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VERFAHREN ZUR VERLUSTMINDERUNG IN ELEKTRISCHEN EINPOLANTRIEBEN UND
AUF DIESEM VERFAHREN BERUHENDE EINPOLANTRIEBE Die Erfindung gehört zum Gebiet der
elektrischen Antriebe unter Verwendung des Generator-Motor-Systems stoßfreien Geschwindigkeitsregelung
in weiten Bereichen und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Verlustminderung
Ln elektrischen Einpolantrieben sowie die auf Grund dieses Verfahrens entwickelten
Einpolantriebe.
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Die Erfindung kann man in Maschinen verwerten, wo ein kompaktes Aggregat
verlangt wird, das auch unter Belastung eine stoßfreie Änderung der Übersetzungszahl
der Wellen gewährleistet u. zw. in Kraftwagen, Traktoren, Diesellokomotiven, Erd-
und Straßenbaumaschinen, Werkzeugmaschinen, Walzwerken sowie in anderen technologischen
und Transportmaschinen.
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Unter den verschiedenen Einrichtungen zur Regelung der tbersetzungszahl
der Wellen hat sich ia der Steuerung der elektrische Antrieb am besten bewährt,
da er ein automatisches Regeln der Übersetzung zwischen dem Antriebsmotor und dem
Arbeitsorgan entsprechend den verädnderlichen Betriebsbedingungen der maschine ermöglicht.
Darum hat dieser Antrieb vor allem in solchen Maschinen eine weitgehende Anwendung
gefunden, wo die leistungsabgabe Hunderte und Tausende Kilowatt beträgt.
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Die Abmessungen, das Gewicht und die Gestehungskosten der Maschinen,
aus welchen dieser elektrische Antrieb besteht, beschranken jedoch die Möglichkeit
seiner Anwendung in schwächeren Getrieben, insbesondere in Kraftwagen und Traktoren,
wo gegenwärtig gestufte Zahnradgetriebe, die sowohl im Handbetrieb als auch in der
automatischen Steuerung äußerst unbequem sind, verwendet werden.
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Elektrische Antriebe stellen eine Verblndung zweier elektrischer
Maschinen, meistens Gleichstromkollektormaschinan, dar, die zu einem Generator-Motor-System
gekuppelt sind Um dietibersetzungszahl zwischen der ersten, vom Primarmotor angetriebenen
Maschine und der zweiten, das Arbeitsorgan drehenden Maschine zu andern, wirkt man
zumächet auf den Errgerstrom der ersten und dann der zweiten Maschine ein.
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Die Gleichstromkollektormaschinen haben jedoch außer ihren großen
Abmessungen und ihrem hohen Gewicht noch den Nachteil, daß ihre Kollektoreinheit
stark versclilsißbar ist, die unter
schweren Bedingungen arbeitet,
da man das Magnetfeld der Maschine bei hohen Stromwerten im Ankerkreis regeln muß.
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Die Anwendung in Generator-Motor-Systemen kompakter,billiger und
zuverlässigeer Wechselstrommaschinen fordert den Einsatz komplizierter und kostspieliger
Frequenzwandler, die gewöhnlich in einem weiten Frequenzbereich keine sinusförmige
Spannungskurve sichern, sondern die letztere enthält viele Oberwellen, was sich
ungünstig auf die Arbeit der Motoren auswirkt.
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Bekannt sind Vorschläge, für elektrische Antriebe Finpolmaschinen
mit metallflüssigen Kontakten zu verwenden.
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Die Einpolmaschinen sind allen anderen elektrischen Maschinen in
den wichtigsten Kennwerten prinzipiell bedeutend überlegen.
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u. zw. an Abmessungen-, Gewicht, Technologiegpoechtheit, Herstellungskosten,
Überlastbarkeit und Steuerleistung, was bei geringem AustrittsTrag"heitsmoment die
Forderungen an die Spsteme der automatischen Steuerung wesentlich vereinfacht.
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Solche Einpolmaschinen haben keine kollektoreinheit, im Kraftsromkreis
sind keine Apparate, wie z.B. Frequenzwandler , erforderlich.
