146395. lajstromszámú szabadalom • Egyenáramú gép kommutátor nélkül
Megjelent: 1960. március 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.395. SZÁM 21. d1 . 5—7. OSZTÁLY — VAv697. ALAPSZÁM Egyenáramú gép kommutátor nélkül Vajda János szigorló villamosmérnök. Nagyharsány A bejelentés napja: 1957. június 26. A gyakorlatban használatos egyenáramú villamos gépek, az elenyésző számú unipoláris vagy hasonló gépektől eltekintve, kommutátoros kivitelűek. A szokásos egyenáramú feszültségekre, például 110 voltra, 220 voltra, 550 voltra vagy nagyobb feszültségekre gazdaságosan csak ilyen gépeket tudtak eddig készíteni. Ugyanis az unipoláris vagy más kommutátor nélküli gépek csak kis, azaz körülbelül 15—30 volt feszültségekre voltak elkészíthetők, de akkor is már sokkal nagyobb méretek adódták, mint a velük egyenlő nagy teljesítményű kommutátoros gépeknél. A találmány megoldja azt a feladatot, hogyan lehet a kommutátor, kefék, segédpólusok, sőt csúszógyűrűk elhagyása mellett, a gyakorlatban használatos fent felsorolt feszültségekre, vagy még ezeknél nagyobb feszültségekre is gazdaságosan egyenáramú generátort vagy motort készíteni. A találmány lényege oly egyenáramú gép kommutátor nélkül, melyre jellemző a váltóáramú gerjesztésű főgép, mely generátorként egyenáram előállítására, motorként egyenáramnak mechanikai energiára történő átalakítására való, és amelynél a gerjesztő többfázisú váltóáram periódusszáma a gép mindenkori szinkron fordulatszámának felel meg, továbbá a vele közös tengelyen levő vagy tengelykapcsolóval kapcsolt forgórészű gerjesztőgép, mely a főgép gerjesztéséhez szükséges többfázisú váltóáramnak egyenáramból való előállítására van kialakítva, az egyenáramú és váltóáramú tekercselés pedig mindkét gépen olyan elrendezésű, hogy a gép forgásakor a gerjesztő többfázisú váltóáram azonos polaritású sarkai kerülnek mindig ugyanazon egyenáramú tekercsrészekkel szembe. Ezzel az elrendezéssel elérjük azt, hogy a gerjesztőgépben oly többfázisú váltóáramot indukálunk, mely a vele mereven kapcsolt főgép forgórészébe vezetve a mindenkori szinkron fordulatszámnak megfelelő periódusszámú, tehát így a főgép állórészében egyenáramot indukál. A találmány egyik kiviteli alakja szerint nemcsak a kommutátor, hanem a csúszógyűrűk és a kefék is elhagyhatók, mert úgy a főgép, mint a gerjesztőgép állórésze egyenáramú tekercselésű, forgórésze pedig többfázisú váltóáramú hornyokba fektetett tekercselésű, mimellett a főgép forgórészének váltóáramot vivő gerjesztőáram vezetékei a gerjesztőgép többfázisú forgórészének megfelelő tekercseitől a tengely irányában vannak odavezetve, a főgép állórészének egyenáramú tekercselése pedig a gerjesztőgép egyenáramú állórésztekercselésének elrendezés tekintetében a többfázisú váltóáramú tekercseléshez viszonyítva egészben vagy részben való leképezése. A találmányt közelebbről a csatolt rajz ábrái alapján magyarázzuk, melyek annak példaképpeni kiviteli alakjait szemléltetik. Az 1. ábra a főgép, illetőleg gerjesztőgép működésének magyarázatához való elvi tekercselrendezési vázlat. A 2. ábra a forgórész tekercseiben indukált váltóáram feszültségdiagrammja, a forgórész elforgatási szögének függvényében. A 3. ábra a főgép és a vele kapcsolt gerjesztőgép távlati elrendezési rajza, a tekercsekben folyó összetartozó áramirányok feltüntetésével. A találmány szerinti, példaképpeni egyenáramú gép működését előbb generátorüzemben" fogjuk elmagyarázni. Az 1. ábra szerint a gerjesztőgép működése olyan, hogy az —1— állórész; —3— egyenáramú tekercselésében az ábrában jelölt irányú egyenáram folyik, mely a forgórész felé az —I— helyen déli, a —III— helyen északi polaritást létesít és az ezek között létesülő erővonalfluxusban forog a váltóáramú többfázisú hornyokba fektetett —4— tekercseléssel ellátott —2— forgórész. Ha a forgórész egyetlen kirajzolt' tekercspárjában indukált feszültség nagyságát és irányát követjük, akkor nyilvánvaló, hogy amidőn a —2— forgórész e kirajzolt —4— tekercspárja az —I—, illetve —III— helyzetet foglalja el, akkor a bennük indukált feszültség nulla. Ha a forgórésznek a berajzolt nyíl irányában való forgását követjük, akkor nyilvánvaló, hogy a tekercspárban indukált feszültség a 2. ábra sinus görbéje szerint alakul és maximumát a tekercs —II—, illetve —IV— helyzetében éri el, amikor az erővonalmetszés is maximális. Ekkor a berajzolt áramirányok szerint a felső félkörön mozgó tekercs északi, az alsó félkörön mozgó tekercs déli polaritású lesz. A felső félkörön mozgó tekercsben a
