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Wechselstrommaschine mit zwei aus je einer Ständer- und Läuferhälfte
bestehenden symmetrischen Teilen. Die Erfindung bezieht sich .auf eine Wechselstromumformermaschine,
die sowohl als Dynamo zur Lieferung von Wechselstrom niedriger und hoher Frequenz
und Gleichstrom, als auch als Umforrnermaschine verwendet werden kann, um Gleichstrom
oder Wechselstrom verschiedener Phasen. und verschiedener Periodenzahl in der mannigfach4
sten Weise zu transformieren.
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Die Maschine besteht in bekannter Weise aus zwei symmetrischen Teilen.
In jedlem dieser symmetrischen Teile ist je eine Ständer- und eine Läuferhälfte
vorgesehen. Die beiden Ständerhälften und die beiden Läuferhälften hängen miteinander
starr zusammen und arbeiten nach. dem Induktorprinzip, indem der Ständer mit Gleichstrom
derart erregt wird, daß die eine Ständerhälfte einen Nordpol und die andere Ständerhälfte
einen Südpol bildet. Die einander zugehörigen Ständer- und Läuferhälften arbeiten
duxch ungleiche Verzahnungexi, miteinander. Die beiden Maschinenteile sind dabei
in, bezug aufeinander so angeordnet, d'aß stets der Zahndeckung zwischen der Ständer-
und Läuferhälfte der einen Seite eine Versetzung der Verzahnung auf der anderen.
Seite entspricht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Wicklung des Läufers, die
als geschlossene oder offene Wicklung ausgeführt sein kann, und beiden Läuferhälften
gemeinsam ist, an besondere Sammelringe angeschlossen., von denen mit gruppenweise
angeordneten Segmenten eines Kollektors eine derartige Verbindung hergestellt ist,
daLi je ein Segment einer Gruppe an einen Sammelring angeschlossen ist, während
die zahl der gleichartig im jeder Gruppe aufeinanderfolgenden Segmente gleich der
Zahl der Sammelringe ist.
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Die Sammelringe selbst sind gleichzeitig als Schleifringe ausgeführt
und erfüllen - je nackt dem Verwendungszweck der Maschine entweder die Aufgabe,
Wechselstrom hoher Frequenz von einer, drei oder sechs Phasen abzunehmen, oder werden
zur Umformung von hochfrequentem Wechselstrom verwendet, indem dieser entweder den
Sammelringen zur Umformung zugeführt oder als Endergebnis der Umformung abgenommen
wird.
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Um die Erzeugung eines schneller als der Läufer rotierenden Drehfeldes
durch die verschiedenen Verzahnungen am Läufer und Ständer schärfer zu gestalten,
sind gemäß vorliegender. Erfindung zwischen. den Grundverzahnungen an den Ständer-
und Läuferhälften feststehende und rotierende Hilfsverzahnungen in abwechselnder
Folge vorgesehen., wobei die feststehenden die gleiche Teilung wie die Ständergrundverzahnung,
und die gemeinsam mit dem Läufer rotierenden Hilfsverzahnungen die gleiche Teilung
wie die Grundverzahnungen der Läuferhälften besitzen. Der Kollektor dient, falls
die Maschine als Dynamo arbeitet, zur Abnahme von Gleichstrom oder niedrigfrequentem
Wechselstrom. In diesem Falle laufen die Sammelringe ohne Bürstenbelastung. Arbeitet
die Maschine als Umformer, so kann
entweder dem Kollektor Gleichstrom
oder niedrigfrequenter Wechselstrom entnommen werden, der aus dem den Sammelringen
zugeführten hochfrequenten Wechselstrom sich ergibt, oder es wird dein Kollektor
Gleichstrom oder niedrigfrequenter Wechselstrom zugeführt und hochfrequenter Wechselstrom
an den Sammelringen abgenommen.
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Die Frage, ob Wechselstrom oder Gleichstrom dem Kollektor zugeführt
oder abgenommen werden soll, richtet sich nach der Ausführung des Kollektors -selbst.
