DE1282778B - DC machine with device for field weakening - Google Patents

Description

Gleichstrommaschine mit Einrichtung zur Feldschwächung Bekanntlich kann die Drehzahl einer Gleichstromnebenschlußmaschine unter anderem durch Änderung des Hauptpolfeldes variiert werden. Gewöhnlich wird von einer Feldschwächung gesprochen (Drehzahlerhöhung), da man gedanklich von der normal erregten Maschine ausgeht. Diese Feldschwächung kann dadurch erzeugt werden, daß der Erregerstrom herabgesetzt wird. Eine solche Maßnahme ist insbesondere bei großen Erregerströmen kostspielig und kann, da sie über stufenweise geschaltete Widerstände vorgenommen wird, auch nur stufenweise durchgeführt werden.DC machine with device for field weakening is known can change the speed of a DC shunt machine, among other things of the main pole field can be varied. Usually one speaks of a field weakening (Increase in speed), because the concept of the normally excited machine is assumed. This field weakening can be generated by reducing the excitation current will. Such a measure is expensive, especially with large excitation currents and can, since it is done via stepwise switched resistors, too can only be carried out in stages.

Es ist auch bereits bekannt, sich zur Änderung des wirksamen Magnetflusses rein mechanischer Mittel zu bedienen.It is also already known to change the effective magnetic flux purely mechanical means to operate.

So wird nach der deutschen Patentschrift 438 981 vorgeschlagen, im Polkern magnetische Zwischenstücke zu verschieben, um dadurch den für den Magnetfluß wirksamen Querschnitt zu verändern. Solche Konstruktionen sind jedoch schwer bewegbar und kompliziert, so daß im allgemeinen Konstruktionen mit verstellbaren, den Polen zugeordneten Polschuhen vorherrschen.According to German patent specification 438 981 , for example, it is proposed to move magnetic spacers in the pole core in order to thereby change the cross section effective for the magnetic flux. However, such constructions are difficult to move and complicated, so that in general constructions with adjustable pole pieces associated with the poles predominate.

Nach der USA.-Patentschrift 996 253 ist es bereits bekannt, den Magnetfluß dadurch zu ändern, daß zwischen Anker und Polkern ein verdrehbarer, hohlzylindrischer Ring mit daran befestigten asymmetrischen Polschuhen besonderer Gestaltung Verwendung findet. Diese Polschuhe weisen jeweils eine dem Anker zugewandte konzentrische Fläche und eine dem Polkern zugeordnete, aus mehreren Radien zusammengesetzte Stoßfläche auf, wodurch sich bei entsprechender Gestaltung des Polkerns zwischen diesem und der Stoßfläche des Polschuhes ein vom Grad der Verdrehung des Polschuhringes abhängiger variabler Luftspalt ergibt. Der Aufwand zur Herstellung der besonderen erforderlichen Kurvenformen ist jedoch unverhältnismäßig groß.After USA. Patent 996 253 it is previously known to change the magnetic flux in that particular design is used between the armature and the pole core, a rotatable hollow-cylindrical ring having attached thereto asymmetrical pole pieces. These pole pieces each have a concentric surface facing the armature and an abutment surface composed of several radii assigned to the pole core, which results in a variable air gap between this and the abutment surface of the pole piece depending on the degree of rotation of the pole piece ring when the pole core is designed accordingly. However, the effort required to produce the particular curve shapes required is disproportionately large.

Durch die deutsche Patentschrift 217 597 oder die USA.-Patentschrift 1072 647 ist es für Gleichstrommaschinen auch schon bekannt, die Polschuhe geteilt und zueinander bewegbar zu halten. Hierbei wird der Magnetfluß in seiner Größe selbst nicht verändert, sondern es werden veränderbare Nebenschlußpfade geschaffen, die das Feld schwächen. Auch hier ist generell ein erheblicher Aufwand an Verstellmitteln zu treiben.From the German patent specification 217 597 or the USA patent specification 1072 647, it is already known for direct current machines to keep the pole shoes divided and movable relative to one another. Here, the size of the magnetic flux itself is not changed, but variable shunt paths are created that weaken the field. Here, too, a considerable amount of adjustment means is generally required.

