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Umlaufende elektrische Kommutatormaschine mit Trommelanker.
Die Erfindung fusst auf der Erkenntnis, dass falls die Anzahl der Pole der Primärwicklung (Feldwicklung) einer elektrischen Kommutatormaschine ein ungerades Vielfaches der Polzahl bildet, für die der Trommelanker gewickelt ist, die in dem induzierten Teil auftretenden elektromotorischen Kräfte sich ebenso zu einer fortlaufenden sinoidalen Zeitkurve zusammensetzen, wie wenn der primäre und sekundäre Teil der Maschine die gleiche Polzahl besitzen würden. Da hiebei das Feld des für die niederste Polzahl gewickelten Ankers auf verschiedene Polzahlen umgeschaltet werden kann, lassen sich die verschiedenartigsten Wirkungen erzielen. So z. B. kann man bei Wechselstromkommutatormotoren durch Umschaltung der Polzahl die Transformator E. M.
K. unter den Bürsten den Anforderungen der Betriebsverhältnisse anpassen, während bei Kommutatorstromerzeugern oder-umwandlern die Klemmenspannung und bei Motoren die Umlaufgeschwindigkeit in weiten Grenzen in wirtschaftlicher Weise geändert werden kann, wobei die Ausnutzung der magnetischen Kraftlinien für jede Polschaltung in dem vollen Masse erreicht wird, wie bei einer normalen Maschine ohne Polumschaltung.
Gemäss der Erfindung arbeitet also ein n X 2polig gewickelter Anker in einem 2 n X 3-, 5,-7-, 9usw. poligen, also n X 6-, 10-, 14-oder 18poligen Felde, wobei dieses sich derart einrichten lässt, dass es auf die verschiedenen, Polzahlen der angegebenen Reihe umgeschaltet werden kann. Die durch die Er-
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stromerzeuger und für Kommutatormasehinen im allgemeinen, z. B. für Glcichstrom-oder Weehselstrom- kommutatormotoren.
Fig. 1 zeigt einen Gleichstrom-Nebenschlussgenerator mit 6poligem Felde und 2poliger Armatur, auf dessen Kommutator zwei diametral gegenüberliegende Bürsten Bi und B2 schleifen. K ist ein Um-
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durch die in der Richtung der einfachen Pfeile verlaufenden Ströme ein 6poliges Feld entsteht, während in der Stellung 11 des Umschalters die Feldspulen N1 und < S'i kurzgeschlossen werden, so dass ein 2poliges Feld N, N-S S entsteht und endlich werden in der Stellung 1 des Umschalters die Feldspulen in Reihe geschaltet unter gleichzeitiger Umkehrung der Stromrichtung in den Spulen und Si, so dass wie dies die mit doppelten Pfeilen angegebenen Stromrichtungen zeigen,
sich an der einen Seite der Bürstenebene lediglich Nordpole, an der andern Seite der Bürstenebene aber bloss Südpole befinden, d. h. das Feld
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Infolgedessen wird der Generator in der Stellung 111 des Umschalters K nur ein Drittel der Spannung liefern, die in der Stellung 1 erzeugt wird. Der Übergang zwischen den einzelnen Spannungsstufen kann durch andere bekannte Mittel, z. B. Widerstandsregelung, bewirkt werden. Diese Polumschaltung lässt sich auch für Generatoren mit Hilfspolen oder Kompensation verwenden.
Fig. 2 zeigt als Beispiel einen Wechselstromreihenschluss-Kommutatormotor mit 6poligem Feld und 2poliger Armatur und zwei diametral gestellte Bürsten. K ist der Polumschalter. Beim Anlassen befindet sich der Polumsehalter in der Stellung I und dementsprechend ist der primäre Teil auf sechs Pole geschaltet. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass beim Anlassen, die infolge der Transformatorwirkung in den durch die Bürsten kurzgeschlossenen Spulen auftretende elektromotorische Kraft im Verhältnis ein Drittel kleiner ist als bei den Motoren gebräuchlicher Bauart, was für die Kommutierung günstiger ist.
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Sobald der als Beispiel angeführte Reihenschlussmotor seine normale Geschwindigkeit erreicht hat, wird der Umschalter K in die Stcl1ung1II gebracht, wodurch der primäre Teil auf zwei Pole umgeschaltet wird. In diesem Falle bezweckt die Polumschaltung keine Änderung der Umlaufgeschwindigkeit, vielmehr soll das Anlassen in der 6poligen Schaltung lediglich die Transformatorwirkung vermindern.
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Bei Kommutatormaschinen hat man in Verbindung mit der der Erfindung gemäss ausgeführten Polumschaltung weder die Stellung, noch die Polarität der Bürsten zu ändern.
So z. B. genügt für sämtliche Polzahlen des Feldes eines 2polig gewickelten Ankers, der gemäss der Erfindung in einem 2-, 6-, 10-, 14-oder 18-poligen Felde laufen kann, ein unter 1800 gestelltes Bürstenpaar und für einen 4poligen Anker sind bei sämtlichen Polzahlen 4-, 12-und 20 des Feldes nur zwei unter 900 gestellte Bürstenpaare erforderlich.
Der Umstand, dass ein oder mehrere Bürstenpaare bei allen Polzahlen mit unveränderter Stellung und Polarität beibehalten werden, ermöglicht leicht die Ausführung der Polumschaltung während des Betriebes.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Umlaufende elektrische Kommutatormaschine mit Trommelanker, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Einzelpole der Primär-oder Feldwicklung ein ungerades Vielfache der Polzahl bildet, für die der Trommelanker gewickelt ist.