Soll mit Gleichstrom gearbeitet werden, so besitzen die Gruppen des Kollektors die
gleiche Anzahl wie die Zähne des Stäniders, d. h. die Anzahl der Kollektorgruppen
ist gleich der im Läufer induzierten Stromfrequenz pro Umdrehung. Ist die Zahl der-Kollektorgruppen
von der Zahl der Ständerzähne verschieden, so eignet sich der Kollektor für niedrigfrequenten
Wechselstrom.
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Die besondere Wirkungsweise der Maschine ist an Hand einiger Ausführungsbeispiele
auf den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Fig: i zeigt einen Längsschnitt durch die gemäß der Erfindung ausgeführte
Maschine. In; Fig. 2 :ist eine Seitenansicht der Fig. i wiedergegeben, wobei der
Darstellungsschnitt hinter dem Kollektor vorgenommen ist. Fi:g:3 stellt die andere
Seitenansicht der Maschine bei abgenommenem Gehäuse dar, und 'zeigt gleichzeitig
die -Bewicklung des Läufers mit geschlossener Wicklung und die Anschlüsse derselben
an die Sammelringe.
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In Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt durch die Maschine nach dem
Schnitt i-i von Fig. 5, nach links gesehen, dargestellt, wobei bei der Maschine
zwischen Läufer und Ständer zur Erhöhung der Drehfeldwirkung Hilfszahnkränze vorgesehen
sind.
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F,ig: 5 ist ein zentraler Längsschnitt der in "Fig.4 dargestellten
Ausführung.
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Fig.6 gibt ein Diagramm der Kollektorsegmente und der Wicklung sowie
der Verbindung zwischen beiden.
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Fi;g:7 ist ein ähnliches Diagramm einer anderen Ausführungsform der
Wicklung. Fig.8 ist eine etwas verschiedene Form des Diagramms der Wicklung und
der Kollektorsegnente sowie gleichfalls einige Verbindungen zwischen beiden Teilen,
während andere; um eine klarere Darstellung zu geben, fortgelassen sind.
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Fig.9 zeigt ein Diagramm ähnlich demjenigen der Fig.8, jedoch für
eine weitere Ausführungsform.
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Fig.. ro. ist ein Diagramm eines Teiles der . Kollektorsegmente einer
dritten Ausführungsform mit den Verbindungen.
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Die dargestellte Wechselstrommasch.ine kann mit gleich guter Wirkung
sowohl als Dynamo als auch als Motor verwendet werden, während sie in der Hauptsache
für Umformerzwecke bestimmt ist.
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Die in .den Fig. i bis 3 gezeigte Ausführung besitzt einen inneren
Läufer, der aus zwei lamellierten Elementen. 36 -und 37 besteht. Beide Teile sind
auf einen. Kern 35 aufgesetzt und an; ihrer äußerer, Peripherie mit Verzahnungen
38 versehen.. Außerhalb des Läufers ist ein Ständer angeordnet, der ebenfalls aus
zwei lamellierten Ständerhälften 39 und 4o besteht. Beide Hälften sind auf der inneren
Peripherie mit einer Verzahnung 4i ausgerüstet. Die Feldwicklung 42 liegt zwischen
den beiden Ständerhälften und wird mit Gleichstrom erregt, so daß dauernd die beiden
Ständerhälften 39 und 40 die gleiche Polarität erhalten. Auf dem Anker ist eine
Wicklung 43 angeordnet, die zwischen den Zähnen 38 desselben lieb. Die Wicklung
kann, wie bei Fig. 6, als geschlossene Wicklung -ausgeführt sein oder entspechend
der Fig." 7 eine offene Dreiphasenwicklung sein.
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Die Zahl der Ständerzähne unterscheidet sich von der der Läuferzähne,
indem z. B. die Läuferhälften je 24 Zähne und die Ständerhälften je 22 Zähne besitzen.
Ferner unterscheiden sich die beiden Maschinenteile, d. h. Ständer- und Läuferhälften
der einen Seite gegenüber der der anderen Seite dadurch; daß auf beiden Seiten an
demselben Punkt der Peripherie entgegengesetzte Deckungsverhältnisse zwischen den
Ständer- und Läuferzähnen vorhanden sind.