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Der grundaatzliche Nachteil der Einpolmaschinen- ihre niedrige Spannung
- ist fur die Einpolantriebe nicht wesentlich, da in diesem Falle beide in einem
Aggregat koaxial, mit ihren Aus führungsschienen zueinander zusammengebauten Einpolmaschinen
sehr kurze Arbeitsstromleiter im Kraftstromkreis haben Aus der geringen Menge der
Buntmetalle in den Einpolmaschinen folgt, daß
deren Gesamt bedarf
fur einen elektrischen Einpolantrieb vielfach kleiner ist, als für Elektroantriebe
unter Anwendung anderer Typen elektrischer Slaschinen.
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Die Steuerung des elektrischen Einpulantriebs gleicht vollstandig
der Steuerung elektrischer Antriebe mit Gleichstromkollektormaschinen d. h. der
Steuerung durch Einwirkung auf die Erregerströme beider Einpolmaschinen des Antriebs.
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Die Schattung solcher kompakter Aggregate gestaltet sich jedoch schwierig
wegen der Nachteile der metallflüssigenkontakte, die durch erhebliche elektrische
und hydraulische Verluste bedingt ist, welche das Nutzdrehmoment und die Schnelläufigkeit
der Binpolmaschinen beschränken Die elektrischen Verluste werden durch den hohen
elektrischen Widerstand der metallflüssigen Kontakte hervorgerufen, der den Widerstand
aller übrigen Leiter des Arbeitsstroms im Krartstromkreis wesentlich übersteigt
; die hydraulischen Verluste entstehen infolge der hohen Turbulenz des flüssigen
Metalls in den Kontakten.
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Bekannt; sind Konstruktionen großer Einpolmaschinen /10000 kW6, in
welchen zur Verminderung des elektrischen und hydraulischen Widerstands die Kontakt
zone mit einem Magnetfeld überlagert wird.
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Dabei entsteht aber ein starker Anstieg der Verluste durch die zwischen
den kontaktflächen der Ringe zirkulierenden Wirbelströms.
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Die Moglichkeit einer Herabsetzung des elektrischen ;;Ti.derstandes
der metallflüssigen Kontakte durch breitere Kontaktringe ist sehr beschränkt, weil
das zu einem Anstiog der hydraulischen und der Wirbelstromverluste führt, deren
Große der dritten Potenz
der Ringbreite proportional ist.
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Folglich ist die Herabsetzung der elektrischen und hydraulischen
Verluste in metallflüssigen Kontakten elektrischer Einpolmaschinen zu einem aktuellen
Problem geworden.
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Außerdem hat eine elektrische Einpolaaschine als Motor ein sehr geringes
Anfahrmoment, da bei unbeweglichen Kontakttringen über den die Verteilung des flüssigen
Metalls @ Gesamtumfang im Spalt zwischen den Ringen überaus erschwert ist.
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Zweck der Erfindung ist eine bedeutende Herabsetzung der elektrischen
und hydraulischen Verluste in den metallflüssigen Kontakten einpoliger Maschinen,
die zu einem Generator-Motor-System verbunden sind, Sb daß sie einen elektrischen
Einpolantrieb bilden.
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Da diese Verluste der dritten Potenz der relativen Drehgeschwindigkeit
der Kontaktringe proportional sind, so erscheint..es am zwechmäßigsten, die Herabsetzung
der Verluste in den metallflüssigen Kontakten durch Verminderung dieser relativen
Geschwindigkeit zu suchen. Zur Lösung gehört also die Verminderung der relativen
Drehgeschwindigkeit der Kontaktringe, ohne die Schnelläufigkeit der Maschinen des
elektrischen Einpolantriebs herabzusetzen.
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Die Bufgabe wird dadurch gelost daß im Verfahren zur Verminderung
der Verluste in einem elektrischen Einpolantrieb, bestehend aus zwei koaxial angeordneten
und zu einem Generator-Motor-System verbundenen Einpolmaschinen mit mstallflüssigen
Kontakten, von denen Jede im Kraftstromkreis zwei Arbeitsstromleiter hat, erfindungsgemäß
einer der Arbeitsstromleiter der ersten Einpolmaschine und einer der Arbeitsstromleiter
der
zweiten Maschine gemeinsam und zwangsläufig mit gleicher Ge-(gedreht
werden schwindig t, wahrend die beiden anderen Arbeitsstromleiter in der gleichen
Richtung gedreht werden, wobei die Drehgeschwindlgkeiten der Arbeitsstromleiter
der ersten Maschine verschieden sind.
