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Stromerzeugungsanlage, insbesondere für Fahrzeuge.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromerzeugungsanlage mit Weehselstromgenerator ver- änderlicher Drehzahl und gegebenenfalls mit über Gleichrichter angeschlossener Sammelbatterie, die besonders auf Fahrzeugen, z. B. für Beleuchtungszwecke, mit Vorteil Verwendung finden kann.
Für Fahrzeugbeleuchtungszwecke werden heute fast ausschliesslich Gleichstrommaschinen benutzt.
Diese bieten häufig zu Schwierigkeiten Anlass, da Kollektoren bekanntlich sehr empfindliche Maschinenteile sind, die dem rauhen Fahrzeugbetrieb nicht gewachsen sind und ausserdem geschultes Bedienungs- personal erfordern. Der rauhe Betrieb erhöht ausserdem die Kurzschlussgefahr und bringt vielfach Überlastungen, die zu einer Zerstörung der Ankerisolation führen.
Offenbar sind für diese Zwecke Maschinen ohne Kollektor und mit geringerer Kurzschlussempfindliehkeit erheblich vorteilhafter. Gemäss der Erfindung wird daher vorgeschlagen, als Stromerzeuger einen Asynchrongenerator zu verwenden, der primärseitig in an sich bekannter Weise mit Kondensatoren verbunden ist, die den zur Erregung erforderlichen kapazitiven Blindstrom liefern. Dieser Stromerzeuger besitzt einerseits keinen Kollektor, weil ohne weiteres ein Kurzschlussläufer Verwendung finden kann und anderseits hat er den weiteren Vorteil, dass er sieh bei Kurzschluss augenblicklich von selbst entregt und sofort wieder auf Spannung kommt, wenn der Kurzschluss behoben ist.
Da aber der Stromerzeuger bei Land-und Schienenfahrzeugen fast ausschliesslich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionaler Drehzahl angetrieben wird, würde die Spannung und die Leistung des asynchronen Stromerzeugers stark schwanken. Mit Rücksicht auf die zu speisende Beleuchtungsanlage ist jedoch ein stabiler Betrieb, d. h. zum mindesten eine annähernd konstante Spannung erforderlich. Der Betrieb des kondensatorerregten Asynchrongenerators wird daher erfindungsgemäss durch stromabhängige Widerstände stabilisiert, die vom Generatorstrom durchflossen sind. Als stromabhängige Widerstände können dabei sowohl Ohmsche Widerstände, z. B. Eisenwasserstoffwiderstände, als auch Wechselstromwiderstände, z.
B. eine mit dem Strom sich ändernde Induktivität, verwendet werden, wie sie nachstehend noch näher beschrieben wird. Durch diese Massnahme wird trotz veränderlicher Drehzahl ein Stromerzeuger erhalten, welcher neben den bereits erwähnten Vorteilen nicht nur konstante Spannung, sondern auch konstanten Strom und konstante Frequenz abgibt.
Die Erfindung beruht auf der folgenden Betrachtung, welcher die Impedanzgleiehung einer
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widerstand, f2 der Rotorwiderstand einer Phase. Wenn die Phasenzahl des Stators gleich der des Rotors ist, dann ist die Statorimpedanz
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Rotorwicklung ist.
Diese Betrachtung zeigt, dass der Erfindungsgedanke verwirklicht werden kann. Im folgenden sind einige Ausführungsbeispiele erläutert.
Fig. 1-5 stellen schematisch je ein Beispiel der neuen Anordnung dar. Fig. ss und 7 sind schematische Ansichten eines Beispiels einer Vorrichtung, die statt der erwähnten Eisenwasserstoffwiderstände vorgesehen sein kann, u. zw. zeigt Fig. 6 den Ruhezustand, Fig. 7 einen Arbeitszustand.
Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Fig. 1-5 ist eine Asynchrondynamo durch ihren Rotor R und ihren Stator S angegeben.
Der Rotor kann in dem üblichen Käfiganker bestehen.
Der Stator S nach Fig. 1 hat drei Kondensatoren K, drei Eisenwasserstoff-oder ähnliche Widerstände W und Verbraucherlampen L.
Die Widerstände TV können aber auch, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in den Rotorkreis eingeschaltet sein. Der Anschluss der Verbraucher kann entweder in der dargestellten Weise erfolgen oder es kann die Statorwicklung, wie angedeutet, an den Punkten a, b, c angezapft werden, um zur Erreichung der erforderlichen Verbraucherspannung einen besonderen Transformator zu ersparen. Diese Anordnung liefert von einer gewissen Drehzahl ab sowohl praktisch konstante Spannung als auch praktisch konstanten Strom und fast genau konstante Frequenz. Sie ist daher nicht nur zum Beleuchten der Fahrzeuge und Laden von Batterien geeignet, sondern auch zum Erzeugen einer Sollfrequenz für synchron laufende Einrichtungen oder für Netze, die von Asynchrondynamos gespeist werden.
