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Vorrichtung zum Strom-bzw. Wattsparen für elektrische Beleuchtung.
Die in dem Stammpatent Nr. 117620 beschriebene Strom- bzw. Wattspareinrichtul1g wird normalerweise nur dort Verwendung finden können, wo ein Gleichstromnetz vorhanden ist. Bei einem Wechselstromnetz ist die Unterbrechung so einzurichten, dass der Unterbrechermotor genau nach Tourenund Perioden lnzahl jedesmal annähernd den Scheitelpunkt der Stromkurve (Sinuskurve) erreicht. Dies erfordert genaueste Regulierung der Tourenzahl des Unterbreehermotors. Zweck der Erfindung ist, diese Bedienungsschwierigkeit zu überwinden.
Fig. 1 stellt den graphischen Verlauf der Wechselstromkurve dar ; Fig. 2 zeigt die Anordnung eines Unterbrecheraggregates für einen Wechselstromkreis. Fig. 3 zeigt da5 GrundschaJtungsschema hiefür.
Fig. 4 zeigt die Anordnung eines Unterbrecheraggregates sowie Grundschaltungsschema für mehrere Wechselstromkreise. Fig. 5 zeigt eine Unterbrechereinrichtung nebst Grundschaltungsschema durch ein polarisiertes System.
Bei der sinusförmig verlaufenden Wechselstromkurve (Fig. 1) sind die Unterbrechungen so gewählt, dass innerhalb einer Periode die Unterbrechung angenommen sechsmal hintereinander erfolgt, wobei das Verhältnis der Einschaltzeit zur Ausschaltzeit genau in den entsprechenden Grenzen gehalten werden kann. Eine geringe Änderung der Tourenzahl des Unterbrechermotors hätte eine Verschiebung der Unterbrecherstellen innerhalb der Periode (wie gestrichelt Fig. 1) zur Folge. Da zwei Unterbrecherstellen sich immer in unmittelbarer Nähe des Scheitelpunkte der Stromkurve befinden, so wird dies genügen, um immer ein dauerndes zuckungsfreies Aufleuchten der Lampen zu erhalten.
Bei einer angenommenen Periodenzahl 50 und sechsfacher Unterbrechung ist die Tourenzahl des Motors zirka 3000 und die sekundliche Unterbrechung 300.
Bei der praktischen Ausführung (Fig. 2) wird wie bei dem Stammpatent Nr. 117620 der Schleif- ring b verwendet, welcher, in seiner Verlängerung durch eine noch zu beschreibende Lücke unterbrochen, in diesem Falle sechs mit ihm metallisch verbundene Schleifsegmente c besitzt. Die zwischen den Segmenten e entstehenden Unterbrecherlücken werden durch isoliert aufgesetzte Ergänzungssegmente d ausgefüllt. Die Zuleitungsbürste i schleift auf dem Vollring b, während die Ableitungsbürsten k, in diesem Falle sechs an der Zahl, sternförmig, entsprechend den Ableitungssegmenten e, angeordnet sind. Die sternförmige Anordnung der Bürsten ist gewählt, um eine genügende Menge Strom zu unterbrechen und abzuleiten.
Für grössere elektrische Leistungen empfiehlt es sich sogar, auf der verlängerten Motorachse f mehrere solcher Unterbrecher hintereinander anzuordnen. Die Ableitungsbürsten k sind kurzgeschlossen, und der Strom wird zu den parallel geschalteten Lampen geführt. Bei 220 Volt Netzspannung werden hinter den Unterbrecher geschaltete 220-Volt-Lampen nur schwach glühen, während 110-Volt-Lampen derselben Wattzahl hell aufleuchten ; cl. h. die diesen Lampen normalerweise schädliche Spannung wirkt sich infolge der Unterbrechung nicht aus, wenn das Verhältnis der Einsehaltezeit zur Aussehaltezeit richtig gewählt ist. Fig. 3 zeigt das Schaltschema für Wechselstrom.
Es ist auch möglich, den Wechselstrom auf mehrere Stromkreise wie bei Gleichstrom s. Stammpatent Nr. 117620) zu verteilen. Der vom Netz kommende Strom (Fig. 4) passiert die Sicherungen 1, den Zähler 1n und wird an die sechs sternförmig verteilten Zuleitungsbürsten i geführt. Bei einem in diesem Falle 36teiligen Unterbrecher werden je sechs um 60 versetzte Segmente c zu einem Pol zusammengeschlossen und an den Ableitungsring d angeschlossen, um von hier aus über die feststehende Ableitung-
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der Netzwechselstrom ununterbrochen.
Im Falle des Versagens des Unterbrechermotors besteht die Gefahr, dass die 110-Volt-Lampen dauernd an die volle Netzspannung gelegt werden, welches ein Durch brennen derselben zur Folge hätte. Um dies zu verhindern, ist eine automatische Ausschaltung des Zuleitungsstromes vorgesehen. Der mit der Zuleitungsbürste i verbundene Schleifring b (Fig. 2) ist unterbrochen. Die elektrische Verbindung des Schleifringes b mit den Ableitungssegmenten erfolgt folgendermassen :
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Bei Inbetriebsetzung des Unterbrechermotors a werden die mitrotierenden Schaltklötze infolge der Zentrifugalkraft nach aussen geschleudert und legen sich gegen die Schleifringe b und e, wodurch die elektrische Verbindung hergestellt ist. Bei Nachlassen der Tourenzahl des Motors überwinden die Spiralfedern t die Zentrifugalkräfte, und die Zuleitung ist unterbrochen.
Als Wattspareinrichtung für kleinere Verbraucher kann folgendes polarisiertes System benutzt werden : Das polarisierte System setzt sich aus einem permanenten Magneten t', einem mit hintereinandergeschalteten Spulen versehenen Eisenkern w und dem Anker x zusammen. Der vom Netz kommende Wechselstrom (Fig. 5) geht über die Sicherungen l, den Zähler 1n und durchfliesst die Spulen y, worauf der Anker x unter dem Einflusse des Wechselstromes in synchrone Schwingungen gerät.
Ein mit dem Anker a ; verbundener Unterbrecherhebel z pendelt zwischen den Kontakten z1 und Z2 derart hin und her, dass der über denselben fliessende Netzwechselstrom im Sinne der periodischen Schwingungen des Wechselstromes unterbrochen wird, u. zw. erfolgt die Einstellung des Unterbrecherhebels s so. dass jedesmal ein kleiner Streifen aus dem Scheitelstück der Weckselstromkurve herausgeschnitten wird, so dass die Glühlampe einwandfrei brennt. Die Einschaltezeit gegenüber der Ausschaltezeit ist so klein
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zeitig zu betätigen.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Vorrichtung zum Strom-bzw. Wattsparen für elektrische Beleuchtungsanlagen nach Patent Nr. 117620, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzwechselstrom durch einen rotierenden Unterbrecher um ein Mehrfaches der Periodenzahl des Wechselstromes unterbrochen wird, wobei selbst bei Touren- änderung des Antriebsmotors immer annähernd der Scheitelpunkt der Weehselstromkurve erreicht wird, so dass die Glühlampen einwandfrei brennen.