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Zweckmsßigerweise wird im elektrischen Einpolantrieb einer der erwähnten
Arbeitsstromleiter der ersten Maschine mit einem der Arbeitsstromleiter der zweiten
Maschine des elektrischen Einpolantriebs verbunden und an einen Antrieb angeschlossen'
der diesen beiden Arbeitsstromleitern eine Drehung ermöglicht, unabhang"ig von der
Drehbewegung der Wellen, welche mit den anderen Leitern der entsprechenden Einpolmaschinen
verbunden sind.
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Man kann auch die Reaktoren dieser Einpolmaschinen miteinander verbinden
und an den unabhängigen Außenleiter anschließen, und die Anker mit den Wellen der
entsprechenden laschinen verbinden.
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Eine andere Konstruktionsvariante des elektrischen Sinpolantriebs
ist dessen Ausfuehrung mit verbundenen Ankern.
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Möglich ist auch die Verbindung des Ankers der einen Baschine mit
dem Reaktor der anderen.
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Der Einpolantrieb nach der zweiten und dritten Ausführungsvariante
hat ein Gehäuse, das die Drehung vom Außenantrieb an die miteinander verbundenen
Leiter übermittelt.
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Da in den vorgeschlagenen Einpolantrieben beide Arbeitestromleiter
In
jeder Einpolmaschine sich in der gleichen Richtung drehen, ist ihre relative Geschwindigkeit
kleiner als ihre absolute Geschwindigkeit ; die Gleitgeschwindigkeit der Kontaktflächen
der metallflussigen Kontakte wurde auch geringer als in Einpolantrieben mit unbeweglichen
Arbeitsstromleitern. Die Verminderung der Gleitgeschwindigkeit der Kontaktflächen
in den metallflussigen Kontakten verursacht eine schroffe Abnahme der elektrischen
und hydraulischen Verluste. So werden beispielsweise bei einer zweifachen Herabsetzung
der relativen Geschwindigkeit die Verluste in den metallflüssigen Kontakten achtfach
vermindert.
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Infolgedessen kann man die Abmessungen des elektrischen Einpolaatriebs
durch Steigerung seiner Schnelläufigkeit wesentlich verkle inern.
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Bei dieser Ausfuehrung des elektrischen Einpolantriebs sind außerdem
sämtliche Kontakte bei jeder Betriebsart mit flussigem Metal ausgefüllt, wodurch
ein hohes Älilaufmoment an der Ausgangswelle des Antriebs gewährleistet wird.
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Die Gleitgeschwindigkeit aller Verschleißflächen der metallflüssigen
Kontakte verringert sich ungefähr um die hälfte, wodurch die Lebensdauer des elektrischen
Einpolantriebs entsprechend verlängert wird.
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Dank der Drehung der Außenfläche des Gehäuses des elektrischen Einpolantriebs
ist dessen Wärmeabgabe nach außen sehr hoch, was eine Gewichtsverminderung und eine
Erhöhung des Wirkungsgrads des elektrischen Einpolantriebs ebenfalls begünstigt.
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Es wurde experimentell nachgewiesen, daß man mit Hilfe der erfindungsmäßigen
elektrischen Enpolantriee ein Triebwerk zur Änderung der Übersetzung zwischen Wellen
von sehr geringem Maß und Gewicht erhalten kann, so daß sich dieses Aggregat dort
anwenden laßt, wo hohe Anforderungen betreffs Kompaktheit und Geweicht z. B. in
Kraftwagen, Diesellokomotven, Erd- und Straßenbaumaschinen u0 dgl. gestellt werden.
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Im folgenden wird die Erfindung an Beispielen mit Bezugnaiime auf
die usiliegenden Zeichnungen erlautert. Es zeigt Fig. 1. - einen elektrischen Einpolantrisb
mit erfindungsgemäß verbundenen Reaktoren ; Fig. 2. - einen elektrischen Einpolantrieb
mi terfindungsgemaß verbundenen Ankern; Fig. 3. - einen elektrischen Einpolantrieb,
in dem der Anker einer Einpolmachine mit dem Reaktor der anderen erfindungsgemaß
verbunden ist.
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Die erfindungsgemäßen Einpolantriebe bestehen aus zwei koaxial angeordneten
Einpolmaschinen mit metallfl'ussigen Kontakten, verbunden zuemem Generator-Motor-System.
