<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung an elektrischen Stromerzeugern zur Kompensation periodischer Spannungs-und Strom- schwankungen.
An rotierenden elektrischen Stromerzeugern (Gleich-oder Weehselstromgeneratoren) können störende periodische Spannungsschwankungen auftreten, die ihre Ursache entweder in periodischen Drehzahlsehwankungen infolge des Ungleiehförmigkeitsgrades des Antriebes oder in Unsymmetrien in der konstruktiven Ausbildung des Stromerzeugers haben können. Diese Spannungsschwankungen sind starr an die Drehzahl gebunden, d. h. zwischen ihrer Frequenz und der Drehzahl des Stromerzeugers besteht ein konstantes rationales Verhältnis.
Die Verminderung oder Beseitigung derartiger Spannungsschwankungen erfordert bisher die
Verminderung oder Beseitigung der erzeugenden Ursachen, was mit grossen Kosten verbunden sein kann.
Speziell erfordern Lichtanlagen, deren Stromerzeuger von einer Kolbenmaschine (Dampfmaschine, Verbrennungsmotor u. a. ) angetrieben werden, bei niedrigen Zylinderzahlen der Kolbenmaschine und niedrigen Drehzahlen für flimmerfreies Licht in den angeschlossenen Glühlampen zur Erreichung des notwenigen Ungleichförmigkeitsgrades so schwere Schwungräder dass deren Anwendung wirtschaftlich nicht mehr gerechtfertigt erscheint und auch bei kleineren Leistungen eine teurere Mehrzylindermaschine verwendet werden muss.
Erfindungsgemäss werden nun derartige starr an die Drehzahl des Stromerzeugers gebundene Spannungs-und Stromschwankungen, gleichgüluig, ob sie erwartet oder unerwartet auftreten, dadurch beseitigt oder verringert (kompensiert), dass durch an sieh bekannte oder noch nicht bekannte Mittel das für die Stromerzeugung wirksame Magnetfeld des Stromerzeugers in periodische Schwankungen versetzt wird, die mit den zu kompensierenden Schwankungen frequenzgleich sind und deren Phase und Amplitude so gewählt wird, dass der beabsichtigte Erfolg zustande kommt. Kennzeichnend ist hiebei, dass die Vorrichtung, welche die Schwankung des wirksamen Magnetfeldes bewirkt, mechanisch von der Welle des Stromerzeugers oder von anderen mit dieser zwangläufig gekupl elten Wellen oder schwingenden Konstruktionsteilen, z.
B. von der Steuerwelle oder dem Kolben des treibenden Verbrennungsmotors betätigt wird.
Als an sieh bekannte Möglichkeiten für die Änderung des wirksamen Magnetfeldes seien erwähnt :
1. Änderung des magnetischen Widerstandes an einer beliebigen Stelle des magnetischen Kreises, u. zw. durch a) Änderung eines Luftsraltes, b) Änderung eines magnetischen Nebenschlusses zu den Hauptluftspalten, e) Änderung eines Eisenquersehnittes, d) Änderung einer anderen, den magnetischen Widerstand beeinflussenden Grösse,
2. Änderung der Erregung, u. zw. durch a) einen stetig oder stufenweise in einer oder mehreren Stufen veränderlichen Widerstand in Reihe mit oder parallel zu der Erregerwicklung, b) andere, den Strom in oder die Spannung an der Erregerwicklung beeinflussende Massnahmen, z. B. Erzeugung einer schwankenden Erregerspannung mittels einer der hier geschilderten Methoden.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Anwendungsbeispiel, bei dem die Kompensation durch periodische Schwankungen der Erregung erreicht wurde.
Auf der Generatorwelle 1 (Fig. 1) sitzt isoliert der Schleifring 2, dem der Strom durch die feste Bürste 3 zugeführt wird. Dieser Schleifring trägt die rotierende Bürste 4, welche den Kontakt zu dem
<Desc/Clms Page number 2>
feststehenden Lamellenpaket 5 vermittelt. Dieses besteht aus einer Reihe gleicher Metallamellen 6, die, voneinander durch Zwischenlager isoliert, durch die gleichfalls isolierten Bolzen 7 zusammengehalten werden. Die einzelnen Lamellen sind untereinander durch die Widerstandsverbindungen 8 verbunden, der Strom wird bei einer Endlamelle bei 9 abgeführt. Die Anordnung stellt einen periodisch veränderlichen Widerstand dar, wobei durch verschieden grosse Ausbildung der einzelnen Widerstandsverbindungen 8 beliebige Kurvenformen erzielt werden können.
Das Lamellenpaket ist durch den Tragbügel j ! C in dem festen Lager 11, dessen Achse mit der Generatorachse zusammenfällt, drehbar gelagert und kann mit der Mutter 12 in jeder beliebigen Lage festgeklemmt werden, wodurch die Phase des Widerstandsverla1 ; lfes geändert werden kann.
Die ganze Anordnung liegt im Erregerstromkreis des Generators (Fig. 2), der hier als fremderregter Gleichstromgenerator angenommen ist ; jedoch ist dieselbe Anordnung bei jedem anderen gleichstromerregten Generator möglich. 13 ist. die Antriebsmaschine, 14 der Anker bzw. der Kollektor des Generators, 15 die Erregerwicklung, 16 der Erregerwiderstand, der von Hand oder automatisch geregelt sein kann. Der von Hand veränderliche Widerstand 17 überbrückt den gesteuerten Widerstand 5 und ermöglicht so eine Änderung der Amplitude der Kompensationswechselspannung während des Betriebes, was jedoch auch durch andere Mittel, z. B. durch einen Parallelwiderstand zur Erregerwicklung 15 oder durch Änderung der Exzentrizität der rotierenden Bürste 4 erreicht werden kann.
Die Oszillogramme, Fig. 3, welche den Verlauf der Spannungsschwankungen im Hauptstromkreis eines von einem Zweizylinder-Viertakt-Dieselmotor angetriebenen fremderregten Gleichstromgenerators darstellen, zeigen das Ergebnis der Kompensation bei einer Versuchsausführung in einem praktischen Fall.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung an elektrischen Stromerzeugern zur Kompensation periodischer Spannung-un Stromschwankungen, deren Frequenz zur Drehzahl des Stromerzeugers in einem konstanten rationalen Verhältnis steht, durch periodische Veränderung des wirksamen Magnetfeldes des Stromerzeugers dadurch, gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, welche diese Änderung des Magnetfeldes bewirkt, mechanisch von der Welle des Stromerzeugers oder von anderen mit dieser zwangläufig in beliebigem Übersetzungsverhältnis gekuppelten Wellen oder schwingenden Konstruktionsteilen betätigt wird.