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Schaltung an elektrischen Maschinen zur Beeinflussung der Felderregung in Abhängigkeit von der Frequenz der Ankerströme.
Es ist eine häufig im Elektromasehinenbau angewandte Massnahme, die Erregung der Magnetfelder in Abhängigkeit vom Strom, u. zw. in der Regel durch den Strom selbst, zu beeinflussen. Für gewisse
Zwecke kann es aber vorteilhaft werden, die Erregung einer Maschine abhängig zu machen von der
Frequenz des im Anker fliessenden Stromes. Die Erfindung betrifft eine Schaltung, welche unter Ver- wendung von Gleichrichtern eine Regelung des Magnetfeldes der Maschine in Abhängigkeit von der Frequenzänderung ihres Ankerstromes gestattet. Sie erstreckt sich auf Maschinen, welche mit Gleich- strom erregt sind oder permanente Magneten besitzen, insbesondere auf Wechselstrommaschinen.
Dies wird mittels einer Erregerwicklung, die von einem von der Maschine gelieferten gleichgerichteten Strom durchflossen ist, gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass an den Anker der zu regelnden Maschine ein die Erregerwicklung speisender frequenzunabhängiger Gleichrichter in Reihe mit einem frequenzabhängigen Wechselstromwiderstand angeschlossen ist. Zweckmässig enthält der Wechselstromwiderstand wenigstens einen Kondensator, wodurch man eine nicht lineare, z. B. quadratische, Abhängigkeit der Felderregung von der Frequenz erzielen kann.
Für die Ladung von Fahrzeugbatterien wurden bisher im allgemeinen Gleichstrommaschinen verwendet, die mittels einer besonderen Hilfsvorriehtung auch bei stark veränderlicher Drehzahl konstante Spannung zu liefern vermögen. Derartige Einrichtungen sind aber kompliziert und kostspielig.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Schaltung zum Laden einer auf einem Fahrzeug angeordneten Sammlerbatterie mittels eines Wechselstromerzeugers unter Verwendung von Gleichrichtern dargestellt.
Ein von einem Fahrzeug angetriebener Wechselstromgenerator 3 dient dazu, die Sammlerbatterie 1 über eine Gruppe von in Graetz-Sehaltung angeordneten Trockengleichrichtern zu laden. Zur Glättung des Gleichstromes ist eine Drosselspule 9 vorgesehen, welche zwischen die eine Generatorklemme und den Gleichrichter 2 eingeschaltet ist. Damit der Erregerstromkreis des Generators erst bei Erreichung einer bestimmten Drehzahl geschlossen wird, ist im Stromkreise der Erregerwichklung 6 ein Fliehkraftschalter 13 angeordnet. Die Wechselstrommaschine erregt sich daher ähnlich wie eine selbsterregende Gleichstrommaschine. Eine zweite Erregerwicklung 6 ist der Haupterregerwicklung 6 entgegengeschaltet.
Im Stromkreise der Erregerwicklung 6 ist eine zweite Gruppe von in Graetz-Sehaltung angeordneten Gleichrichtern 7 vorgesehen. Diese werden von der Maschine 3 mit Wechselstrom gespeist. In dem den Gleichrichter 7 speisenden Stromkreis liegt ein Wechselstromwiderstand 8, welcher im vorliegenden Falle aus einem induktiv gekoppelten Kondensator besteht. Der Wechselstromwiderstand 8 wird mit zunehmender Drehzahl bzw. Frequenz des Generators kleiner. Infolgedessen steigt der Strom in der Hilfswicklung 6 an. Das wirksame Magnetfeld der Maschine verringert sich, und trotz der höheren Frequenz kann die Spannung der Maschine auch bei grösserer Geschwindigkeit nicht mehr weiter ansteigen.
Auf diesem Wege wird also eine Einrichtung erzielt, welche in einem grossen Drehzahlbereich des Fahrzeuges mit konstanter Spannung arbeitet. Da bei der beschriebenen Einrichtung ein Kollektor vermieden ist und nur einfache und absolut betriebsichere Elemente verwendet werden, erweist sich die Schaltung als ein erheblicher Fortschritt, der noch dadurch erhöht wird, dass die Maschine völlig selbsttätig arbeitet.
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Die Erfindung lässt sich auch anwenden, um bei einem Gleichstrommotor eine konstante Drehzahl auch dann zu gewährleisten, wenn die Spannung des Netzes, an welches der Motor angeschlossen ist, sieh ändert.
In Fig. 2 ist eine Schaltung zur Konstanthaltung der Drehzahl eines Gleichstrommotors bei schwankender Netzspannung dargestellt. Der Gleichstrommotor 22 ist mit zwei Erregerwicklungen und 24 versehen, von denen die Wicklung 23 an das Netz angeschlossen ist. Die Wicklung 24 wird durC'h den Anker der Gleichstrommasehine über Schleifringe und einen Gleichrichter mit gleichgeriehtetcm
Strom gespeist. Ausser dem Gleichrichter 27 ist in den Weehselstromkreis noch ein Kondensator 28 eingeschaltet. Die Wirkungsweise der Anordnung beruht darauf, dass bei einer Drehzahlsteigerung des
Motors die infolge Erhöhung der Netzspannung eintritt, die Frequenz des im Anker der Gleichstrom- maschine fliessenden Wechselstromes erhöht wird.
Es fliesst nun infolge der Verringerung des Wechsel- stromwiderstandes des Kondensators 28 bei erhöhter Frequenz im Gleichstromkreise auch ein grösserer
Strom, und da infolgedessen die Erregung der Wicklung 24 verstärkt wird, muss die Motordrehzahl wieder sinken.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur selbsttätigen Regelung einer elektrischen Maschine mit gleichstromerregtem oder permanentem Magnetfeld in Abhängigkeit von ihrer Frequenz oder Drehzahl mittels einer Erregerwicklung, die von einem von der Maschine gelieferten gleichgerichteten Strom durchflossen ist. dadurch gekennzeichnet, dass an den Anker der zu regelnden Maschine ein die Erregerwicklung speisender frequenzunabhängiger Gleichrichter in Reihe mit einem frequenzabhängigen Weehselstromwiderstand angeschlossen ist.