Die Anordnung nach Fig. 3 hat einen Widerstand W der erwähnten Art, der in dem Statorkreise liegt, und drei gleiche Widerstände W in dem Rotorkreise. Die Spannung zum Laden der Batterie ss kann in hohem Masse mittels eines Transformators T hoher Sättigung trotz Schwanken der Frequenz konstant gehalten werden.
Die Einrichtung nach Fig. 4 hat zwischen den Kondensatoren K und den übrigen Teilen der Dynamo einen Transformator T'. Der Stromerzeuger R, 'ist dreiphasig und kann mittels eines Schalters E abgeschaltet werden, damit an den Punkten 8 oder. J eine andere Stromquelle, z. B. ein Weehselstromnetz, angeschlossen werden kann. Dies ist dann vorteilhaft, wenn das Fahrzeug, auf welchem die Dynamo
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Dank dem Transformator T'ist die Einrichtung stärkeren Beanspruchungen seitens des Fahrzeuges gewachsen, als es ohne Transformator der Fall ist. Der Transformator ermöglicht ferner, die Wicklung der Dynamo für geringere Spannungen als sonst auszubilden.
Auch nach Fig. 5 ist ein Transformator T'vorgesehen. Die Dynamo ist hier einphasig. Der Stator li hat zwei Wicklungen die um 90 elektrische Grade gegeneinander versetzt sind. Dies erlaubt, die Dynamo bezüglich Raum und Wirtschaftlichkeit besser als sonst auszunutzen. Der Transformator hat drei Schenkel. Der mittlere Schenkel ist nicht bewickelt und im Querschnitt \/2 mal grösser als die beiden andern Schenkel. Der Stromerzeuger R, S kann wie im Falle der Fig. 4 durch den Schalter E abgeschaltet werden, damit bei. 3 oder 4 eine andere Stromquelle angeschaltet werden kann.
Die Widerstandsvorrichtung W nach den Fig 6 und 7 trägt auf einem Eisenkörper A. zwei
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kreis der Dynamo anschliessbar sind. Die Dynamo ist nicht gezeichnet. Zwischen den Wicklungen C, C' ist ein Anker D um eine Achse i drehbar. Der Anker D trägt eine einzige Kurzschlusswicklung d. An einem Punkt t des Ankers ist eine Zugfeder e angeschlossen.
Sobald der Dynamostrom die Wicklungen C. C'durchfliesst. entsteht in der Wicklung d ein Kurz- schlussstrom, der entgegengesetzt zu dem Dynamostrom fliesst. Der Anker dreht sich infolgedessen in der Richtung des Pfeiles, z. B. in der Lage, die in Fig. 7 gezeigt ist. Hiedurch wächst die Induktanz der Wicklungen C, C'. Die Feder e hält dem Drehmoment des Ankers das Gleichgewicht.
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Hiedurch nimmt auch die Induktanz der Wicklungen C. C'zu. Der Dynamostrom sinkt daher auf jenen gewissen Wert. Die Wicklung d strebt immer, sich senkrecht zur Feldaehse der Wicklungen C, C'zu stellen. Ehe diese Stellung nicht erreicht ist, kann der Dynamostrom seinen grössten Wert nicht über-
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schreiten.
Die Induktanz der Wicklungen C, C'wird also durch das Spielen des Ankers beeinflusst. Hiedurch wird verhindert, dass der Dynamostrom linear ansteigt.
Das Drehmoment des Ankers nimmt mit zunehmender Schwenkung der Wicklung d ab. Die
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ist als in Fig. 6.
Die Achse i, um welche der als Regelungsglied dienende Anker D drehbar ist, ist also konzentrisch in bezug auf den Anker. Dieser gibt daher Anfahr-, Brems- und Schüttelschwingungen des Fahrzeuges nicht so leicht nach wie exzentrisch gelagerte Regelungsglieder.
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1. Stromerzeugungsanlage mit Wechselstromgenerator veränderlicher Drehzahl und gegebenenfalls mit über Gleichrichter angeschlossener Sammelbatterie, insbesondere für Fahrzeuge, gekennzeichnet durch einen Asynehrongenerator (R, S). zu dessen Primärwicklung (8) in an sieh bekannterWeise Kondensatoren (K) parallel geschaltet sind und durch vom Generatorstrom durchflossene stromabhängige Widerstände, z. B. Eisenwasserstoffwiderstände (TV) (Fig. 1).
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