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Diese Versetzung ist aus den Fig. i bis 3 zu-ersehen. Gemäß dem dargestellten
Beispiel befinden sich die Läuferzähne auf beiden Hälften nebeneinander in achs.ialen
Verlängerungen, während die Zähne der beiden Ständerhälften gegeneinander um eine
halbe Zahnteilung versetzt sind. In der wagerechten Mittellinie ist also zwischen
der Ständerhälfte 40 und der Läuferhälfte 37 eine Zahndeckung vorhanden (Fig.2),
während zwischen der Ständerhälfte 39 und der Läufer hälfte 36 in derselben Mittellinie
eine Versetzung der Zähne vorhanden ist (Fig.3). Man könnte diese Versetzung selbstverständlich
auch durch Versetzung der Läuferzähne und Übereinstimmung der Ständerzähne erhalten;
doch ist der vorgeschlagene Weg aus Wicklungsgründen vorzuziehen. Durch die getroffene
Einrichtung entstehen auf der einen Seite der Maschine zwei positive rotierende
Pole, während auf der anderen Seite zwei negative - rotierende. Pole vorhanden sind.
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Die Wicklung, die beiden Läuferhälften gemeinsam ist, ist in einer
weiter unten noch
näher .erläuterten Weise an besondere Sammelringe
a', b', c', d', e',. f' angeschlossen. Diese Sammelringe sind für einen ebenfalls
weiter unten erläuterten Zweck als Schleifringe ausgeführt. Von den- .Sammelringen
gehen in besonderer Weise Verbindungen zu den Segmenten des Kollektors 48. " Die
beschriebenen, für die Wirkungsweise der Maschine wesentlichen Teile sind nun noch
in folgender Weise miteinander- zusammengesetzt.
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Der Ständer liegt in einem zylindrischen Gestell 30, das durch.Seitenwände
3z und 32 mit den -Lagern 33 verbunden ist. In diesen 'Lagern 33 ist eine Welle
34 eingelegt, auf der der Läufer 35 aufgekeilt ist.
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Um den Übertritt der Kraftlinien: vom Ständer zum Läufer und umgekehrt
schärfer auf die Zahndeckungen zu präzisieren, gelangt eine Verbesserung zur Verwendung,
die in den Fig:4 und 5 dargestellt ist: Gemäß derselben sind in dem Zwischenraum
zwischen den Ständer- und Läuferhälften in an sich bekannter Weise magnetisch leitende
Zähne 45 und 47 vorgesehen. Von diesen werden die Zähne 47 durch den Ständer mit
Hilfe von -Platten 46 getragen werden, Während die Zähne 45 durch Träger 44 mit
dem Läuferkern 35 verbunden sind.' Es entstehen auf diese Weise Hilfszahnkränze,
die in abwechselnder Folge mit den Läuferhälften rotieren oder in Übereinstimmung
mit den Ständerhälften feststehen. Die Zahl dieser magnetischen Leiter entspricht
dabei in wechselnder Folge den Zahnzahlender Grundkreise von Ständer und Läufer.
Hierdurch ergibt sich zwischen der Grundverzahnung am Läufer und der Grundverzahnung
-am Ständer ein größerer Luftzwischenraum, ohne daß an der Deckungsstelle der magnetische
Übergangswiderstand wesentlich vergrößert wird: Die Anordnung dieser Hilfszähne
verändert in keiner Weise die Wirkungsweise der Maschine, wie sie in den Fig. i
bis 3 dargestellt ist, sondern hat lediglich den Zweck, den Weg der magnetischen
Kraftlinien zwischen den Läufer- und Ständerhälften in Punkten der Versetzung vollständig
zu unterbrechen, um so ein. Versagen der Maschine unter Belastung zu verhindern.
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Die Verschiedenheit in der Ständer- und Läuferzahnteilung hat das
bekannte Ergebnis, daß bei der Drehung des- Läufers die Zahndeckung, d. 1i: der
Punkt, an dem -die Kraftlinien zwischen beiden Teilen übertreten können, schneller
als der Läufer selbst rotiert. Bei den angenommenen Beispielen vollführt die Deckung
zwischen Läufer und Ständer auf jeder Maschinenseite bei einer Umdrehung des .Läufers
zwölf vollständige Umläufe.. Die durch die Deckung geschlossenen Kraftlinien verlaufen.
dann -von - dem Nordpol des- Ständers zum zugehörigen Läufer; von. dort zu
der mit dem anderen Pol des Standers arbeitenden Läuferhälfte- und auf diesem Weg
um 9o° auf der Läuferperipherie entlang;- von dort - durch die Deckung, auf der
zweiten Läuferhälfte zum zweiten Pol des Ständers und- von diesem- aus- zum Nordpol
zurück.
