu einem der Kollektoren führenden Anschlüsse symmetrisch in bezug auf 'eine diametrale Achse dieses Kollektors erfolgen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausgleich der Ankerrückwirkungen in elektrischen Maschinen mit auf Kollektoren umlaufenden Bürstensätzen, insbesondere in solchen Maschinen, die als Sender zur Fernsteuerung oder Fernanzeige dienern, und bei denen eine Mehrzahl von motorartigen Empfangsgeräten, 'die an .die Bürstensätze angeschlossen sind, durch deren Verstellung gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß- 'die gleichphasigen Bürsten von zwei in bezug auf den KoUektorumlaufsinn gegengleichläufig gekuppelten gleichartigen, in bezug auf eine Iindiffierenzlinie

■ symmetrisch angeordneten Bürstensätzien (7, 8) paarweise miteinander durch Ausgleichsleitungen (9, 10, 11) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Bürstensätze (7, 8) zwei miteinander gekuppelte gleichartige Maschinen (5, S; S', 6) mit je einem Kollektor (3, 4) mit dem zugehörigen Bürstensatz vorhanden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Bürstensätze (7, 8) eine einzige Maschine (5, S, Fig. 2) mit zwei Wicklungen auf

dem. gemeinsamen Läufer und je einem Kollektor (3, 4) mit dem zugehörigen Bürstensatz vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem. Läufer einer für beide Bürstensätze vorhandenen einzigem Kollektormaschine eine für beide Bürstensätze zusammenfallende Wicklung angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer der beiden Maschinen oder der beiden Wicklungen derselben Maschine durch Kreuzung der zu einem der Kollektoren (3, 4) führenden Wicklungsanschlußverbindungen symmetrisch zu einer diametralen Achse des zugehörigen Kollektors in umgekehrtem Sinne bespult sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen