DE967410C - Gleichstrom-Querfeldgenerator - Google Patents

Description

• Gleichstrom-Querfeldgenerator Der bekannte, vielfach als Verstärkermaschine benutzte Querfeldgenerator der Amplidynebauart, der beispielsweise in Fig. I und 2 in der Ausführungsform für zweipoligen Anker dargestellt ist, besitzt bekanntlich einen Nutzbürstensatz 4, 5 und einen hierzu um 9o elektrische Grade versetzten Kurzschlußbürstensatz 2, 3. Jeder Pol ist in zwei Teilpole zerlegt, so daß der Ständer die doppelte Zahl von Polkernen besitzt, als der Ankerwicklung entspricht. Dabei ist die Ankerwicklung die bei normalen Gleichstrommaschinen übliche, also eine Wellen- oder Schleifenwicklung mit Durchmesserschritt. Ferner ist für diese Maschinenart charakteristisch, daß das in Richtung der Nutzbürstenachse 4-5 sich ausbildende Ankerfeld durch eine auf allen Polen liegende Kompensationswicklung 7 möglichst vollkommen aufgehoben wird und daß, in gleicher Richtung wirkend, die fremderregte primäre Steuerwicklung 6 ebenfalls auf allen Polkernen liegt. Zu den genannten Wicklungen treten gegebenenfalls weitere, in Richtung der Kurzschlußbürstenachse geschaltete Wicklungen, z. B. die Nebenschlußwicklung B.
• Diese Maschinenart besitzt den Vorzug schnellen Ansprechens bei Regelvorgängen und ergibt ein hohes Verstärkungsverhältnis zwischen abgegebener Nutzleistung und primär zugeführter Steuerleistung. Ihr Nachteil liegt in der verwickelten Bauart als Folge der großen Zahl von Wicklungen auf den zahlreichen Teilpolen. In Fig.2 sind die oben bezeichneten Einzelwicklungen durch Pfeile angedeutet, die gleichzeitig die Richtung der diesen Wicklungen entsprechenden Felder darstellen. Man erkennt, daß sich die magnetomQtorischen Kräfte in zwei Polkernen addieren, während sie sich in zwei anderen Kernen voneinander subtrahieren. Hierdurch entsteht eine starke ungleichmäßige magnetische Beaufschlagung der Polkerne und damit eine schlechte Ausnutzung der Maschine.
• Das durch den über die Bürsten 4, 5 fließenden Nutzstrom erzeugte Ankernutzstromfeld liegt in Richtung der Achse b-b. Es wird, wie oben angegeben, durch die Kompensationswicklung 7 im Anker aufgehoben. Das Feld des über die Bürsten 2, 3 fließenden Kurzschlußstromes fällt in die Richtung der Achse a-a und bildet sich am Ankerumfang unter Zugrundelegung einer überall gleichmäßigen Luftspaltbreite nach dem in Fig.4 dargestellten Linienzug g, h, i, k, L, m, n, o aus.
• Die Erfindung vereinfacht den vorstehend beschriebenen Querfeldgenerator dadurch, daß die Ankerwicklung als Schleifenwicklung mit einem der Polzahl 2p des Ständers entsprechenden Wicklungsschritt ausgeführt ist, und daß die Ständerwicklungen in zwei Spulengruppen geteilt sind, wobei die eine, auf p Polen befindliche Spulengruppe ein Feld in Richtung der Arbeitsbürstenachse und die andere, auf den dazwischenliegenden p Polen befindliche Spulengruppe ein Feld 'in Richtung der Kurzschlußbürstenachse erzeugt.
