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Einrichtung zur Fremdbeliiftung elektrischer Gleichstrommaschinen oder Apparate.
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen für elektrische Apparate und Maschinen, bei welchen die auftretende Verlustwärme durch künstliche Luftströmung abgeführt wird. Da bei wechselnder Belastung die Verluste verschieden hoch sein werden, wird dementsprechend der Bedarf an Kühlluft variieren und es wäre unwirtschaftlich den Antrieb für die Kühlluftförderung-weiterhin kurz Ventilatormotor genannt - auf konstante Leistung einzurichten.
Es sind verschiedene Schaltungen bekannt, welche eine Abhängigkeit der Kühlluftförderung von der jeweilig umgesetzten Leistung bewirken. Zunächst werden Schaltungen ausgeführt, bei weichen der Strom der zu kühlenden Einrichtung-weiterhin kurz Hauptstrom genannt-direkt oder unter Zwischenschaltung von Stromwandlern zur Speisung des Ventilatormotors verwendet wird, ferner sind Einrichtungen bekannt, bei welchen der Ventilatormotor an hauptstromdurchflossene Wicklungsteile gelegt wird, so dass derart der Ventilatormotor eine vom Hauptstrom abhängige Spannung erhält.
Handelt es sich um Apparate grösserer Leistung, insbesondere bei Gleichstrom, so wird in vielen Fällen die Hauptstromstärke im Verhältnis zur Leistung des Ventilatormotors sehr gross sein, so dass bei Verwendung eines hauptstromdurchflossenen Ventilatormotors an diesem nur ein ganz geringer Spannungsabfall von einigen Volt aufzutreten braucht, bei welcher Spannung ein Kollektormotor nicht mehr einwandfrei funktionieren wird.
Die Erfindung betrifft nun die Verwendung von Unipolarmaschinen, welche auch in dem zuletzt angegebenen Fall, wie er sieh besonders bei Gleichrichtern ergibt, die oben angegebenen Nachteile nicht aufweisen. Die leistungsabhängige Kühlung von Gleichrichtern hat man wegen der Unmöglichkeit einen Kollektormotor für grosse Stromstärken und ganz kleine Spannungen zu bauen, nur auf Umwegen über die Wechselstromseite erreicht. So z. B. werden Induktionsmotoren verwendet, denen die elektiische Leistung über Stromtransformatoren zugeführt wird, die in die Anodenzuleitungen geschaltet sind.
Eine andere Lösung benutzt dem Motor vorgeschaltete Drosselspulen, die vom Hauptstrom des Gleichrichters eine magnetische Vorsättigung erhalten, so dass daher der induktive Spannungsabfall in der Drossel vor dem Ventilatormotor bei zunehmender Belastung kleiner wird. Abgesehen von der komplizierten Schaltung ist aber beiden Varianten der Nachteil gemeinsam, dass der frequenzgebundene Induktionsmotor für eine Drehzahlregelung ungeeignet ist.
Die Vorteile der erfindungsgemässen Verwendung von Unipolarmaschinen sind demnach : 1. Möglichkeit der direkten Einschaltung des Ventilatormotors in die Hauptstromleitung, auch bei verhältnismässig grossen Hauptströmen.
2. Die Eigenschaft der Unipolarmaschinen mit zunehmender Stromstärke bei zunehmender Drehzahl ein quadratisch zunehmendes Drehmoment zu ergeben, wie es der Forderung einer hauptstromproportionalen Luftmenge entspricht.
3. Konstruktive Einfachheit und die Möglichkeit der Verwendung einer Quecksilberstromzuführung an Stelle von Bürstenkontakten, was die Verluste des Ventilators noch verringert.
4. Die Möglichkeit, zusätzliche das Feld beeinflussende Wicklungen vorsehen zu können, welche eine Änderung der Charakteristik ergibt, wie sie bestimmten Zwecken entspricht. So kann z. B. bei Gleichrichtern durch eine zusätzliche Wicklung, welche vom konstanten Erregerstrom des Kolbens gespeist wird, die Kühlluftcharakteristik dem tatsächlichen Kühlluftbedarf noch weiter angepasst werden.