Die Erfindung weist nun einen Weg, wie auf besonders einfache Art die allgemeine Aufgabe der Feldschwächung bei unverändertem Erregerstrom gelöst werden kann, wobei nur noch sehr geringe Verstellwege erforderlich sind, um zu maximalen Geschwindigkeitsänderungen zu gelangen.The invention now shows a way how in a particularly simple way solved the general task of field weakening with unchanged excitation current can be, with only very small adjustment paths are required to achieve maximum Speed changes to arrive.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Gleichstrommaschine, bei der über einen verdrehbaren hohlzylindrischen Ring, an dem Polschuhe befestigt sind, der Magnetfluß der Pole veränderbar ist, nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die gegenüberliegenden Flächen zwischen Polkern und Polschuh konzentrisch zum Anker der Maschine verlaufen und mit Nuten gleicher Teilung versehen sind.To solve this problem, in a DC machine, at which has a rotatable hollow cylindrical ring to which pole pieces are attached, the magnetic flux of the poles is changeable, proposed according to the invention that the opposite surfaces between pole core and pole piece concentric to the armature the machine and are provided with grooves of the same pitch.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Ständer besteht aus dem Joch 1, den Polkernen 2 und den Erregerwicklungen 3. Der Anker ist mit 4 bezeichnet. Die Polschuhe 5 sind zu einem einzigen hohlzylinderförmigen Ring 6 miteinander verbunden. Die Konstruktion kann beispielsweise in der Weise ausgeführt sein, daß die aus Segmenten geschichteten Polschuhe an ihren Stirnseiten durch massive Ringe aus nicht magnetisierbarem Material verbunden sind. Axiale Bolzen durch die Polschuhe können der Konstruktion weitere Festigkeit verleihen.F i g. 1 shows an embodiment of the invention. The stator consists of the yoke 1, the pole cores 2 and the excitation windings 3. The armature is denoted by 4. The pole shoes 5 are connected to one another to form a single hollow cylindrical ring 6. The construction can be designed, for example, in such a way that the pole pieces, which are layered from segments, are connected at their end faces by solid rings made of non-magnetizable material. Axial bolts through the pole pieces can add strength to the construction.

Die sich gegenüberliegenden Flächen von Polschuhen und Polkernen sind mit Nuten 7 und 8 gleicher Teilung versehen. In der in der Figur dargestellten Stellung des Polschuhringes 6 ist der magnetische Widerstand des magnetischen Kreises am geringsten und der magnetische Fluß folglich am größten. Dreht man die Polschuhzylinder so, daß die Nuten von Polkern und Polschuhzylinder nicht mehr einander gegenüberliegen, so vergrößert sich der magnetische Widerstand und erreicht ein Maximum, wenn der Polschuhzylinder um eine halbe Nutteilung gedreht worden ist. Mit wachsendem magnetischem Widerstand wird der magnetische Fluß bei gleichem Erregerstrom kleiner. Man kann also durch Drehung des Polschuhzylinders das Feld verändern, ohne den Erregerstrom selbst zu verändern.The opposing surfaces of pole pieces and pole cores are provided with grooves 7 and 8 with the same pitch. In the position of the pole shoe ring 6 shown in the figure, the magnetic resistance of the magnetic circuit is lowest and the magnetic flux is consequently greatest. If the pole shoe cylinder is rotated so that the slots of the pole core and the pole shoe cylinder are no longer opposite one another, the magnetic resistance increases and reaches a maximum when the pole shoe cylinder has been rotated by half a slot pitch. With increasing magnetic resistance, the magnetic flux becomes smaller for the same excitation current. So you can change the field by rotating the pole shoe cylinder without changing the excitation current itself.

