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Einrichtung zur Herabsetzung der Eurzschlusswirkung in Nebenschluss-oder Verbund- maschinen mit oder ohne Wendepole.
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u. zw. Pfeil 3 im Falle der Beseitigung des Kurzschlusses, wobei ein magnetverstärkender, die Spannung in den Ankerleitern erhöhender und die Zündspannung bewirkender Induktionsstoss in Wicklung w, ul in gleichsinniger Richtung mit der Erregerstronmchtung im Nebenschluss n, n'eintritt und Pfeil 4 im Falle des Kurzschlusseintrittes, wobei ein magnetschwächender, die Ankerspannung erniedrigender und die Kurzschlussstromstärke herabsetzender Induktionsstoss in entgegengesetzter Richtung zur Stromrichtung in n, n'und in'/0, 10'eintritt.
Die Wirkungsweise der Einrichtung beruht auf den Lenzschen Induktionsgesetzen, dass nämlich beim Anwachsen eines magnetischen Feldes in einem das Feld umschliessenden Leiter ein Strom induziert wird, der von entgegengesetzter Richtung desjenigen Stromes ist, welcher dieses magnetische Feld erzeugt bzw. hervorruft oder erregt.
Wird bei Betrachtung der Schwächung der magnetisierenden Wirkung vom Zustande der leerlaufenden Dynamo ausgegangen, also kein oder doch ein minimales, daher vernachlässigbares Ankerquerfeld als vorhanden angenommen, da der Anker nur den schwachen Strom für die Erregung (Nebenschlusswirkung) zu liefern hat und der Einfachheit halber das Ankerfeld gleich Null gesetzt, dann entsteht, wenn Kurzschluss eintritt, durch die hohen Ampèrewindungen in der Ankerwicklung ein starkes Querfeld, quer zur Richtung des Hauptfeldes, welch letzteres von N nach S verläuft.
Die Wicklung w, 10'umschliesst das Querfeld, da ja laut Zeichnung deren Windungen im N-Pol eintreten und im S-Pol austreten, also. das Querfeld umkreisen. Durch das plötzliche Anwachsen des Ankerquerfeldes von praktisch gleich Null auf das Maximum an Kraftlinien, welches das Ankereisen aufzunehmen imstande ist, muss in den Windungen w, w' ein Strom bzw. eine Spannung (EMK) auftreten, die in Richtung demjenigen Strome, welcher das Ankerfeld erzeugt, entgegengesetzt ist, so wie dies dem Lenzschen Gesetze gemäss bekannt ist.
Ist nun die Hintereinanderschaltung zur Nebenschlusswicklung derart ausgeführt, dass die beabsichtigte Schwächung des Hauptfeldes tatsächlich stattfinden kann, so hat man es durch richtige Wahl der Windungszahl in der Hand, eine beliebig gewünschte Spannung (EMK) in der Wicklung tu, ?'im Kurzschlussfalle zu erzeugen, die wiederum in Serienschaltung mit Wicklung n, n' (Nebenschluss) bei richtigem Schaltsinn eine Subtraktion (Schwächung) der Neben- schlussspannung bewirkt.
Ist der Fall umgekehrt, d. h. wird der Kurzschluss aufgehoben, dann muss nach dem Induktionsgesetz von Lenz, durch das Verschwinden (Verkleinern) des Ankerquerfeldes in der Wicklung w, w', die dasselbe umschliesst, eine induzierte Spannung entstehen, die das Verschwinden respektive Verkleinern des Ankerquerfeldes aufzuhalten bestrebt ist, d. h. jetzt ist die Richtung des Induktionsstosses umgekehrt in bezug auf den ersterwähnten Fall mit dem Kurzschluss. Der in w, w' induzierte Stromstoss verläuft also in gleicher Richtung mit dem Nebenschlussstrom und-die Spannungen im Nebenschluss und in w, w'addieren sich.
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EMKe, die in den Wicklungen auftreten, anwachsen.
Es wird also die Ampèrewindungszahl im Nebenschluss erhöht, der Hauptkraftlinienfluss verstärkt und die Ankerspannung steigt automatisch. Es kann also beim Aufheben des Kurzschlusses an der Unterbrechungsstelle automatisch die zur Erzeugung eines Lichtbogens gewünschte Zündspannung aus der Maschine entnommen werden.
