<Desc/Clms Page number 1>
Schaltungseinrichtung zur selbsttätigen Spannungsregulierung von mit veränderlicher Tourenzahl und Drehrichtung umlaufenden Generatoren, insbesondere für Zugbeleuchtungsanlagen.
EMI1.1
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Beleuchtungsanlagen, bei welchen der Generator starken Geschwindigkeitsänderungen und auch Wechseln in der Drehungsrichtung ausgesetzt ist, wie z. B. bei Beleuchtungsanlagen von Eisenbahnzügen, bei welchen der Generator von einer Wagenachse aus getrieben wird.
Die Erfindung betrifft insbesondere solche Beleuchtungsanlagen, bei welchen eine selbsttätige Regelungsvorrichtung vorgesehen ist, welche den Strom bezw. die Spannung ohne Rücksicht auf die Ganggeschwindigkeit des Generators praktisch genommen konstant und ohne Rücksicht auf die Drehungesrichtung des Ankers stets gleich gerichtet erhält. Die selbsttätige Regelungsvorrichtung derartiger Beleuchtungsanlagen, von denen eine in der Patentschrift Nr.
14572 beschrieben ist, umfasst im allgemeinen eine Erregermaschine, welche den Strom für die Foldmagnete des Generators oder der Hauptdynamo liefert und deren Geschwindigkeit sich in um- gekehrtrll1 Sinne wie die Geschwindigkeit der lIal1ptdynamo ändert, so dass die Steigerung der einen Geschwindigkeit von einer Abnahme der anderen begleitet ist. Die Erregermaschine erhält Antrieb von einem Motor, dessen Feldmagnet Strom von einer Hilfsdynamo erhält, die mit derselben Geschwindigkeit und in derselben Richtung läuft, wie
EMI1.2
stillsteht oder so langsam fährt, dass der IIauptgenerator nicht die erforderliche Spannung erzeugt.
Damit Regelungseinrichtungen dieser Art gut arbeiten, muss das Eisen in der Hauptdynamo und im Motor im ganzen Leistungsbereich der Anlage tief unter der magnetischen Sättigung gehalten werden und hiedurch wird das Gewicht und die Grösse dieser Maschinen viel grösser als die Leistung der Anlage sonst erfordern würde.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, Einrichtungen dieser Art, so aus- zugestalten, dass die gewünschte Wirkung mit kleineren und leichteren Maschinen und innerhalb grösserer Schwankungen der Geschwindigkeit erzielt werden kann. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist der, die Leistung der Hauptdynamo bei fortschreitender Ladung der Sammelbatterie zu vorringern, um Energieverluste und nutzlose Zersetzung des Elektrolyten zu verhüten, wenn die Batterie einmal geladen worden ist. Endlich bezweckt die vorliegende Erfindung die Erregung der Hauptdynamo und ihre Leistung nach Massgabe der Belastung der Nutzleitung zu erhöhen oder zu verringern.
In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Schaltungsschema der Einrichtung nach vorliegender Erfindung jedoch ohne die Einrichtung, welche die Erregung der Hauptdynamo nach Massgabe der Belastung ändert, Fig. 2 zeigt schematisch die Einrichtung zur Änderung der
EMI1.3
<Desc/Clms Page number 2>
gehen, in deren einen ein selbsttätiger Spannungsregler H bekanntor Art eingeschaltet sein kann. Der Erregungsstrom für die Feldmagnete der Hauptdynamo wird vom Anker einer Erregermaschino A'geliefert, die ihren Antrieb durch einen Motor D erhält ; dessen
EMI2.1
e', e angeschlossen, und in diese ist ein selbsttätiger Schalter F bekannter Art eingeschaltet.
Der Erregungsstrom für den Foldmagneten des Motors D wird vom Anker einer Hilfs- dynamo C durch Leitung 0, c'geliefert. Der Anker der Hilfsdynamo dreht sich mit einer Geschwindigkeit die proportional oder gleich ist zu jener des Ankers der Hauptdynamo, beispielsweise dadurch, dass. wie die Zeichnung zeigt, die Anker der beiden Maschinen auf derselben Welle a sitzen, die durch geeignetes Vorgelege (Riemen und Riemenscheibe al, a2) von einer geeigneten Kraftquelle getrieben wird, beispielsweise von der Achse eines Wagens eines Zuges.