Jede Maschine des Antriebs hat zwei Arbeitsstromleiter, die entsprechend den Anker
und den Reaktor darstellen.
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Im elektrischen Einpolantrieb nach Fig. 1. sind die Anker 1 und 2
der ersten und zweiten Einpolmaschine durch Isoliereinlagen 5 und 6 mit den Ein-
und Ausgangswellen 3 und 4 entsprechend der ersten und zweiten Einpolmaschine starr
verbunden.
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Am Anker 1 der ersten Einpolmaschine sind innere Kontaktringe 7 und
8, und am Anker 2 der zweiten Sinpolmaschine innere Kontaktringe 9 und 10 befestigt.
Die äußeren Kontaktringe 11 und 12, welche entsprechend die inneren Kontaktringe
7 und 10 umfassen, sind in den Reaktoren 13 und 14 der ersten und zweiten Maschine
ausgeführt. Die Reaktoren 13 und 14 stellen ublicherweise ferromagnetische Hohlzylinder
dar, koaxial mit den Ankern 1 und 2 angeordnet, und durch einen stromleitenden Äußenzylinder
15 miteinander verbunden. Innerhalb des letzteren befindet sich der innere leitende
Zylinder 16, der vom Zylinder 15 durch eine EInlage 17 isoliert ist. An der Innenfläche
des Zylinders 16 sind kreisformige Nuten vorhanden, die Außenkontaktringe 18 und
19 bilden, welche die inner Kontaktringe 8 und 9 umfassen. Auf diese Art sind sämtliche
Außenkontaktringe paarweise elektrisch miteinander verbunden: die Ringe 11 und 12
- durch den leitenden Außenzylinder 15 und die Ringe 18 und 19 - durch den leitenden
Innenzylinder 16. Außerdem sind alle Au5enkontaktringe 11, 12, 18, 19 daak der starren
Verbindung zwischen den Reaktoren 19 und 14 miteinander befestigt. Die Reaktoren
13 und 14 sind in den Magnetleitern 20 und 21 entsprechond der ersten und zweiten
Einpolmaschine angeordnet und befestigt, in welchen auch die Erregerwicklungen 22
und 23 untergebracht sind. Die Magnetleiter 20 und 21 der ersten und zweiten Einpolmaschine
sind miteinander durch den diamagnetischen Zylinder 24 befestigt und haben Buchsen
25 und 26, entsprechend angeordnet in Lagern 27 und 28
koaxial
mit den Bin- und Ausgangswellen 3 und 4. Dabei dient die Buchse 25 des Magnetleiters
20 der ersten Einpolmaschine zu dessen Verbindung mit dem Außenantrieb, unabhängig
von den Wellen 3 und 4, verbunden mit den Ankern 1 und 2 und angeordnet in den Lagern
29 und 30, deren Außenhülsen entsprechend in den Magnet leitern 20 und 21 befestigt
sein können. Das sichert die gleichzeitige gemeinsame Drehung aller Außenkontaktringe
11, 12, 18, 19 beider Einpolmaschinen und damit die Füllung der Kontaktzone mit
dem flüssigen Metall bei beliebiger Betriebsart des elektrischen Einpolantriebs.
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Der elektrische Einpolantrieb nach Fig. 1. wird von einem Außenantrieb
gedreht, der gleichzeitig die Welle 3 und die Buchse 25 antreibt, wobei die Buchse
25 sich in der gleichen Richtung, wie die Welle 3 jedoch mit einer geringeren Geschwindigkeit
dreht.
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Mit der Buchse 25 sind zwei Arbeitsstromleiter verbunden und drehen
sich gemeinsam, je einer von der ersten und der zweiten Einpolmaschine. Im elektrischen
Einpolantrieb nach Fig. 1 sind diese Leiter als die Reaktoren 13 und 14 dargestellt.
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Bei gleichzeitiger Drehung der Buchse 25 und der Eingzngswelle 3
wird daher in jedem metallflüssigem Kontakt mindestens ein Kontaktring 7, 8, 10,
11, 18, 19 gedreht; demnach wird in allen metallflüssigen Kontakten des elektrischen
Einpolantriebs der Gesamtumfang des Kontaktspaltes mit flüssigem Metall ausgefüllt,
sogar bei unbeweglicher r Ausgangswelle 4 des elektrischen
Einpolantriebs.
