DE850484C

DE850484C - Kleinmotorgenerator mit Dauermagnetrotor

Info

Publication number: DE850484C
Application number: DEP10160A
Authority: DE
Inventors: Willy Dr-Ing Krug
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-09-25

Description

Kleinmotorgenerator mit Dauermagnetrotor Die Erfindung betrifft einen Kleinmotorgenerator mit Dauermagnetrotor für kleine Leistungen und eignet sich insbesondere zur Verwendung in der Meßtechnik und Fernmeldetechnik und auch als Spielzeugmotor od. dgl. In der Meßteclinik bestellt vielfach die Aufgabe, beisliielsweise zur Isolationsmessung tind I?rmittlung hoher Widerstandswerte Spannungen von einigen roo Volt, z. B. von 5oo Volt und liölier, und von möglichst großer Konstanz herzustellen. Man hat zu diesem Zweck vielfach Kurbelinduktoren verwendet, die die gewünschte Spannung abgeben. Dabei ist aber die erzeugte Spannung von der Drehzahl abhängig. Um eine solche Spannungsabhängigkeit von der Drehzahl herabzusetzen, ermöglicht der Kleirimotorgenerator nach der Erfindung eine Spannungserzeugung derart, <laß von einer Niederspannungsquelle, beispielsweise einer Taschenlampenbatterie, der Motorgenerator gespeist wird und mit einer sich nur innerhalb geringer Grenzen ändernden Drehzahl liiuft und auf der Generatorseite eine in weiten Grenzen stabile hohe Meßspannung abgibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Kleinmotorgetierator nach der Erfindung derart ausgebildet, claß der Stator mindestens vierpolig ausgestattet ist und die Erregung folgepolig so gesteuert wird, daß ein den zwei- oder mehrpoligen Dauermagnetmotor mitnehmendes Drehfeld entsteht. Bei Gleichstrommotorl>etrieb kann die Erregungssteuerung zweckdurch einen auf der Achse des Rotors sitzenden Kollektor bewirkt werden. Bei zweipolpaarigen Ständern und zweispulpaariger Erregerwicklung kann der Kollektor zweisegmentig derart ausgebildet sein, daß das Segment über einen Schleifring und über eine Bürste mit dem Pluspol der Spannungsquelle, das * andere Segment über einen zweiten Schleifring und eine zweite Bürste mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden ist und die beiden Erregerspulen durch zwei senkrecht gekreuzte Bürstenpaare abwechselnd so an die Spannungsquelle gelegt werden, daß in den Ständerpolpaaren zwei senkrecht gekreuzte Wechselflüsse mit Drehfeldwirkung entstehen. Dabei kann zur Vermeidung eines evtl. auftretenden Kurzschlusses der Spannungsquelle bei der Kommutierung zwischen den Hauptsegmenten je ein Blindsegment von entsprechender Größe eingelegt sein. Die Bürstenbrücke kann zweckmäßig verstellbar ausgebildet sein.
Für die Abnahme von Wechselspannungen können entweder die Erregerwicklungen selbst dienen, es können aber auch neben den Erregerwicklungen getrennte Wicklungen vorgesehen sein, in denen als Summenwirkung die EMK der Transformation und die EMK der Rotorflußinduktion auftreten. Schließlich ist es noch möglich, für den Antrieb von der Wechselstromseite aus ein drittes Spulensystem auf den Polen vorzusehen, welches derart vom Wechselstrom durchflossen ist, daß ein Drehfeld entsteht und der Rotor im Synchronismus als Synchronmotor laufen kann: Dabei erfolgt die Leistungsaufteilung auf den Gleichstrom- und Wechselstromteil beliebig.
Der Aufbau kann auch doppelt ausgeführt sein, so daß an Stelle eines doppelpolpaarigen Motorgenerators zwei einpolpaarige Motorgeneratoren mit je einem Dauermagnetrotor vorhanden sind, wobei die Maschinen so nebeneinander aufgestellt sind, daß ihre Rotoren mit dem Kollektor auf einer gemeinsamen Achse sitzen und die gegenseitige Lage von Rotor und Feld so gestaltet ist, daß eine Drehfeldwirkung auf die Achse entsteht. Für den Fall einer Gleichstromumformung kann die Wechselspannung der Feldspulen zu an sich bekannten Gleichstromkollektoren geführt werden, von denen die gleichgerichtete Wechselspannung abgenommen wird. Der Stator läßt sich zweckmäßig aus genormten Transformatorenblechen aufbauen, wobei die für den Rotor benötigte öffnung beispielsweise durch Ausstanzen gebildet werden kann.