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Die Umläufe der Deckung bewirken ein umlaufendes magnetisches Feld
und rufen so die wirksamen Ströme -in der Läuferwicklung hervor. Da die Spulen die
Läuferzähne auf beiden Seiten der Maschine umgeben und bei einer gegebenen Stellung
die Zähne auf der einen Seite zur Deckung gelangen, bei der nächsten Stellung aber
die Zähne auf der" Gegenseite sich decken, da die Zahnteilungen auf beiden Seiten
um eine halbe Zahnteilung gegeneinander versetzt-sind, so. «-irl der durch die Deckung
geschlossene Magnetstrom in der einen Stellung nach aufwärts durch- die Spule und
in.-der- anderen Stellung nach abwärts -durch die Spule gehen. Dieser magnetische
Kreislauf induziert in jeder Spule einen regulären Wechselstrom. Legt man, während
die Welle 34 angetrieben wird, an die Sammelringe a', b'; c', d', e', f'
Bürsten an, so kann man der Maschine hochfrequenten Wechselstrom entnehmen. Durch
entsprechende Schaltung der Bürsten kann dieser Wechselstrom ein einphasiger-.,
dreiphasiger oder sechsphasiger Wechselstrom sein. Neben dieser Bedeutung und der
Reversierbarkeit der Maschine für Motorleistung werden die Sammelringe a',
b', c', d', e', f' noch verwendet, wenn Stromumformungen, wie sie
weiter unten näher erläutert sind, stattfinden sollen.
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Handelt es sich darum, die Maschine zur Erzeugung von Gleichstrom
oder niedrigfrequentem Wechselstrom zu benutzen, so laufen diese Sammelringe leer.
Es gelangen dann nur-die Bürsten zur Verwendung, die auf den Kollektor schleifen.
Zu diesem Zweck ist die Wicklung des Läufers über die .Sammelringe mit Lamellen
des besonders ausgestalteten - Kollektors verbunden. Im Falle einer geschlossenen
Stromwicklung, wie sie auf der Fig. 6 dargestellt ist, werden die Abteilungen der
Wicklung an gleichweit voneinander entfernten Punkten an die. Sammelringe angelegt.
Da gemäß dem dargestellten .Beispiel die Maschine als vierpolige ausgeführt ist,
so werden die Enden der gegenüberliegenden Spulen doppelt an die Sammelringe angeschlossen.
Es entstehen so zwei parallele Zweige. Bei einer offenen Dreiphasenwicklung .dagegen,
wie sie in Fig. ; i ausgeführt ist, sind die Verbindungen zu den Sammelringen anSpulen
angelegt, die gleichmäßig
um :den Läufer verteilt sind, so d aß
die Sammelringe hier gleichsam eine Fortsetzung der Spulen darstellen. Die Sammelringe
selbst sind mit dem Kommutator 40 verbunden. Die Segmente desselben sind in Gruppen
unterteilt, die unter sich die gleiche Anzahl Segmente besitzen. Die einzelnen Segmente
einer jeden Gruppe sind mit je einem Sammelring verbunden. Da bei der dargestellten
Ausführung entsprechend den Fig. i bis sechs Sammelringe a', b', c', d',
e', f' vorhanden sind, so zerfällt jede Gruppe in sechs Segmente, von denen je ein
Segment an einen Sammelring angeschlossen ist. Es ist also, wie aus Fig. 6 zu ersehen,
das Segment f an den Sammelring f', das Segment e an den Sammelring e' usw. angeschlossen.
Die Aufeinanderfolge der einzelnen Segmente in jeder Gruppe ist die gleiche.