Das gewährleistet ein hohes Anlaufmoment an der Ausgangswelle 4 des Einpolantriebs.
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Da die Eingangswelle 3 und die Buchse 25 vom Außenantrieb mit verschiedenen
Geschwindigkeiten gedreht werden, so ergibt sich zwischen den Arbeitssytromleitern
der ersten Maschine - dem Reaktor 13 und dem Anker 1 eine relative Geschwindigkeiyt
wodurch in dieser Maschine eine elektromotorische Kraft /EMK/ entsteht, deren Wert
durch die bekannte Abhängigkeit ausgedrückt wird :
wo: e1 - die hlE der ersten Einpolmaschine : C1 - die Konstruktionkonstante dieser
Maschine ; 1 - der Magnetfluß dieser Maschine ; n1 - die Drehgeschwindigkeit der
Welle 3, mit der einer der Arbeitsstromleiter der ersten Maschine, im torliegenden
Fall der Anker 1 befestigt istg n0 - die Drehgeschwindigkeit der Buchse 25, mit
welcher sich der zweite Arbeitsstromleiter der ersten Maschine, hier der Reaktor
13 - dreht.
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Da nun sämtliche Arbeitsstromleiter des erfindungsgemäßen Einpoiantriebs
durch metallflüssige Kontakte zu einem gemeinsamen elektrischen Stromring zusammengefaßt
sind, ist die EMK der zweiten Maschine e2 praktisch gleich der EMK der ersten Maschine
e1 und ihr entgegengesetzt gerichtet d. h. e1 =-e20 Der Wert der EME der zweiten
Maschine e2 wird nach der gleichen Abnängigkeit wie die EME der ersten Maschine
e1 bestimmt
d. h.
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wo: c2 - die Konstruktionskonstante der zweiten Muschine : - der Magnetfluß
dieser Maschine : n2 - die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 4 des elektrischen
Einpolantriebs, mit der einer der Arbeitsstromleiter der zweiten Maschine, hier
deren Anker 2, befestigt ist.
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Wie bereits erwähnt, übermittelt der Außenantrieb die Bewiegung der
Eingangswelle 3 und der Buchse 15 mit verschiedenen Geschwindigkeiten Bezeichnen
wir das vom Außenantrieb vorgegebene Verhåltnis zwischen der Geschwindigkeit der
Buchse 25 und der Welle 3 mit in d. h.
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das Verhältnis der Konstruktionskonstanten der ersten und zweiten
Maschine wird durch K, d. h.
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bezeichnet. Die durch den elektrischen Einpolantrieb regelbare Ubersetzung
zwischen dessen Eingangswelle 3 und der Ausgangswelle 4 wird mit i bezeichnet d.
h.
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Durch Zusammenstellung der obenangeführten $Abhängigkeiten und nach
entsprechenden algebraischen Umgestaltungen erhält man:
Aus der erhaltenen Gleichung folgt;, daß sich durch entsprechende Wahl der Ubersetzung
i0 zwischen der Welle 3 und der Buchse 25 und deren Verwirklichung im Außenantrieb
des Einpolantriebs sowie durch Änderungen des Verhältnisses der Konstruktionskonstanten
der beiden Einpolmaschinen des erfindungsgemäßen Antriebs, nämlich - der Größe K.
die Möglichkeit bietet, den erforderlichen Bereich einer zügigen Anderung der Ubersetzung
zwischen der Eingangswelle 3 und der Ausgangswelle 4 der vorgelegten Einpolantriebe
durch Einwirkung auf die Magnetflüsse beider Maschinen festzusetzen.
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Beispiel: Mögen beide Maschinen des elektrischen Einpolan~ triebs
gleich sein; dann wird K = 1o Der Außenantrieb dreht die Buchse 25 zweimal langsamer
als die Eingangswelle 3, d. h, io = 2 Die angeführte Gleichung wird folgenderweise
aussehen:
Aus dieser Gleichung folgt, daß sogar bei unveranderlichem Wert von #2 = # max =
const., nur durch Einwirkung auf den Magnetfluß der ersten Maschine der erfindungsgemäße
Antrieb eine Regelung der Ubersetzung zwischen der Eirgangswelle 3 und der Ausgangswelle
4 in einem Bereich von 0 bis 1 ermoglicht. Ist eine Erweiterung des Regelbereicheserforderlich,
so muß man auf den Magnetfluß #2 der zweiten Maschine einwirken.