Eine besondere Einrichtung hat den Zweck der Kraftlinienverdrängung und der Schwächung des Hauptfeldes im Kurzsehlussfalle und des automatischen Absinkens der EMKe in der Ankerwicklung auf ein zulässiges Mass ; weiters wird hiedurch die Verringerung der Kurzschlussstromstärke auf die beabsichtigte, der Maschine nicht mehr schädliche Grösse bewirkt. Dies wird auf folgende Weise erreicht : In den Nuten der Polschuhe N und S sind Windungen g, g'gelegt, die mit der Ankerwicklung in Serie geschaltet sind. Beide Wicklungen sind gleichsinnig geschaltet, so dass das Ankerquerfeld bei auftretendem Kurzschluss nicht kompensiert, sondern verstärkt wird.
Die Querfeldlinien verlaufen hiedurch in folgender Weise : Links treten sie aus dem Umfange des Ankers aus, nehmen ihren Weg zum Teil rechts und links der neutralen Zone und streben den linken Polecken der Hauptpole N und S zu, treten in diese ein und durchströmen die Polschuhe quer zur Hauptfeldrichtung von links nach rechts. In der rechten Hälfte der Polschuhe treten sie wieder aus und strömen nächst der neutralen Zone der rechtseitigen Umfangshälfte des Ankers zu, um derart einen geschlossenen magnetischen Stromkreis zu bilden. Es entstehen somit zwei magnetische Querfeldstromkreise, die bei 1 und 2 (Zeichnung) ihre neutralen Zonen haben.
Neben diesen Querfeldlinien (D a laufen. die Hauptfeldkraftlinien < j, die Hauptpole und den Anker durchströmend, und ebenso die Hilfspolkraftlinien vorbei. Die Querfeldkraftlinien überqueren in einem und demselben Polbogen den Luftspalt einmal aus dem Anker austretend, einmal in den Anker eintretend, wodurch die EMKe der sie schneidenden Ankerleiter gegeneinander wirken, ihre Spannungen sich also gegeneinander aufheben.
Wirksame EMKe entstehen nur in jenen Ankerleitern, welche den in einer Polschuhhälfte zusammengedrängten Hauptkraftsehluss zuschneiden Weiters wird bei-Vorhandensein von Hilfspolen der Hilfspolkraftscbluss neben dem Ankerquer- und dem Hauptfeldkraftschluss durch das Polschuheisen hindurchgetrieben. Durch Hinzutreten des starken Querflusses werden die bei Leerlauf
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der Maschine über den Polbogen gleichmässig verteilten Kraftlinien nach einer Polecke verdrängt und finden hiemit bei ihrem Durchgang im Kurzschlussfalle einen gedrosselten Eisenquerschnitt.
Da das Eisen in der Aufnahme von Kraftlinien eine gewisse Grenze hat, so ergibt sich daraus eine Verringerung der Hauptkraftlinienzahl aus dem Grunde, weil die Polschuhfläche während des Kurzschlusses zum grössten Teil schon durch die Querfeldkraftlinien besetzt ist. Die Querfeldkraftlinien verdrängen somit die Hauptfeldkraftlinien, der wirksame Hauptschluss wird reduziert und die EMK im Anker muss absinken.
Durch geeignete Bestimmung der Eisenquerschnitte und Windungszahlen der mit dem Anker hintereinander geschalteten Wicklung g, g'hat man es in der Hand, die Reduktion der EMK im Anker auf ein gewünschtesMassimKurzschlussfalleherunterzudrücken.
An dem Wesen dieser Anordnung wird nichts geändert, ob nun zu dieser noch die Hilfspolwicklung oder die bekannte Hauptschlusswicklung oder beide gleichzeitig in Serie geschaltet werden. Ebenso kann auch die Wicklung w, M'allein mit entsprechend angepasster Windungszahl in Serie mit dem Anker und ebenso auch die Wicklung g, g'oder beide gleichzeitig mit dem Anker in Serie geschaltet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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des Ankerquerfeldes der Erregerstrom verstärkt wird.