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Bei der Dreiphasenwicklung entsprechend Fig. T sind die sechs Zuleitungen
a2, b2, c2. d2, e2, f2 -der Spulen mit den Sammelringen a', b', c', d', e',
f' verbunden. Die entgegengesetzten Spulen einer jeden Phase sind entgegengesetzt
gewickelt. Im übrigen ist die Verbindung der Sammelringe mit den Kollektorsegmenten
die gleiche wie bei der Ausführung nach Fig. 6.
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Die Anzahl der Segmentgruppen kann entweder gleich der Anzahl der
Perioden sein, die auf der Läuferwicklung pro Umdrehung erzeugt werden (Fig. 8),.
oder sich von dieser Zahl im größeren oder kleineren Wert unterscheiden (Fig.9).
Es möge zunächst der erstere Fall untersucht werden. Da, wie bereits ausgeführt,
bei jeder Umdrehung des Läufers 22 Stromwechsel induziert werden, so besitzt der
Kollektor ebenfalls 22 Gruppen, so daß also im ganzen 22 X 6 oder 132 Segmente
am Kollektor vorhanden sind. Die Stromverhältnisse, .die sich bei dieser Schaltung
ergeben, lassen sich aus Fig.6 und 8 erkennen.
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Da bei jeder Drehung des Läufers 22 Perioden oder 44 Wechsel des Magnetfeldes
auftreten, so ergibt sich für eine Winkelversehiehung des Läufers für 1/44 seiner
vollständigen Umdrehung eine Stromumkehrung in den Läuferspulen. Infolgedessen muß
sich der Kommutator für .einen Stromwechsel um ,drei Segmente oder um sechs Segmente
für eine volle Periode .drehen.
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Wenn beispielsweise bei der Stellung aller Teile, wie im Diagramm
nach Fig.8, der Strom in den sechs Spulen eines jeden der Quadranten X und X' in
Richtung des Pfeiles verläuft, so wird der Strom in den beiden Quadranten Z und
Z' entgegengesetzte Richtung aufweisen. Diese Verhältnisse .sind durch Pfeile angegeben,.
Der Strom wird also nach innen durch die Zu-Leitung c2 und c3' und nach außen durch
die Zuleitungen f 2 und f s gehen. Von den Leitüngen c2 und c3 fließt der Strom
zu dem Sammelring c', und von dort nach dem zugehörigen Segment c jeder der Kollektorgrupgen
i bis 22, so daß er beispielsweise von der Kollektorgruppe .. durch eine Bürste
49 abgenommen werden kann. Von der Bürste durchläuft der Strom den Nutzstromkreis
und kehrt dann zur Bürste 5o zurück, die auf einem beliebigen Segment f des Kollektors,
z. B. auf ' dem Segment f der Gruppe 12, aufliegt. Der Strom kann von hier über
den Sammelring f und durch die Zuleitungen f2 und f s zu den parallelen Stromzweigan
X'
und Z' bzw. X und Z zurückkehren.
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Nimmt man nun an, daß sich der Kollektor und der Läufer im Sinne des
Pfeiles y dreht, so wird die Bürste .a.9 auf das Segmient d der Gruppe i und die
Bürste auf das Segment a der Gruppe 13 kommen. Dieser Verstellung des Kollektors
entspricht 144 Umdrehung des Läufers, so daß also nach obigem in den einzelnen Wicklungen,
die jetzt wieder an den Bürsten liegen, das Maximum an Induktion vorhanden ist.
Bei der nächsten Stellung ruht die Bürste 49 auf dem Segmente und die Bürste. 5o
auf dem Segment b. Diese Verhältnisse sind in Fig. 6 dargestellt. Die Bürsten übergreifen
in der Praxis um einen geringen Teil die genannten Segmente nach beiden Seiten.
Zur Klärung dieser Einrichtung dienen die Induktionsverhältnisse, wie sie an Hand
der Fig. 6 damgestellt sind. In dieser Zeichnung sind durch verschieden artige Schraffur
die Stärke der magnetischen Ströme in den Zähnen 38 des Läufers ausgeführt. Aus
diesem Diagramm ist ersichtlich, daß der Magrnetstrom in den einzelnen Spulen allmählich
von der größten -Stärke einer Richtung auf o abfällt und dann in der anderen Richtung
von -o bis zum Maximum steigt. Der iruduzierte Strom ist also ein Wechselstrom und
wird in den Kommutatorsegmenten unigekehrt.
