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Kollektoranker für mehrpolige Einphasenmaschinen.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ankerwicklungen für Dynamomaschinen und insbesondere auf Ankerwicklungen für durch Wechselstrom betriebene Motoren.
Gegenstand der Erfindung ist eine derartige Anordnung der Ankerwicklung und Aufbringung derselben auf den Kern, dass Funkensprühen am Kommutator, welches bei Kurzschluss der Ankerspulen durch die Kommuatorbürsten entsteht, wesentlich verringert oder überhaupt ohne Anwendung von Widerständen zwischen den Ankerwicklungen und den Kommutatorsegmenten vermieden wird. einphasenwechselstrommotoren werden manchmal als Kommutatormotoren angelassen und bei Erreichung einer entsprechenden Ganggschwindigkeit als Induktionsmotoren betrieben, wobei in letzterem Falle die Ankerwicklungen kurzgeschlossen sind, sodass geschlossene, sekundäre Stromkreise entstehen.
Zu diesem Zwecke wurde auch schon vorgeschlagen, die Zahl der Feldpole bei uebergang von der Kommutator-zur Induktionsform deä Motors zu ändern und die Ankerwicklungen mit Querverbindungen zwischen Stellen zu versehen, welche beim Betrieb
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triebe als Kommutatormotor induziert das wechselnde Feld elektromotorische Kräfte in den Ankerspulen. welche durch die Kommutatorbürsten kurz geschlossen sind und die Folge hievun ist häufig starkes Funkensprühen am Kommutator.
Insofern als die induzierten, elektromotorischen Kräfte dem Werte nach direkt proportional sind der Zahl der Windungen der durch jede der Bürsten kurzgeschlossenen Ankerwicklung, kann eine Verringerung dieser induzierten, elektro- motorischen Kräfte eintreten, zum Zwecke, der Verringerung des Funkensprühens am Kommutator u. zw. wird dies durch eine grössere Zahl von Kommutatorsegmenten und durch entsprechende Verminderung der Anzahl der Windungen zwischen aneinanderliegenden Kommutatorsegmenten erzielt. Hiebei hat es sich als zweckmässig erwiesen eine Anzahl von Ankerspulen in jedem der Kernschlitze anzuordnen, um zu keiner zu grossen Zahl von Kernschlitzen und zu keinem zu grossen Ankerdurchmcsser zu gelangen.
Wenn Querverbindungen der genannten Art verwendet werden, so wird eine Anzahl von
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gennger sein als die Zahl der Polpaare der Maschine oder es kann selbst ein einziges Bürstenpaar verwendet werden, obgleich dif Strome in den geschlossenen, sekundären Ankerstromkreisen, welche durch die Bürsten gebildet werden, an Stärke entsprechend zunehmen.
Es ist auch bekannt, hohe Widerstände zwischen der Ankerwicklung und den Kommutatorsegmenten einzuschalten, um eine Verminderung der Stärke, der durch diese geschlossenen Stromkreise fliessenden Ströme zu erzielen. Solche Widerstände jedoch nehmen einen bedeutenden Raum im Ankeraufbau ein und sind auch in anderer Hinsicht unerwünscht.
Nach vorliegender Erfindung nun sind die Ankerspulen in Gruppen geteilt u. zw. umfasst jede Gruppe an drei oder mehrere Kommutatorsegmente angeschlossene Spulen. Ferner sind Querleiter vorgesehen, welche die Klemmen jener Spulengruppen verbinden, die beim Betriebe
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segmenten verbunden ist noch parallel zu dieser Spule geschalteter Leitung umfasst, von welchen eine die übrigen Spulen der in Kommutation befindlichen Gruppe enthält, welche in Reihenshaltung mit jeder der anderen Spulengruppen verbunden sind.
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die Bürsteilbreite nur so gross ist, dass die Bürsten an nicht mehr als zwei Kommutatorsem nten liegen können.
Die Klemmen der Spulengruppen, welche sich gegenüber den Feldpolen gleicher Polarität (im Falle des achtpoligen Feldes) in analog liegenden Schlitzen befinden, sind mittelst Querleitungen 15, 16, 17 etc. verbunden, deren Zahl gewöhnlich gleich ist der Zahl der Anker- kernschlitzedividiert durch die geringere Anzahl der Feldpole. Im vorliegenden Falle sind 36 Ankerkcrnschlitze und neun Querleitungen vorhanden. Der Feldmagnet kann vier Spulen
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ordnung besitzen, dass für das Anlassen und geringe Ganggeschwindigkeit acht Pole für hohe Ganggeschwindigkeit jedoch vier Pole gebildet werden. Der Wechsel von acht zu vier Polen kann durch Umschalter 22. 2 und 24 erzielt werden, welche zweckmässig bei Erreichung t-iner vorbestimmten Motorgeschwindigkeit automatisch zur Betätigung gelangen.
Ans Kig. l ist ersichtlich, dass die Querleiter 1. 5, 16, 17 etc. beim Betriebe als Kommutator-
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gleiche Polarität besitzen wie bei Betrieb mit 4 bezw. 8 Polen. Die Spule 29 der Gruppe 25 wird unmittelbar durch die Bürste 74 kurz geschlossen und die Spulengruppen 26. 27 und 28 sind in einen geschlossenen Stromkreis parallel geschaltet, welcher Stromkreis auch die übrigen
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in den Spulengruppen 26, 27 und 28 durch das wechselnde Feld induzierten elektromotorischen Kräfte besitzen die gleiche Richtung, sind jedoch den in den Spulen 30 und 31 der Gruppe 2. j
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der vorstehend auseinandergesetzte. Enekt erzielt wird.