Eine derartige Anlage ist in der vorerwähnten Patentschrift Nr. 14572 beschrieben, dabei sind die Feldwicklungen der Erregermaschine und der Hilfsdynamo in Parallelschaltung zu den Lampen an die Speiseleiter angeschlossen. Die Wirkung dieser Anordnung ist die, dass je langsamer die Haupt-und die Hilfsdynamo laufen, desto schneller der Motor D und damit die Erregermaschine E läuft und somit desto stärkeren Erregerstrom an die Hauptdynamo abgibt, so dass die Spannung an den Bürsten der letzteren innerhalb gewisser Geschwindigkeitsgrenzen angenähert konstant ist, und ferner dass die Richtung des von der Hauptdynamo gelieferten Stromes unabhängig ist von der Drehuncsrichtung der Hauptdynamo.
Um nun die Geschwindigkeitsgrenzen, innerhalb welcher die Spannung an den Haupt- dynamoklemmen angenähert konstant gehalten wird, zu erweitern und auch den bei stärkeren Strömen auftretenden Sättigungserscheinungen Rechnung zu tragen, wird die Feldstärke der Erregermaschine nach vorliegender Erfindung veränderlich gemacht, und zwar so, dass die Feldstärke der Erregermaschine steigt, wenn die Geschwindigkeit der Hauptdynamo sinkt und umgekehrt, wobei aber die bei der bekannten Anlage bestehende Beziehung zwischen der Ganggeschwindigkeit der Hauptdynamo und der Erregermaschine, dass nämlich beim Steigen der ersteren die letztere sinkt und umgekehrt beibehalten wird.
Dies kann in mancherlei Weise geschehen, am einfachsten dadurch, dass, wie die Zeichnung zeigt, ein Teil E2 der Feldwicklung der Erregermaschine mit dem Anker des Motors D in Reihenschaltung verbunden wird, während der andere Teil E'der Bewicklung der Er- regermaschine E in Parallelschaltung zu den Lampen B an die Speiseleiter angeschlossen ist ; die Feldbcwicktung c, c der Hilfsdynamo C kann gleichfalls in Parallelschaltung zu den Lampen an die Speiseleitung angeschlossen werden (durch Draht ci) und den in die punktiert gezeigte Stellung gebrachten Handschalter c3) oder unmittelbar an die Klemmen der Sammelbatterie B'angelegt sein (durch Draht c7 und den in die vollgezogen gezeigte
Stellung gebrachten Handschalter c3).
Es werde nun die Welle a in Bewegung gesetzt, während der Handscha1ter cil auf dem Stromschlussstück c4 liegend, die Feldwicklung c2 der Hilfsdynamo C mit den Lampen parallel schaltet und so die Feldwicklung von einem praktisch genommen konstanten Strom durchflossen wird, da die Spannung in der Nutzleitung b, b'durch den von einem zu den
Lampen parallel geschalteten Solenoid h' und Schaltarm h des Spannungsreglers H konstant gehalten ist.
Mit zunehmender Geschwindigkeit der Welle a steigt die Stromstärke im
Anker der Hilfsdynamo und damit die Feldstärke des Motors D bis bei einer bestimmten
EMI2.2
und die damit in Reihenschaltung verbundene Feldbewicklung E2 sowie die zu den Lampen parallel geschaltete Feldbewicklung E' der Erregermaschine E einschaltet. Hiedurch wird der Motor und die Erregermaschine in Gang gesetzt, und zwar wird ihre Geschwindigkeit um so kleiner, je grösser die Geschwindigkeit der Welle a wird.
Mit zunehmender Ge- schwindigkeit der Hilfsdynamo C steigt die Feldstärke im Motor D und die im Anker des letzteren hervorgerufene elektromotorische Gegenkraft und die Stromstärke im Motoranker und in der damit in Reihenschaltung verbundenen Bewicklung sinkt. Der von der Krregcrmaschine E gelieferte Erregungsstrom für die Hauptdynamo nimmt daher bei ab- oder zunehmender Geschwindigkeit der letzteren nicht nur wegen des Steigens bezw. Sinkens der Geschwindigkeit der Erregermaschine, sondern auch wegen des Steigens bezw.
Sinkens der Feldstärke dersetben zu bezw. ab, so dass der Erregungsstrom der Hauptdynamo ruscher steigt als ihre Geschwindigkeit sinkt und das gestattet eben eine konstante Spannung an den Bürsten der Hauptdynamo auch dann zu erreichen, wenn die Feldmagnete der Hauptdynamo bis nahe zur Sättigung beansprucht werden.