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Gemäß der Stellung, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, liegt die maximale
positive Spannung über dem Samm@älring b' am den Segmenten b und die negative maximale
Spannung durch den Sammelring e' an den Segmenten e. Auf beiden stehen -die Bürsten
49 und 50, so daß der abgenommene Strom der gleiche ist wie in der Stellung der
F#g. B. Die Maschine liefert also Gleichstrom.
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Gleichzeitig zeigt sich, daß die Bürsten stets in der neutralen Zone
bleiben. Wenn nämlich Läufer und. Kommutator sich drehen, so fließt der Strom nach
innen allmählich durch die Zuleitungen der Wicklungsenden b2, b3, a2,
0 usw.- wie Spannung: an den
Enden f2 und f3 fällt allmählich
und dreht- sich um, bis sie in. positiver Richtung .das Maximum erreicht. Dies tritt
ein,- sobald der Kommutatör und Läufer "/44 einer vollen Umdrehung zurückgelegt
haben oder sobald Idas Segment f von Gruppe i unter die Bürste 49 gelangen. Gleichzeitig
fällt aber die Spanneng des Segmentes e und dreht sich um, bis sie ein Maximum in
negativer Richtung erreicht hat, d. 1i. sobald das Segment c der Gruppe 13 unter
-die Bürste 50 gdlangt ist.
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Die - Abnahme von Gleichstrom von den Kollektorse.gmenten ist nur
möglich, wenn die Zahl der Gruppen gleich der Periodenzahl des Stromes ist, den
der Läufer liefert.- Wird dagegen :die Zahl der Kollektorgruppen gegenüber der Zahl
der bei einer Umdrehung des Läufers entstehenden Perioden vermindert oder vermehrt,
so werden. - die neutralen -Punkte allmählich dem sich -drehenden Magnetfeld voreilen
oder hinter demselben zurückbleiben, so d@aß ein Wechselstrom mit langsamer Periode
an den Bürsten-49 und 5o abgenommen wind'. Eine derartige Anordnung «ist in Fig.9
wiedergegeben, wo die Zahl der Segmentgruppen 2o .statt 22 beträgt, während die
übrige Ausführung der Maschine die gleiche ist.
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Da der Strom bei 144 Umdrehung des Kollektors oder bei einer Winkeldrehung
um drei Segmente sich umkehrt, so wird, da- in diesem Fall 12 Segmente weniger vorhanden
sind als indem vorbesahriebenen Beispiel, der Strom bei jeder Umdrehung des Läufers
an den Kollektorhü rsten viermal umgekehrt. Es entsteht somit bei jeder Umdrehungdes
Läufers ein zweiperiodischer Wechselstrom.
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Dasselbe Resultat wird auch erhalten:, wenn die Zahl der Segnentgrupppen
zu 2q: an Stelle von 22 angenommen wird. Die Frequenz des. abgenommenen Wechselstromes
bleibt auch dann die gleiche. . Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß man bei Veränderung
der Zahl der Kollektorgruppen Wechselstrom beliebiger niedriger Frequenz erzeugen
kann. Bringt man am Umfang des Kollektors an geeigneten Stellen Bürsten an, so kann
man der Maschine Meh@rphasenstrom von niedriger Frequenz entnehmen, während die
Zahl der Sammelringe und" der Zuleitungen der Wicklungen vermehrt wird und dementsprechend
auch die Zah* -der Sätze der Kollektorsegmente steigt. Das Diagramm in Fig. io zeigt
beispielsweise einen Teil des Kollektorumfanges der geschlossenen Wicklung und der
Verbindung zwischen den einzelnen Teilen, um Mehrphasenstrom abzunehmen. Hier ist
die Zahl 'der Segmentsätze auf i2 erhöht, so daß die Segmente a, b, c, d, e,
f, g, h, i, j, k; L in jeder' Grüppe vorhanden sind. Es sind, wie bei
der Ausführung nach Fig. 9 hier -2o Gruppen vorgesehen. Die Zahl der Sammelringe
a', b', c', d', z', f', g ; h', i', j', k', Z' ist ebenfalls 12 X-3.
