Elektrische Maschine mit Hilfsringwicklung. Die Kommutierung elektrischer Maschinen wird oft dadurch ungünstig beeinflusst, dass die gleichmässige Aufteilung des Stromes auf die verschiedenen parallelgeschalteten Bürsten durch irgendwelche Umstände aufgehoben ist. Ist beispielsweise der Übergangswider stand bei den einzelnen Bürsten infolge ver schiedenen Anpressungsdruckes oder infolge nicht gleichmässiger Beschaffenheit des Bür stenmaterials verschieden oder ist die Ein stellung der Bürsten bezüglich der neutralen Achse nicht genügend gleichmässig, so er geben sich bereits sehr wesentliche Unter schiede in der Grösse der von den einzelnen Bürsten zu kommutierenden Ströme.
Dies verursacht an den meist beanspruchten Bür sten erhebliches Feuer. Die Erfindung betrifft eine Anordnung, durch die man beispiels weise eine gleichmässige Aufteilung der zu kommutierenden Ströme auf die einzelnen Bürsten von Gleich- oder Wechselstrom maschinen, mit gommutatortrommelwicklung erreichen kann. Sie kann aber auch sowohl bei Kommutator- als bei andern Haschinen in anderer Weise angewendet werden (siehe unten).
Erfindungsgemäss sind eine oder mehrere das aktive Ankereisen umschlingende, in sich geschlossene Hilfsringwicklungen vorgesehen, deren Windungen über den Ankerumfang derart verteilt sind, dass die gesamte von den die Ringwicklungen durchsetzenden Nutz flüssen induzierte E. M. K. innerhalb jeder Wicklung, von allfälligen unerwünschten Nebenwirkungen abgesehen, gleich Null ist.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar in Fig. 1 das Läufereisen 1 einer elektrischen Maschine, in deren Nuten 2 eine nicht ein gezeichnete gommutatortrommelwicklung un tergebracht ist. Es ist nun ausserdem noch eine in sich geschlossene Ringwicklung 3 vorgesehen, die, wie dargestellt, über das Läufereisen gleichförmig verteilt ist, wobei die Aussenleiter aufeinanderfolgender Win dungen am Grunde aufeinanderfolgenderNuten liegen.
Man sieht, dass diese Ringwicklung für die um die einzelnen Nuten sich schlie ssenden Nutstreuflüsse einen Kurzschluss dar stellt, wobei für die Erzeugung eines Kurz schlussstromes nur die vektorielle Summe sämtlicher Nutstreuflüsse in Frage kommt, die dann einen erheblichen Wert annehmen kann, wenn die Aufteilung der kommutieren den Ströme auf die einzelnen Bürsten un gleichmässig ist. Selbstverständlich könnte diese in sich geschlossene Ringwicklung auch derart angeordnet sein, dass die Aussenleiter aufeinanderfolgender Windungen nicht auch in aufeinanderfolgenden Nachbarnuten des Ankereisens liegen, sondern unter Nichtbe setzung von wenigstens einer Nut in von einander abstehenden Nuten.
Ebenso könnten in einer Nut Leiter mehrerer aufeinander- folgender Windungen der Ringwicklung liegen.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 umfasst die Ringwicklung die Streuflüsse aller Nuten. Dadurch wird die Dämpfung des resultieren den Streuflusses aller kommutierenden Spulen etwas unvollkommen. Diesen Nachteil kann man beseitigen, wenn man gemäss der An ordnung nach Fig. 2 mehrere Ringwicklungen vorsieht, wobei die Windungen jeder Ring wicklung in Nuten (oder Nutgruppen) unter gebracht sind, deren gegenseitiger Winkel abstand dem Winkelabstand der Bürsten atzt Kommutator entspricht.
Man erreicht auf diese Weise, dass jeweils eine Ringwicklung vorhanden ist, deren Aussenleiter nur in Nuten liegen, in denen gerade eine Kommutierung stattfindet, so dass diese Ringwicklung auch nur durch Kommutierungsstreuflüsse induziert wird. Dementsprechend ist auch der Kurz schluss für den durch die Resultierende dieser Kommutierungsstreuflüsse induzierten Strom wesentlich vollkommener.
Fig. 2 zeigt abgerollt ein Läufereisen einer zweipoligen Dreiphasenkommutatorma- schine. Über dem Läufereisen sind die drei Bürsten 4, 5 und 6 der Maschine eingezeich net, die einen gegenseitigen Winkelabstand von 120 haben. Die unter den drei Bürsten liegenden Nuten 7, 8 und 9 enthalten also äussere Leiter, in denen gerade eine Kom- mutierung stattfindet. Zur Dämpfung un gleichmässiger Kommutierungsströme sind nun so viel in sich kurzgeschlossene, voneinander unabhängige Ringwicklungen vorgesehen, als Nuten zwischen zwei benachbarten Bürsten zu liegen kommen.