Es ist leicht einzusehen, dass nicht nur die Anzahl der Querverbindungen wesentlich vermindert ist, sondern dass auch durch entsprechend genaue Bemessung der Widerstände der Ankerspulen die Notwendigkeit der Anordnung von Bleiwiderständen gänzlich entfällt, da Teile der Wicklung deren Funktion übernehmen.. Die angeführten Zahlen der Ankerkernschlitze, Kommutatorsegmente, Querleiter und Feldpole sind nur als für den Zweck der Erläuterung gewählte Beispiele zu betrachten und können mannigfach abgeändert werden, um den jeweilig
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dass vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abgewichen würde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kollektor-Anker für mehrpolige Einphasenmaschinen, dessen Wicklung aus einer Anzahl in Gruppen in den Kernschlitzen angeordneter und mit Querleitungen versehener Spulen besteht, wodurch die Anzahl der Bürsten kleiner als die Anzahl der Pole ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querleitungen (z.
B. 15, 16 Fig. 3) die End-Klemmen von Spulengruppen (25. 26, 27,''8) verbinden, von denen jede mit drei oder mehr Kollektorsegmenten verbunden ist, wobei die Funkenbildung dadurch vermindert wird, dass mit der Spulengruppe, in deren Spulen der Strom beim Übergang der Bürste yon einem Kommutatorsegment zum nächsten gewendet wird, die untereinander parallel geschalteten übrigen Spulengruppen in Bezug auf den Kurzschlusskreis in Serie geschaltet sind.
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Collector anchor for multi-pole single-phase machines.
The present invention relates to armature windings for dynamo machines and, more particularly, to armature windings for AC powered motors.
The subject of the invention is such an arrangement of the armature winding and its application to the core that spark spraying on the commutator, which occurs when the armature coils are short-circuited by the commuator brushes, is significantly reduced or avoided at all without the use of resistors between the armature windings and the commutator segments. Single-phase AC motors are sometimes started as commutator motors and, when a corresponding speed is reached, operated as induction motors, in the latter case the armature windings are short-circuited so that closed, secondary circuits are created.
For this purpose, it has already been proposed to change the number of field poles when changing from the commutator to the induction mode of the motor and to provide the armature windings with cross connections between points which occur during operation
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drive as a commutator motor induces the changing field electromotive forces in the armature coils. which are short-circuited by the commutator brushes and the consequence is often strong sparking on the commutator.
Insofar as the induced electromotive forces are directly proportional in value to the number of turns of the armature winding short-circuited by each of the brushes, a reduction in these induced electromotive forces can occur for the purpose of reducing the sparking on the commutator and the like. between this. This is achieved by a larger number of commutator segments and by a corresponding reduction in the number of turns between adjacent commutator segments. In this case, it has proven to be expedient to arrange a number of armature coils in each of the core slots in order to avoid an excessively large number of core slots and an armature diameter that is not too large.
If cross connections of the type mentioned are used, then a number of
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be less than the number of pole pairs of the machine or even a single pair of brushes can be used, although dif currents in the closed, secondary armature circuits, which are formed by the brushes, increase in strength accordingly.
It is also known to connect high resistances between the armature winding and the commutator segments in order to reduce the strength of the currents flowing through these closed circuits. Such resistors, however, occupy a significant amount of space in the armature structure and are undesirable in other respects as well.
According to the present invention, the armature coils are divided into groups and. zw. Each group comprises coils connected to three or more commutator segments. Cross conductors are also provided, which connect the terminals of those coil groups that are used during operation
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segments connected is also includes a line connected in parallel to this coil, one of which contains the remaining coils of the group in commutation, which are connected in series with each of the other coil groups.
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the width of the brush part is only so large that the brushes cannot lie on more than two commutator segments.
The terminals of the coil groups, which are located in analogous slots opposite the field poles of the same polarity (in the case of the eight-pole field), are connected by means of cross lines 15, 16, 17 etc., the number of which is usually equal to the number of armature core slots divided by the lower number of field poles. In the present case there are 36 anchor slots and nine cross lines. The field magnet can have four coils
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order that eight poles are formed for starting and low speed, but four poles for high speed. The change from eight to four poles can be achieved by changeover switches 22, 2 and 24, which are expediently actuated automatically when t-in a predetermined motor speed is reached.
To the Kig. l it can be seen that the transverse conductors 1. 5, 16, 17 etc. when operated as commutator
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have the same polarity as when operating with 4 respectively. 8 Poland. The coil 29 of the group 25 is directly short-circuited by the brush 74 and the coil groups 26, 27 and 28 are connected in parallel in a closed circuit, which circuit is also the others
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electromotive forces induced in coil groups 26, 27 and 28 by the alternating field have the same direction, but are those in coils 30 and 31 of group 2. j
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the one discussed above. Enekt is achieved.
It is easy to see that not only the number of cross-connections is significantly reduced, but also that the need for the arrangement of lead resistors is completely eliminated by appropriately dimensioning the resistances of the armature coils, since parts of the winding take over their function. The numbers given for the armature core slots , Commutator segments, transverse conductors and field poles are only to be regarded as examples selected for the purpose of explanation and can be varied in many ways to suit the respective
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that would depart from the subject matter of the present invention.
PATENT CLAIMS:
1. Collector armature for multi-pole single-phase machines, the winding of which consists of a number of coils arranged in groups in the core slots and provided with cross lines, whereby the number of brushes is smaller than the number of poles, characterized in that the cross lines (e.g.
15, 16 Fig. 3) connect the end terminals of coil groups (25, 26, 27, '' 8), each of which is connected to three or more collector segments, the sparking being reduced by contacting the coil group , in whose coils the current is turned when the brush passes from one commutator segment to the next, the other coil groups connected in parallel with one another are connected in series with respect to the short circuit.