Die Konstruktion kann auch dahin verändert werden, daß gleichzeitig ohne Verwendung von Wendepolen ein Wendefeld erzeugt wird. Zu diesem Zweck werden die Polschuhe in Umfangsrichtung erheblich verlängert. Der verlängerte Polschuh enthält eine weitere Gruppe von Nuten auf der dem Luftspalt abgewandten Seite, deren Zahl und Teilung mit der Nutengruppe am Polkern übereinsfi:mmt.The construction can also be changed so that at the same time without using reversing poles a turning field is generated. To this For this purpose, the pole shoes are considerably lengthened in the circumferential direction. The extended The pole piece contains another group of grooves on the one facing away from the air gap Side whose number and pitch match the group of slots on the pole core.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Variante der Erfindung. Die Polschuhe sind in einer Umfangsrichtung erheblich verlängert und reichen bis in den Bereich der neutralen Zone. Auf der dem Luftspalt abgewandten Seite der Polschuhe ist eine weitere Gruppe von Nuten 9 vorgesehen. Nutenzahl und Nutenteilung dieser Gruppe stimmen mit der Nutengruppe im Polkern überein.- Bei der in der F i g. 2 dargestellten Stellung des Polschuhzylinders wird ein Wendefeld erzeugt, das eine einwandfreie Kommutierung ermöglicht, wenn die Maschine in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung umläuft. Die Feldschwächung kann wieder vorgenommen werden durch Variation der WinkeRage des Zylinderringes um eine halbe Nutteilung. Soll die Maschine in entgegengesetzter Ri#htqng umlaufen,- so- wird der Zyaderring im Sinne der Zeichnung so weit nach rechts gedreht, bis die Nutgruppe 9 unter dem Polkern liegt.-F i g. 2 shows an embodiment of this variant of the invention. The pole shoes are considerably elongated in one circumferential direction and extend into the area of the neutral zone. A further group of grooves 9 is provided on the side of the pole shoes facing away from the air gap. The number of slots and slot pitch of this group match the slot group in the pole core . The position of the pole shoe cylinder shown in FIG. 2 generates a turning field which enables perfect commutation when the machine rotates in the direction indicated by the arrow. The field weakening can be carried out again by varying the angular position of the cylinder ring by half a groove pitch. If the machine is to rotate in the opposite direction, - the Zyaderring is rotated to the right in the sense of the drawing until the groove group 9 is below the pole core.

Claims (2)

Patentanspräche: 1. Gleichstrommaschine, bei der über einen verdrehbaren hohlzylindrischen Ring, an dem Polschuhe befestigt sind, der Magnetfluß, der Pole veränderbar 'ist, dadurch gekennz e i c h n e t, daß die gegenüberliegenden Flächen zwischen Polkern und Polschuh konzentrisch zum Anker der Maschine verlaufen und mit Nuten gleicher Teilung versehen sind. Patent claims: 1. DC machine, in which the magnetic flux, the pole changeable 'is fixed via a rotatable hollow cylindrical ring to which pole pieces are attached, characterized in that the opposite surfaces between the pole core and the pole piece are concentric to the armature of the machine and with grooves are provided with the same pitch. 2. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe einseitig in Umfangsrichtung bis in den Bereich der neutralen Zone verlängert- sind--und -dort eine -weitere Gruppe von Nuten auf der dem Luftspalt abgewandten Seite besitzen, deren Zahl und Teilung mit der Nutengrupp6 am Polkern übereinstimmt, und daß die Verlängerung so ausgelegt ist, #daß sich ein Wendefeld ergibt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 217 597, 438 981; französische Patentschrift Nr. 384 322;-USA.-Patentschriften Nr. 996 253, 1072 647. - 2. DC machine according to claim 1, characterized in that the pole shoes are extended on one side in the circumferential direction up to the area of the neutral zone - and there have another group of grooves on the side facing away from the air gap, their number and division with the Nutengrupp6 on the pole core coincides, and that the extension is designed so that # a turning field results. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 217 597, 438 981; French patent specification No. 384 322; -USA patent specification No. 996 253, 1072 647. -