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Vorrichtung an kompoundierten, innenpoligen, ein-oder mehrphasigen Wechselstromgeneratoren
EMI1.1
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einander diametral gegenüberstehende Lamellen sind mit je einem Ende der gesamten Gruppe Resistanzen verbunden, und von den übrigen Lamellen sind zwei und zwei, die im gleichen Winkelabstand von einer der beiden erstgenannten Lamellen liegen, einerseits miteinander durch Ausgleichverbindungen 10 und anderseits mit einem der Verbindungspunkte zwischen den Resistanzen 5 verbunden.
Die Gruppe der Resistanzen 5 ist derart in den Ankerstromkreis des Generators 1 eingeschaltet, dass sie bei Belastung vom Ankerstrom durchflossen wird. Ferner ist dafür gesorgt, dass alle oder ein Teil der
Resistanzen in der Gruppe auch von einem Leerlaufstrom vom Generator durchflossen werden können, wenn keine äussere Belastung eingeschaltet ist, indem eine Spulle 11 der Ankerwicklung 2 in einem be- sonderen Ankerstromkreis enthalten ist, der über einen Teil der Resistanzen 5 oder über sämtliche dieser
Resistanzen geführt sein kann.
Zwecks Erhaltens der erwünschten Abänderungsmöglichkeiten in bezug af das Einschalten der Resistanzen in den Ankerstromkreis sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, die Anschlussklemmen und die Zwischenverbindungspunkte der Gruppe von Resistanzen an feste Kontaktglieder 12 auf einer Klemmleiste od. dgl. und die Leitungen 13 und 14 der Ankerstromkreise an vier bewegbare Kontaktglieder 15 bzw. 16 angeschlossen, die an jedes beliebige Kontaktglied 12 angeschlossen werden können.
Es leuchtet ein, dass man durch die Wahl der Kontaktglieder 12, an die die Kontaktglieder 15 angeschlossen werden. innerhalb weiter Grenzen die Grösse und Phase der Wechselspannung variieren kann, die bei Belastung über die Resistanzen 5 entnommen und über den Kommutator 6unddieBür- stenbrücke 7 gleichgerichtet werden, um der Erregerwicklung 3 als pulsierende Gleichspannung aufgedrückt zu werden. Ebenso kann die Grösse und Phase der Wechselspannung von der Spule 11, die bei Leerlauf über die Resistanzen 5 entnommen und ebenfalls über den Kommutator und die Bürstenbrücke gleichgerichtet wird, durch die Wahl der Kontaktglieder 12, an die die Kontaktglieder 16 angeschlossen werden, variiert werden.
Diejenige Spule der Ankerwicklung, die als die die Leerlaufspannung an den Erreger abgebende Spule 11 gewählt worden ist, liegt absichtlich im Verhältnis zu einer Symmetrielinie durch die Mitte der Ankerwicklungshälften seitlich versetzt, damit der Unterschied zwischen den absoluten Werten, zwischen denen die entnommene Leerlaufspannung variieren kann, die grösstmögliche Ist. Bei symmetrischer Lage der Spule 11 würde nämliche falls die gesamte Spannung von der Spule Leerlauf ist, die Variation bei Änderung der Kontaktglieder 16 zwischen null und 1/2VLeerlauf auf beiden Seiten der Nullage stattfinden können, d. h. der Variationsbereich für den absoluten Spannungswert würde nur if sein.
Es hat sich herausgestellt, dass die Ausgleichverbindungen 10 für die Funktion der Vorrichtung von grösster Bedeutung sind. Ohne sie würde man nämlich nicht die Gleichstrom-Ausgangsspannung von der Bürstenbrücke 7 erhalten, die man als Folge der Spannungsteilung und Spannungsumkehr erwarten könnte,.. welche zu bewirken Zweck des Erregers ist.
Die theoretischen Zusammenhänge, die dieses Ergebnis erklären sollten, sind noch nicht klargelegt worden, man kann sich aber eine Vorstellung über deren Natur bilden, indem man darauf achtet, dass, wenn die Bürstenbrücke 7 eine solche Winkellage einnimmt, dass ihre Bürsten 8 diejenigen Kommutatorlamellen berühren, welche um 900 von den mit den Enden der Gruppe von Resistanzen 5 verbundenen Lamellen versetzt liegen, die zwischen den erstgenannten Lamellen liegende Ausgleichverbindung den Erregerstromkreis kurzschliesst, was zur Folge hat, dass dieser Stromkreis von einem Strom durchflossen wird, der von der in der Erregerwicklung 3 aufgespeicherten, magnetischen Energie herrührt.
In andern Lagen der Bürstenbrücke ist der Erregerstromkreis durch einen gewissen Teil der Resistanzen 5 geschlossen, und die Erregerwicklung wird dort in nur geringem Ausmass in Anspruch genommen, um den Stromdurchlauf im Stromkreis aufrechtzuhalten. ZusammenfassendIam somit gesagt werden, dass die Ausgleichverbindungen eine gewisse Glättung des erhaltenen, pulsierenden Gleichstroms bewirken, abhängig davondass die Induktanz der Erregerwicklung verzögernd auf die Strom- änderungen einwirkt.
Fig. 2 zeigt die Erfindung bei einem einphasigen, vierpoligen Wechselstromgenerator angewandt.
