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Gleichstrominfluenzmaschine Die Erfindung betrifft eine Gleichstrominfluenzmaschine,
die aus einem oder mehreren Ständern mit Erregerpolen und einem oder mehreren Läufern
mit influierten Sektoren besteht. Gegenüber bekannten Maschinen dieser Art besteht
die Erfindung darin, daß im Ständer zwischen je zwei der sämtlich gleiches Vorzeichen
besitzenden Erregerpole Entladepole vorgesehen sind, die alle gleiches Vorzeichen
besitzen, untereinander leitend mit Enladeschleifsegmenten verbunden sind, mit denen
die Sektoren vom Augenblick des Erreichens eines bestimmten Potentials bis zum Zeitpunkt
des Übergangs in die Achse der Entladepole in Berührung kommen, sowie darin, daß
der Ständer Erregerschleifsegmente aufweist, mit denen die Sektoren nach Entladung
vom Augenblick ihres Eintretens in das wirksame Feld der Erregerpole bis zu dem
Augenblick ihres Übergangs in die Achse der Errgerpole in Berührung kommen.
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Der durch die Erfindung erzielte Fortschritt besteht in der restlosen
und augenblicklichen Entladung der influierten Sektoren sowie darin, daß alle nacheinander
influierten Sektoren eine Ladung gleichen Vorzeichens besitzen; dadurch wird eine
hohe Leistung bei gutem Wirkungsgrad erreicht. Weitere Vorteile bestehen in der
Vermeidung der Funkenbildung und folglich in der Schonung der Kontakte sowie in
der Erzielung eines bestimmten Potentials.
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Einige weitere Erfindungsmerkmale gehen aus der Beschreibung hervor.
Dieser wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zugrunde gelegt, bei
dem die Maschine zwei symmetrische Gruppen der oben beschriebenen Organe besitzt.
Das Ausführungsbeispiel ist in den Figuren dargestellt; in diesen zeigen: Fig. i
eine Seitenansicht der Maschine, Fig. z einen durch die Drehachse gelegten Schnitt,
Fig.3 bis 7 einige Einzelheiten der Maschine, Fig. 8 und 9 Schaltbilder, die die
für die Schaltung wesentlichen Verbindungen in Abwicklung zeigen, Fig. io eine abgeänderte
Ausführungsform der Maschine in schematischer Darstellung. Wie aus den Zeichnungen
ersichtlich ist, enthält die Maschine einen Läufer und einen Ständer, die symmetrisch
sind in bezug auf eine Ebene z-2', die senkrecht zur Rotationsachse o-o verläuft
(Fig. i und 2).
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Der Läufer oder Anker besteht aus zwei symmetrischen Gruppen I und
II (Fig. 2). Jede Gruppe (Fig. 3 und q.) ist aus Ankerelementen i zusammengesetzt,
die ihrerseits je
von metallischen Sektoren s gebildet -werden,
die mit einer Isolierschicht q umkleidet und unter sich parallel angeordnet sind.
a Die Fußteile der Sektoren können a größer ausgeführt werden, wie es beispiel-@=
weise in Fig. 5 dargestellt ist, damit eit1:r' größere Widerstandsfähigkeit gegen
seitliche Verbiegung und gegen Zentrifugalkräfte herbeigeführt wird. Die Sektorgruppen,
die ein Ankerelement bilden, können -aus einem einzigen gegossenen Block hergestellt
werden und mit einem der Gußform angepaßten Isolierstoff überzogen werden. Ein solcher
Block ist in Fig, 5 dargestellt, und zwar vor seiner Umkleidung mit dem Isolierstoff.
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Die so gebildeten Ankerelemente werden auf einem Gestell angebracht,
das aus isolierenden Scheiben P, P' (Fig. 2) besteht. Unter sich werden sie mittels
Ringen k zusammengehalten. Die Verbindungselemente p sind kreisförmig angeordnet
und bilden den beweglichen Kollektor.
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Der Ständer besteht aus Erregerpolen I (Fig. r), die mit Entladepolen
D abwechseln, die den Erregerpolen gleichen. Diese Pole sind an einem isolierenden
Gerippe C befestigt, das seinerseits mit dem Gestell fest verbunden ist. Jeder der
Pole besteht, wie aus Fig. 6 zu erkennen ist, aus einer Reihe identischer metallischer
Flächen, zwischen die die Ankerlamellen wie bei einem Drehkondensator eingreifen
(Fig. z)... Die Pole sind breit genug, um gleichzeitig mehrere Ankerelemente i zu
decken. Die in Fig. 6 dargestellten Stifte 'v dienen zur Befestigung am Maschinengestell.
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Gegenüber' den Kollektorbürsten p, p' befinden sich feste isolierende
Scheiben 0, Q', die schräg geschnittene Schleifsegmente.asz,na', ml, m,' für die
Erregung und IL, n', @zl, n1 für die Entladung tragen (Fig. z und 2). Die
beweglichen Kollektorbürsten* laufen über diese Verbindungsstücke. Die Erregerschleifsegmente
m, m' gehen von der neutralen Linie r, r' aus, die: vor den Erregerpolen
I, I'
liegt, und erstrecken sich bis ztir Mitte der Erregerpole (Fig. 8 und
9). Die schräg verlaufenden Entladeschleifsegmente, iz, n beginnen an einer Linie
t, t', an der die Sektoren dasselbe Potential annehmen -wie die Entladepole,
und endigen in der Mitte dieser Pole.