Wenn die elektromotorische Kraft der Hauptdynamo hinreichend angewachsen ist, um die Sammelbatterie zu laden und der Strom in der Nebonschlusswicklung g des selbsttätigen Schalters G so stark geworden ist, dass die Hauptdynamo eingeschaltet wird, so unterstützt der durch die Reihenwicklung g' des Schalters gehende Strom von der Haupt-
<Desc/Clms Page number 3>
dynamo die magnetisierende-Wirkung der Nebenschlusswicklung 9 und halt den Schalter geschlossen, bis die Geschwindigkeits- oder Erregongsbedingungen, derartige geworden sind, dass die elektromotorische Kraft der Hauptdynamo unter jene der Batterie sinkt, wo dann die letztere sich durch die Hauptdynamo und die Reihenwicklung des selbsttätigen Schalters entladet und letztere,
der Nebenschlusswicklung entgegenwirkend, die Öffnung des Schalters und die Ausschaltung, der Hanptdynamo veranlasst.
Wenn die Feldwicklung der Hilfsdynamo in Parallelschaltung zu den Lampen etc. an die Nutzleitung angeschlossen ist, was dann der Fall ist, wenn der Schalter c : s sich in der punktiert gezeigten Stellung befindet, so sendet die Hauptdynamo einen praktisch genommen konstanten Strom in die Sammelbatterie. Dies ist nicht erwünscht, wenn die
EMI3.1
Batterie letztere beschädigen kann und in jedem Falle Energieverloste und unnütze Zersetzung des Elektrolyten mit sich bringt.
Andererseits ist, wenn die Feldbewicklung der Hilfsdynamo unmittelbar an die Klemmen der Sammelbatterie angeschlossen ist, was bei der in vollgezogenen Linien gezeigten Lage des Schalters c3, wo er auf Stromschlussstück c6 liegt, der Fall ist, die Stärke dieses Feldes den mit der Ladung und Entladung der Batterie verbundenen Schwankungen der Spannung derselben ausgesetzt und die Spannung an den Bürsten der Hilfsdynamo steigt und sinkt mit der Batteriespannung ; diese Schwankungen bewirken ebenso wie die von Geschwindigkeitsänderl1ngen herrührenden durch die Vermittlung der Erregungseinrichtung eine Verringerung oder Steigerung der Erregung der Hauptdynamo und somit auch der Leistung der letzteren, und zwar in höherem Masse als die Batteriespannung sich ändert, was sehr erwünscht ist.
Auf diese Weise wird die Hauptdynamo derart geregelt, dass sie den zur richtigen Ladung der Batterie erforderlichen Strom aber nicht mehr liefert und der Strom abnimmt, wenn die Batteriespannung steigt, während eine Entladung der Batterie, beispielsweise durch Anzünden von Lampen während eines Stillstandes des Zuges eine Verstärkung des von der Hauptdynamo bei Inbetriebsetzung derselben gelieferten Ladestromes im Gefolge hat. Diese Anordnung verhütet somit eine Beschädigung der Batterie, Energievergeudung und nutzlose Zersetzung des Elektrolyten, wenn die Batterie einmal geladen ist.
Will man die Anlage mit einer selbsttätigen Einrichtung ausstatten, um die Erregung der Hauptdynamo nach Massgabe der Änderungen der Belastung zu regeln, so stattet man den Feldmagneten der Erregermaschine E mit einer dritten Bewicklung E3 uus, welche mit der Nutzleitttug in Reihenschaltung verbunden ist und mit den beiden anderen Bewicktungen E, EI zusammenwirkt, wie Fig. 2 zeigt. Die Wicklung äussert keine Wirkung auf die Erregungseinrichtung, wenn die Nutzleitung ausser Tätigkeit ist und hat nur eine sehr geringe Wirkung, wann die Hauptdynamo mit geringer Geschwindig- keit läuft.
Wird die Belastung der Nutzleitung erhöht, indem etwa Lampen eingeschaltet werden, so wird die Stromstärke in der Bewicklung ES entsprechend erhöht und die
Wirkung dieser Spule auf den Feldmagneten der Erregermaschine ist proportional der
Stromstärke und somit auch der Belastung der Nutzleitung. Diese Bewicklung j6 steigert oder verringert also die Feldstärke und Leistung der Hauptdynamo, je nachdem die Be- lastung der Nutzleitung erhöht oder verringert wird, so dass neben der Regelung durch die Einrichtung nach Fig. 1 die Leistung der Hauptdynamo auch noch nach Massgabe der
Belastung der Nutzleitung geregelt wird.
Die vorstehend beschriebene Anlage eignet sich zwar insbesondere für elektrische Zugbeleuchtung, bei welcher die Hauptdynamo einer Regelung wegen der innerhalb sehr weiter Grenzen schwankenden Ganggeschwindigkeit erfordert, geeignet, kann aber auch für andere Zwecke benützt werden. Auch die Batterie ist, soweit die Regelung im allgemeinen in Betracht kommt, kein wesentlicher Bestandteil der Anlage.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.