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden: Fig. i zeigt schematisch einen Kleinmotorgenerator nach der Erfindung im Schnitt. Der Rotor a ist als im wesentlichen zylindrischer Körper ausgebildet, der in einer Durchmesserrichtung magnetisiert ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Dauermagnetrotor nur mit einem einzigen Nord- und Südpol magnetisiert. Es ist aber auch möglich, denselben mehrpolig zu magnetisieren. Der Stator besteht aus genormten Transformatorenblechen b bis g, die in geeigneter Weise zusammengesetzt sind und bei denen die für den Rotor benötigte öffnung ausgestanzt ist. Auf dem Ständer sind die beiden Wicklungen i und 2 symmetrisch untergebracht, während die Wicklungen 3 und 4 rechtwinklig hierzu angeordnet sind. Diese Wicklungen, die im Schema nach Fig.2 in ihrer Lage veranschaulicht sind, dienen als Gleichstromwicklungen und sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Niederspannungswicklungen ausgebildet. Die Hochspannungswicklungen 5 und 6 liegen symmetrisch zu beiden Seiten des Stators und sind als hochohmige Wechselspannungswicklungen gewickelt, wobei beispielsweise Spannungen von 5oo Volt erzeugt werden können.
In Fig. 2 ist die Schaltung der Spulenanschlüsse mit dem Kollektor veranschaulicht. Der Kollektor besteht im einfachsten Fall aus den beiden Segmenten lt und i, wobei das Segment h mit dem Schleifring k und das Segment i mit dem Schleifring L in Verbindung steht. Der Schleifring k kann mit Hilfe von Bürsten z. B. an den Pluspol und dementsprechend der Schleifring l an den Minuspol der Spannungsquelle angelegt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kleinmotorgenerator mit Dauermagnetrotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator mindestens vierpolig ausgebildet ist und die Erregung folgepolig so gesteuert wird, daß ein den zwei- oder mehrpoligen Dauermagneten mitnehmendes Drehfeld entsteht.
2. Kleinmotorgenerator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gleichstrommotorbetrieb die Erregersteuerung durch einen auf der Achse des Rotors sitzenden Kollektor bewirkt wird.
3. Kleinmotorgenerator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweipolpaarigem Ständer und zweispulpaariger Erregerwicklung der Kollektor zweisegmentartig derart ausgebildet ist, daß das eine Segment über einen Schleifring und über eine Bürste mit dem Pluspol der Spannungsquelle und das andere Segment über einen zweiten Schleifring und eine zweite Bürste mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden ist und die beiden Erregerspulen durch zwei senkrecht gekreuzte Bürstenpaare abwechselnd so an die Spannungsquelle gelegt werden, daß in den Ständerpolpaaren zwei senkrecht gekreuzte Wechselflüsse mit Drehfeldwirkung entstehen.
4. Kleinmotorgenerator nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung eines Kurzschlusses der Spannungsquellen bei der Kommutierung zwischen den Hauptsegmenten je ein Blindsegment von entsprechender Größe eingelegt wird.
5. Kleinmotorgenerator nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenbrücke verstellbar ist.
6. Kleinmotorgenerator nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abnahme von Wechselspannungen die Erregerwicklungen dienen oder neben den Erregerwicklungen getrennte Wicklungen vorgesehen sind, an denen als Summenwirkung die EMK der Transformation und die EMK der Rotorflußinduktion auftreten.
7. Kleinmotorgenerator nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb von der Wechselstromseite aus ein drittes Spulensystem auf den Polen vorgesehen ist, welches derart von Wechselströmen durchflossen ist, daß ein Drehfeld entsteht und der Rotor im Synchronismus als Synchronmotor laufen kann, wobei die Leistungsaufteilung auf den Gleichstrom- und Wechselstromteil beliebig erfolgt. B. Kleinmotorgenerator nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelpolpaarige Motorgenerator in zwei Stück einpolpaarige Motorgeneratoren mit je einem Dauermagnetrotor aufgetrennt ist, wobei die beiden Maschinen so nebeneinander aufgestellt sind, daß ihre Rotoren mit dem Kollektor auf einer gemeinsamen Achse sitzen mit einer derartigen gegenseitigen Lage von Rotor und Feld, daß eine Drehfeldwirkung auf die Achse entsteht. g. Kleinmotorgenerator nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall einer Gleichstromumformung aus Wechselstrom die Wechselspannung der Feldspulen zu an sich bekannten Gleichstromkollektoren geführt werden, von denen die gleichgerichtete Wechselspannung abgenommen werden kann. io. Kleinmotorgenerator nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator aus genormten Transformatorenblechen mit ausgestanzten Rotoröffnungen aufgebaut ist.