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Die Pole sind in besonderer Weise miteinander verbünden, wie schematisch
in Fig. 8 dargestellt ist. Diese Figur stellt eine Abwicklung der Maschine dar.
Der Pol I ist mit dem Pol I1 durch einen Leiter c verbunden, ebenso der Pol I' mit
dem Pol Ii durch einen Leiter'c`. Der Pol D ist mit dem Pol D1 durch einen Leiter
e verbunden und der Pol D' mit dem Pol D1 durch den Leiter e'.
Außerdem
sind die Erregerpole 1 und I' mit den entsprechenden sie speisenden
Polen D' und D durch Leiter f und f' derart verbunden, #4aß die Maschine
eine Selbsterregungsäüäschinemit paralleler Erregung ist. Die @-egerschleifsegmente
vz, W und in" ini -g@td auch unter sich durch Leiter d und dl verbunden, die entweder
geerdet sind oder nicht. b, b' sind die Stromabnahmeklemmen, die mit den Entladepolen
verbunden sind.
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Die Maschine arbeitet wie folgt: Die Sektoren s, s', die dem Einfluß
der Erregerpole I, I' unterworfen sind und miteinander durch die Erregerschleifsegmente
m, yri und die Leitung d verbunden sind, laden sich mit Elektrizitäten entgegengesetzten
Vorzeichens auf. Der Erregerpol I, der beispielsweise negativ geladen ist, induziert
eine positive Ladung, während der Erregerpol I', der positiv geladen ist, eine negative
Ladung induziert. Diese Induktion findet statt von dem Augenblick an, in dem die
Träger in das Feld einbtreten, und zwar weil von diesem Augenblick an die Erregerschleifsegrnente
in, und m,' die Träger s, s' miteinander in Verbindung bringen. Die Induktion schreitet
dann anwachsend fort, bis die Sektoren in der Mitte der Erregerpole angelangt sind.
In diesem Augenblick hat die Induktion einen Maximalwert erreicht, und die Sektoren
trennen sich von den Erregerschleifsegmenten und sind nicht mehr mit diesen verbunden.
Die auf den Sektoren des Ankers induzierten Ladungen sind um so größer, je besser
die induzierenden Flächen die Ankerkörper einhüllen.
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Von dem Augenblick an, in dem die Kontaktbürsten des Kollektors die
Erregerschleifsegmente m und m' verlassen und sich von den Erregerpolen entfernen,
steigt nach bekannten Gesetzen das Potential der Ladungen, die in den von den Kontaktbürsten
bestrichenen Sektoren induziert worden sind. An derjenigen Stelle, an der das Potential
der Sektoren die Nutzspannung erreicht, die hier diejenige der Entladepole D, D'
ist, das heißt-gerade auf der Linie t, t', treten die Kontaktbürsten p mit
den Entladeschleifsegmenten n,. n' in Berührung, die mit den Polen D, D'
in Verbindung stehen. Die Entladung vollzieht sich während der ganzen Zeit, während
der die Sektoren mit den Entladeschleifsegmenten über die Bürsten in Berührung stehen.
Die Entladung würde vollständig sein, wenn die Pole D, D' vollständig die
Sektoren bedecken würden.
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Dieselben Vorgänge spielen sich ab, wenn die Sektoren vor den Erregerpolen
I, und I1 erscheinen. Dann treten die Entladungspole DI, DL' in Tätigkeit usw. Die
Vorgänge spielen sich gleichzeitig in den verschiedenen Gruppen der Erregerpole
und der Entladungspole
ab, so daß sich die positiven und negativen
Ladungen der verschiedenen Pole addieren. Die positiven und negativen Elektrizitätsladungen,
die durch die Pole D, D'
gesammelt werden, werden von den Stromabnahmeklemmen
b, b' abgeführt.
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Anstatt die Verbindungen so anzuordnen, Wie es in Fig. 8 dargestellt
ist, kann man sie auch in der in Fig.9 gezeigten Weise anbringen. Bei dieser Anordnung
sind alle Erregerpole mit demselben Vorzeichen unter sich verbunden und werden von
einem einzigen Paar von Entladungspolen gespeist. Die anderen Entladungspole speisen
die Stromabnahmeklemmen. Auf diese Weise wird eine selbsterregende Maschine geschaffen
mit unabhängiger Erregung.
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Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung enthält die Maschine
nur einen einzigen Anker, der eine Gruppe I oder II der oben. beschriebenen Art
aufweist, wobei die Erregerpole auf beiden Seiten einer durch die Rotationsachse
des Ankers gelegten Ebene y, y' angeordnet sind (Fig. io). Die Erregerpole einer
Seite Il, I2, I3 sind alle positiv geladen und die der anderen Seite 1i , L', Is
alle negativ. Die Entladepole D wechseln mit diesen Erregerpolen ab. In diesem Falle
erhalten die Anker immer Ladungen gleichen Vorzeichens während einer halben Umdrehung
und immer Ladungen des entgegengesetzten Vorzeichens während der anderen halben
Umdrehung.