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Im elektrischen Einpolantrieb nach Fig. 2 sind die Anker 1
und
2 beider Maschinen durch den inneren Leitzylinder, der aus zwei Teilen 31 und 32
besteht, miteinander verbunden und haben entsprechend die inneren Kontaktringe 7
und 10. Die inneren Kontaktringe 8 und 9 sind an den Stirnflåchen von Leitzylinder
33 ausgeführt, der durch eine Isoliereinlage 34 mit beiden Teilen 31 und 32 des
inneren Leitzylinders starr verbunden ist. Der letztere ist durch eine Isoliereinlage
35 mit Halbachsen 36 und 37 verbunden, in welchen sich eine Spannvorrichtung 38
befindet die die genannten Teile in eine gemeinsame Baugruppe zusammen-Xaßt. Die
Halbachsen 36 und 37 sitzen in Lagern 29 und 30, deren Außengehäuse sich in den
Magnetleitern 20 und 21 befinden, die mit der Ein- und der Ausgangswellen 3 und
4 entsprechend verbunden sind. Beide Wellen 3 und 4 sitzen in den Lagern 39 und
40, während in den Lagern 27 und 28 koaxial mit den Wellen 3 und 4 die Buchsen 25
und 26 sitzen, welche mit dem Mantel 41 des Antriebs starr verbunden sind Der Mantel
41 ist durch einen Zwischenteil 42 mit dem Leitzylinder 33 verbunden und gewahrleistet
die Verbindung der Anker 1 und 2 beider Maschinen mit dem Außenantrieb durch die
Buchse 25, unabhängig von den Wellen 3 und 4, die mit den Magnetleitern 20 und 21
verbunden sind In den Magnetleitern 20 und 21 befinden sich die mit ihnen verbundenen
Reaktoren 13 und 14 sowie die Erregerwicklungen 22 und 23. In den Reaktoren 13 und
14 sind samtliche Außenkontaktringe 11, 12, 18, 19 ausgeftihrt, die entsprechend
die inneren Kontaktringe 7, 10, 8, 9 umfassen. Die letzteren sind miteinander paarweise
elektrisch verbunde:
die Ring 7 und 10 - durch die Anker 1 und
2 und den sie verbindenden inneren Leitzylinder, welcher aus den beiden Teilen 31
und 32 besteht; die Ringe 8 und 9 - durch den Loitzylinder 33.
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Die Befestigung der Anker 1 und 2 beider Maschinen und deren Verbindung
mit dem Außenantrieb durch den Mantel 41 und die Buchse 25 ermöglicht ihre gemeinsame
Drehung in der gleichen Richtung mit der Welle 3, jedoch mit geringerer Geschwindigkeit.
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Der Unterschied zwischen diesem elektrischen Einpolantrieb und dem
elektrischen Einpolantrieb nach Fig. 1 @ besteht darin, daß hier die Anker 1 und
2 beider Maschinen verbunden sind und sich gemeinsam mit der gleichen Geschwindigkeit
drchen, während die Eingangswelle 3 durch den Magnetleiter 20 den Reaktor 13 dreht
und die Ausgangswelle 4 mit dem magnetleiter 21 befestigt ist und erhält somit ein
Drehmoment vom Reaktor 14.
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Im Hinblick darauf, daß im Einpolantrieb nach Fig. 2 ebenso, wie
im Einpolantrieb nach ig. 1 zwei Arbeitsstromlsiter, je einer von jeder Maschine,
miteinander befestigt sind und vom Außenantrieb gedreht werden; von den miteinander
nichtverbundenen Arbeitsstromleitem beider Maschinen des Antriebs einer mit der
Eingangswelle und der andere mit der Ausgangswelle des Einpolantriebs verbunden
ist, sämtliche Arbeitsstromleiter beider Maschinen durch metallflüssige Kontakte
in einen gemeinsamen elektrischen Ring verbunden sind, gelten alle obenangeführten
Berechnungen, die die Arbeit des elektrischen Einpolantriebs nach Fig. 1 erläutern
auch
für den elektrischen Einpolantrieb nach Fig. 2.