• Die Erfindung ist in der Fig.3 in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
• Aus der Fig. 3 ersieht man, daß die Gesamtzahl der Bürsten bei der erfindungsgemäßen Amplidyne 2p beträgt, aufgeteilt in p Nutzbürsten und p dazwischenliegende Kurzschlußbürsten. Ferner sind, Wie Fig. 3 zeigt, die Wicklungen des Ständers in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine Gruppe ist auf die Polkerne gelegt, welche sich in Richtung. der Achse der Nutzbürsten 4, 5 befinden, die zweite Gruppe auf die Polkerne in Richtung der Achse der Kurzschlußbürsten 2, 3. Hat der Generator die Grundschaltung dei Fig. I, so wird in der Bauart nach der Erfindung bei Verwendung einer Maschine mit vier Polen im Ständer die Ankerwicklung I ebenfalls vierpolig, also normal gewickelt. Der über den in Fig.3 vertikal liegenden Kurzschlußbürstensatz 2, 3 gehende Ankerstrom erzeugt ein Ankerfeld in Richtung der Achse 2, 3. Dabei wird dieses Ankerfeld nur von den Strömen erregt, die in den Ankerleitern fließen, welche entlang den von den Sehnen e und f abgeschnittenen Kreisbögen liegen. Dies entspricht dem Feld, das sich bei einer normalen vierpoligen unerregten Gleichstrommaschine ausbildet, bei der man einen Strom über eine Plusbürste zu- oder über eine andere Plusbürste abführt. In beiden Fällen nimmt das Feld am Ankerumfang unter Zugrundelegung einer überall gleichmäßigen Luftspaltbreite die Form des Linienzuges g, k, k, 1, n, o der Fig. 4 an. In ähnlicher Weise würde sich das von dem über die Bürsten 4, 5 fließenden Nutzstrom erregte Ankerfeld in der horizontalen Achse ausbilden; doch wird dieses, wie bei der normalen Amplidyne, durch die Kompensationswicklung 7 aufgehoben. In gleicher Richtung wie die Kompensationswicklung 7 wirkt das Fremderregerfeld 6. Der in Fig. 3 dargestellte neue Generator benötigt also ein vierpoliges Gehäuse, einen vierpolig gewickelten Anker und vier Bürsten, von denen die Bürsten 2 und 3 den Kurzschlußibürstensatz, die Bürsten 4 und 5 den Nutzbürstensatz bilden. Auf den zwei (in Fig. 3) horizontalen Polen sind die Wicklungen 6 und 7 und auf den zwei (in Fig.3) vertikalen Polen die Nebenschlußwicklung, 8 angeordnet. Man erkennt beim Vergleich mit der Wicklung der normalen Amplidyne nach Fig. 2 die wesentliche Vereinfachung der neuen Maschine, die sich hier aus den Elementen einer normalen Maschine zusammensetzt.
• Die Anwendung der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das in der Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr bei Maschinen beliebiger Polzahl angewendet werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Gleichstrom-Querfeldgenerator mit Ankererregung, Arbeitsbürsten, Kurzschlußbürsten und einer Kompensationswicklung zur Aufhebung des vom Arbeitsstrom erzeugten Ankerfeldes (Amplidyne), dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwicklung als Schleifenwicklung mit einem der Polzahl --,p des Ständers entsprechenden Wicklungsschritt ausgeführt ist und daß die Ständerwicklungen in zwei Spulengruppen geteilt sind, wobei die eine, auf p Polen befindliche Spulengruppe ein Feld in Richtung der Arbeitsbürstenachse und die andere, auf den dazwischenliegenden p Polen befindliche Spulengruppe ein Feld in Richtung der Kurzschlußbürstenachse erzeugt.
2. 2. Generator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein normaler, vierpoliger Anker mit einem vierpoligen Ständer so zusammengebaut ist, daß zwei räumlich gegenüberliegende Bürsten einen zweipoligen Hauptbürstensatz (4, 5), die zwei anderen Bürsten einen zweipoligen Kurzschlußbürstensatz (2, 3) bilden und daß auf zwei gegenüberliegenden ungleichnamigen Polen die fremderregte Steuerwicklung (6) und die Kompensationswicklung (7) und -auf den zwei dazwischenliegenden ungleichnamig erregten Polen in der Kurzschlußbürstenachse eine Nebenschlußerregung (8) angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 161459, 527 321; britische Patentschrift Nr. 519 538; Journal of the Inst. of El. Eng., 85 (i939) S. 370 bis 393, insb. S. 387 und 388. Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 903 483.