Von diesen vier Wick lungen des Beispiels nach Fig. 2 sind zwei (10 und 11) dargestellt. Jede einzelne Ring wicklung besteht also in Fig. 2 aus drei hintereinandergeschalteten Windungen.
Die neue Anordnung erweist sich als be sonders zweckmässig, wenn die Kommutator- wicklung zur Herabsetzung der Segment spannung als Mehrfachschleifen- oder Mehr fachwellenwicklung ausgebildet ist. Bei diesen Mehrfachwicklungen werden bekanntlich zwi schen den einzelnen Windungen Ausgleichs leiter vorgesehen, die einerseits an die Stirn verbindungen der einen Wicklung, anderseits an die auf der entgegengesetzten Seite des Läufereisens gelegenen Stirnverbindungen der zweiten Wicklung angeschlossen sind und ausserhalb des magnetischen Flusses verlaufen, wobei sie zum Beispiel in achsialen Ventila tionskanälen im Läufereisen untergebracht sein können.
Diese Vetrtilationskanäle liegen am Innenrande des Läufereisens, so dass sie vom magnetischen Fluss nur noch wenig durchsetzt werden. Bei einer durch die.Kont- tnutierung verursachten ungleichmässigen Stromaufteilung auf die einzelnen Wicklun gen kommen nun in diesen Ausgleichsleitern Ströme zum Fliessen. Diese Ausgleichsströme. verursachen eineu nur im Läufereisen und in dessen Umfangsrichtung sich schliessenden magnetischen Fluss. Dieser Fluss kann dann seinerseits Ströme hervorrufen, die sich über die Lager der elektrischen Maschine schliessen.
Diese Ströme sind bekanntlich für das Lager sehr nachteilig. Ist nun am Läufereisen ge mäss der Erfindung eine Ringwicklung ange bracht, dann wird der genannte schädliche magnetische Fluss, der sich vollständig inner halb dieser Ringwicklung schliesst, durch die letztere weggedämpft.
Die neue Anordnung kann auch bei korn- mutatorlosen Maschinen (Synchron- oder Asyn- chronnraschinen) Anwendung finden, beispiels- weise uni das Auftreten von Lagerströmen zu verhindern. Diese Lagerströme können dann auftreten, wenn der Nutzfluss bei der Verschiebung längs des Ankerumfanges, bei spielsweise infolge Vorhandenseins von Tei lungsfugen im Ständer, sich in der Stärke ändert. Die auf dem aktiven Eisen ange brachte Ringwicklung wirkt nun, wie bereits geschildert, auf diese Schwankungen des Nutz flusses dämpfend ein.
Zur Verminderung des Widerstandes in der Hilfsringwicklung beziehungsweise zur Ausbildung eines möglichst kräftigen Kurz schlussstromes kann man die Hilfsringwick- lung au einen Hilfskommutator anschliessen, auf dem Bürsten derart verteilt und ange ordnet sind, dass diejenigen Windungen der Hilfsringwicklung, die mit den kommutieren den Spulen der Hauptwicklung in denselben Nuten liegen, durch die Bürsten am Hilfs- kommutator kurzgeschlossen werden.
Der Kurzschlussstrom kann sich also unmittelbar in den vom Nutzstreufluss der kommutieren den Spulen durchsetzten Windungen der Ring wicklung schliessen, ohne die andern Win dungen beziehungsweise Verbindungsleitungen durchfliessen zu müssen.
Fig. 3 und 4 der Zeichnung zeigen die oben geschilderte Anordnung. 21 ist die Kom- inutatorhauptwicklung, 22 die mit den Aussen leitern in denselben Nuten untergebrachte, das Ankereisen umschlingende Ringwicklung, deren einzelne Windungen an die Segmente eines Hilfskommutators 23 angeschlossen sind. Die auf dem Hilfskommutator schleifenden Bürsten 24 sind derart verteilt, dass diejeni gen Windungen der Hilfsringivicklung 22, die mit den kommutierenden Spulen der Hauptwicklung 21 in denselben Nuten liegen, durch die Bürsten am Hilfskommutator kurz geschlossen werden.
Die Bürsten 24 sind zur Verbesserung des Kurzschlusses zweckmässig als Metallbürsten ausgebildet.