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Der elektrische Einpolantrisb nach Fig. 3 ist folgenderweise ausgeführt.
Beide Einpolmaschinen sind wie im Antrieb nach Fig. 2 im Llantel 41 eingeschlossen,
der ebenfalls von der Seite der Eingangswelle 3 mit der Buchse 25 endet, die im
Lager 27 sitzt, koaxial mit dieser Welle, welche mit dem magnetleiter 20 der ersten
Einpolmaschine starr verbunden ist und mit Hilfe des Lagers 39 zentriert wird. Von
der anderen Seite ist der Mantel 41 am magnetleiter 21 der zweiten Einpolmaschine,
beispielsweise durch einen Flansch befestigt. Dieser Magnetleiter ist seinerseits
mit der Buchse 26 verbunden, die koaxial mit der Ausgangswelle 4 im Lager 28 angeordnet
ist. Die Magnetleiter 20 und 21 enthalten die mit ihnen befestigten Reaktoren 13
und 14 sowie die Erregerwicklungen 22 und 23.
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Die Reaktoren 13 und 14 haben die Kontaktringe 11, 12, 18 und 19
- die Anker 1 und 2 haben die Kontaktringe 7, 8, 9 und 10.
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Der Reaktor 14 der zweiten Maschine ist zur gemeinsamen Drehung z.
B. durch den Zwischenteil 42, für welchen eine ge2ahnte Scheibe benutzt wird, mit
dem Anker 1 der ersten Maschine mechanisch verbunden9 der durch die Isoliersinlage
5 mit der Zwischenwelle 43 verbunden ist, welche mit Hilfe der Lager 29 und 44 zentriert
wird. Der Anker 2 der zweiten Maschine ist mit der Ausgangswelle 4 durch die Isoliereinlage
6 verbunden.
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Die Ausgangswelle 4 wird mit Hilfe der Lager 30 zentriert; die Außengehäuse
der Lager 29 und 30 können entsprechend in den Magnetleitern 20 und 21 befestigt
werden.
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Im Gegensatz zu den beiden vorhererwahn"ten Ausführungen ist in diesem
elektrischen Einpolantrieb der Anker 1 der ersten Maschine mit dem Reaktor 14 und
dem Magnetleiter 21 der zweiten Maschine verbunden; sie drehen sich gemeinsam vom
Außenantrieb durch die Buchse 25, während die Eingangswelle 3 des elektrischen Einpolantriebs
durch den Magnetleiter 20 mit dem Reaktor 13 der ersten Maschine verbunden ist.
Die Ausgangswelle 4 ist mit dem Anker 2 der zweiten Maschine befestigt und dreht
sich gemeinsam mit ihm.
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Diese Unterschiede rindern nicht die Gultigkeitsbedingungen der bei
der Beschreibung der Arbeit und Regelung des elektrischen Einpolantriebs nach Fig.
1 obenangeführten Berechnugen. Darum sind sie zur Erläuterung sowohl des Arbeitsprinzips
als auch der Regelung des elektrischen Einpolantriebs nach Fig. 3 ebenfalls anwendbar.
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Da sich sämtliche äußere und innere Kontaktringe in den beschriebenen
elektrischen Einpolantrieben in der gleichen Richtung drehen, so wird die relative
Geschwindigkeit der sich mit der Welle drehenden Ringe geringer sein, als ihre absolute
Geschwindigkeit. Darum werden die hydraulischen Verluste in den Kontakten, welche
der dritten Potenz der relativen Geschwandigkeit proportional sind, sehr verringert.
Drehen sich beispielsweise zwei miteinander verbundene Leiter der beiden Maschienen
halb so schnell wie die Antriebswelle so werden die hydraulischen Verluste achtfach
und darüber herabgesetzt. Außerdem
ist in den beschriebenen elektrischen
Einpolantrieben das Gesamtvolumen des flüssigen Metalls in den Kontakten der Wirkung
der Fliehkräfte ausgesetzt. Darum emulgiert das Metall praktisch nicht, sein Durchgangswiderstand
ist gering und er wird aus dem Kontaktraum an die Wandflächen des unbeweglichen
Kontaktringes nicht hinausgeschleudert, und darum sind die elektrischen Kontaktwiderstandsverluste
gering.-