Bürsten'6o; 61, 62 stehen in geeigneten Abständen mit den Kommutatorsegmenten in
Verbindung, so daß diese dreiphasigen Wechselstrom abnehmen:. Es ist selbstverständlich
denkbar, durch entsprechende Verbindung der Sammelringe mit den Koll'ektorsegmenten
und Kollektorgruppen auch mit einer geringeren Anzahl von Saminelringen als 12 für
den verlangten Zweck auszukommen.
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Im vorliegenden ist die Wirkungsweise der Maschine als Dynamo erläutert.
Durch sinngemäße Übertragung der bekannten Erscheinungen ergibt - sich aus vorstehendem
die Wirkungsweise der Maschine als Motor. Das dritte Verwendungsgebiet,der Maschine
wird durch d'ie Wirkungsweise als Umformer gebildet. Die Umformung kann unter den
verschiedensten Gesichtspunkten ausgeführt werden. Im nachstehenden sollen von den
verschiedenen Möglichkeiten einige . behandeft werden. Bei der Wirkungsweise der
Maschine als Umformer sind Bürsten notwendig, die auf Aden Sammelringen schleifen.
Die Schaltung :dieser Bürsten -untereinander gestattet die Umwandlung von oder in
ein-, drei- oder sechsphasigen Wechselstrom. Geriiäß der in den Fig. 8 und.9 gegebenen
Schaltung ,liegen auf den Sammelringen a', b', c', e'
die- Bürsten
70a, lob, 70c und' 7i", 71b, -71c. Ferner° ;soll -entsprechend der Fig.9 eine Differenz
in; der Zahl der Gruppen von Komrnutatorsegm@enten gegenüber den Zähnen des Ständers
vorhanden. sein. Bei Zuführung eines Wechselstromes in :die Sammelringe und bei
-der durch @die Frequenz des zugeführten Wechselstrbrnes vorgeschriebenen synchronen
Drehung des Läufers wird somit ein Wechselstrom =von geit niedriger Frequenzzahl
von den Bürsten des Kollektors abgenommen werden können. Es sei angenommen, daß
der zugeführte Wechselstrom Ei,nphasenwechselstrom von der Frequenz 66 ist. Der
Synchronismus des Läufers ist bei drei Umdrehungen pro Sekunde vorhanden, da die
Konstruktion der Maschine für 22 Perioden pro Umdrehung berechnet ist. An dem- Kollektor
gemäß Fig.9 werden jedoch bei jeder Umdrehung nur zwei Perioden, abgenommen, so
daß also bei den, drei Umdrehungen des Läufers am Kollektor sechs Perioden erhalten
werden, das Verhältnis in diesem angegebenen Beispiel ist also' 66 : 6 oder i i
: i. Der erhaltene Strom kann-entweder Ein- oder Mehrphasenstrom sein entsprechend
den Ausführungen im Diagramm io.
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In umgekehrter Weise kann Ein- oder Mehrphasenstrom von niedriger
Frequenz in einem -Strom von höherer Frequenz _verwandelt
werden.,
und zwar ebenfalls entsprechend der Bürstenschaltung auf den Sammelringen als Ein-
oder Mehrphasenstrom abgenommen werden, indem der Strom den Bürsten am Kommutator
zugeführt und von den Bürsten an den Sammelringen abgenommen wird.
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Die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom oder von Gleichstrom
in Wechselstrom ist möglich, sobald die Anzahl der Kollektorgruppen gleich .der
Anzahl der Ständerzähne ist. Auch hierbei spielt die Ph.asigkeit des umzuformenden
oder umgeformten. Wechselstromes für die Wirkungsweise der Maschine selbst keine
Rolle.
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Selbstverständlich beschränkt sich die praktische Ausführung der Maschine
nicht auf die aus den Zeichnungen ersichtliche Form. Dieselbe dient led'igl'ich
zur Erläuterung des Erfindungsgedankens. So wäre es z. B. möglich, die Maschine
mit verschiedenen Kollektoren auszurüsten, um die Möglichkeit zu erhalten, wahlweise
die einzelnen Verwendungsgebiete zu verwirklichen, denen nach vorstehendem die Erfindung
genügen kann.