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eine Rüeklaufhemmung vorgesehen werden, so dass der Motor erst über einer bestimmten Stromstärke anläuft. Durch Änderung der Stromstärke in der Zusatzwicklung hat man auch ein Mittel in der Hand. die Kühlluftförderung in gewissen Grenzen zu ändern, um sie wechselnden Temperaturen anzupassen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Fremdbelüftung elektrischer Gleichstrommaschinen oder Apparate. weiche durch den die zu kühlende Einrichtung durchfliessenden Gleichstrom so beeinflusst wird, dass die geforderte Kühlluftmenge in einem bestimmten Verhältnis zu den aufgetretenen Stromwärmeverlusten steht. dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsmaschine eine Unipolarmasehine verwendet wird, bei welcher Läufer und Feldwicklung in Serie geschaltet sind und direkt vom Strom der zu kühlenden Einrichtung durch- flossen werden, so dass die Luftförderung angenähert proportional dem Belastungsstrom erfolgt.
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Device for external ventilation of electrical DC machines or apparatus.
The invention relates to devices for electrical apparatus and machines in which the heat loss that occurs is dissipated by an artificial air flow. Since the losses will be different with changing loads, the need for cooling air will vary accordingly and it would be uneconomical to set up the drive for the cooling air conveyance - also called fan motor for short - for constant power.
Various circuits are known which cause the cooling air delivery to be dependent on the respective power output. First, circuits are carried out in which the current of the device to be cooled - also called the main current for short - is used directly or with the interposition of current transformers to supply the fan motor; devices are also known in which the fan motor is connected to winding parts through which the main current flows, so that such the fan motor receives a voltage dependent on the main current.
In the case of apparatus with a higher output, especially with direct current, in many cases the main current strength will be very large in relation to the output of the fan motor, so that when using a fan motor through which the main current flows, only a very small voltage drop of a few volts needs to occur what voltage a collector motor will no longer function properly.
The invention now relates to the use of unipolar machines which, even in the last-mentioned case, as can be seen particularly in the case of rectifiers, do not have the disadvantages indicated above. The power-dependent cooling of rectifiers has only been achieved in a detour via the alternating current side because of the impossibility of building a commutator motor for large currents and very small voltages. So z. B. induction motors are used to which the electrical power is supplied via current transformers which are connected to the anode leads.
Another solution uses choke coils connected upstream of the motor, which receive a magnetic presaturation from the main current of the rectifier, so that the inductive voltage drop in the choke before the fan motor decreases with increasing load. Apart from the complicated circuit, both variants have the disadvantage that the frequency-dependent induction motor is unsuitable for speed control.
The advantages of the use of unipolar machines according to the invention are accordingly: 1. Possibility of switching the fan motor on directly into the main current line, even with relatively large main currents.
2. The property of the unipolar machines with increasing current strength with increasing speed to produce a quadratic increasing torque, as it corresponds to the requirement of an air volume proportional to the main current.
3. Constructive simplicity and the possibility of using a mercury power supply instead of brush contacts, which further reduces the fan losses.
4. The possibility of being able to provide additional windings influencing the field, which results in a change in the characteristic, as it corresponds to certain purposes. So z. B. in rectifiers by an additional winding, which is fed by the constant excitation current of the piston, the cooling air characteristics can be adapted to the actual cooling air requirement.
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a return inhibition can be provided so that the motor only starts above a certain current strength. By changing the amperage in the additional winding you also have a means in hand. to change the cooling air delivery within certain limits in order to adapt it to changing temperatures.
PATENT CLAIMS:
1. Equipment for external ventilation of electrical DC machines or apparatus. soft is influenced by the direct current flowing through the device to be cooled in such a way that the required amount of cooling air is in a certain ratio to the current heat losses that have occurred. characterized in that a unipolar armature is used as the drive machine, in which the rotor and field winding are connected in series and the current of the device to be cooled flows directly through them, so that the air delivery is approximately proportional to the load current.