Die Ausbildung ist in ihren Hauptzügen der oben beschriebenen gleich, die Anzahl der Resistanzen 17 ist jedoch gleich einem Viertel der Anzahl der Lamellen auf dem Kommutator 18. Zwei um 1800 voneinander versetzte Lamellen sind miteinander und mit dem einen Ende der gesamten Gruppe von Resistanzen verbunden, und zwei weitere Lamellen, die um 1800 voneinander und um 900 von den beiden erstgenannten Lamellen versetzt sind, sind ebenfalls miteinander und mit dem ändern Ende der Gruppe von Resistanzen verbunden.
Die übrigen Lamellen sind zwei und zwei, die in gleichem Winkelabstand von einer der vier genannten Lamellen liegen. einerseits miteinander durch Ausgleich Verbindungen 19 und anderseits mit einem der Verbindungspunkte zwischen den Resistanzen verbunden (da der Kommutator eine gerade Anzahl Lamellen pro Pol besitzt, werden sämtliche vier Lamellen, die von den mit den Enden der Resistanzengruppe verbundenen Lamellen versetzt liegen, miteinander und mit dem mittleren der Verbindungspunkte zwischen den Resistanzen 17 verbunden).
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Die Bürstenbrücke 20 hat in Fig. 2 vier Bürsten 21, von denen zwei und zwei einander diametral gegenüberstehende Bürsten miteinander und mit einer der beiden festen Leitungen 22 zur Erregerwicklung verbunden sind.
Das Einschalten der Resistanzen 17 in den Ankerstromkreis des Generators über feste Kontaktglieder 23, damit zusammenwirkende bewegliche Kontaktglieder 24 und 25 und an die angeschlossenen Leitungen 26 und 27 ist in voller Übereinstimmung mit dem bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 Beschriebenen vorgenommen. Der Generator ist deshalb in Fig. 2 nicht dargestellt. Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäss Fig. 2 stimmt auch völlig mit dem bereits Beschriebenen überein.
Die Erfindung lässt sich auch an Wechselstromgeneratoren für mehrere Phasen verwenden. Bei einem Dreiphasengenerator z. B. kann der Erreger drei Gruppen von Resistanzen aufweisen, die entweder in A oder in Y-Schaltung in den Ankerstromkreis eingeschaltet sind. In diesem Falle muss die Anzahl der Resistanzen in jeder Gruppe die Hälfte der Anzahl Lamellen pro Phase des Kommutators und ein Drittel der Anzahl Lamellen einer jeden Gruppe zugeordnet sein. Zwei und zwei der Lamellen, die sich im gleichen Winkelabstand von der mittleren derjenigen Lamellen befinden, die der einen Gruppe von Resistanzen zugeordnet worden sind, sind einerseits miteinander durch Ausgleichverbindungen und anderseits mit einem der Verbindungspunkte zwischen den Resistanzen in der Gruppe zu verbinden. Die genannte, mittlere Lamelle ist mit dem einen Ende der betreffenden Gruppe von Resistanzen zu verbinden.
Die Bürstenbrücke ist mit Bürsten von abwechselnd Plus- und Minuspolarität zu versehen, wobei zwei nebeneinander liegende Bürsten verschiedener Polarität mit der Erregerwicklung und die übrigen Bürsten zwei und zwei miteinander verbunden sind, so dass von einer Anzahl Bürstenpaare durch die Resistanzen 5 eine Reihenschaltung gebildet wird.
Im Rahmen der Erfindung lassen sich vielerlei Abänderungen in der Ausbildung vornehmen. Die Resistanzen des Erregers können beispielsweise in den Ankerstromkreis des Generators über Transformatoren statt direkt eingeschaltet sein. Ferner können die Resistanzen durch Induktanzen ersetzt werden, wobei betont sei, dass auch im letzteren Falle nur die Reaktanz jeder einzelnen Induktanz von Bedeutung ist, da es sich nicht um irgendeine gegenseitige induktive Wirkung handelt.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Vorrichtung an kompoundienen, innenpoligen, ein-oder mehrphasigen Wechselstromgeneratoren, deren Erreger seinen zur Erregung des Generators notwendigen Ausgangsgleichstrom nur durch Umformen eines von der Ankerwicklung des Generators empfangenen Wechselstromes mittels eines Kommutators und einer damit zusammenwirkenden Bürstenbrücke erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Phase untereinander gleich grosse Induktanzen oder Resistanzen, die zusammen mit dem Kommutator einen stillstehenden Teil des Erregers bilden, in Reihe zu einer Gruppe zusammengeschaltet sind, wobei die Zahl der Einzelelemente der Gruppe der halben Anzahl Lamellen pro Phase des Kommutators gleich ist, dass von den Lamellen des Kommutators eine Anzahl, die der gesamten Anzahl Lamellen, geteilt durch die Phasenzahl, gleich ist,
der Gruppe von Induktanzen oder Resistanzen für jede Phase zugeordnet ist, und je zwei Lamellen, die sich in gleichen Winkelabständen von der mittleren derjenigen Lamellen befinden, die einer der Gruppen von Induktanzen oder Resistanzen zugeordnet sind, sowohl miteinander durch Ausgleichverbindungen als auch mit einem der Verbindungspunkte zwischen den Induktanzen oder Resistanzen in der Gruppe verbunden sind, während die mittlere Lamelle mit dem einen Ende der betreffenden Gruppe von Induktanzen oder Resistanzen verbunden ist, dass die zu jeder Phase gehörende Gruppe von Induktanzen oder Resistanzen direkt oder über einen Transformator in den Ankerstromkreis des Generators eingeschaltet ist, und dass die Bürstenbrücke auf der Generatorwelle angeordnet ist,
um zusammen mit dem Generatorläufer umzulaufen und ausserdem ihre Bürsten mit der Erregerwicklung auf dem Läufer fest verbunden sind.