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Erregungsanordnung für Dynamomaschinen.
Bei Dynamomaschinen, welche mit Akkumulatoren oder anderen Maschinen parallel arbeiten, verwendet man gern Fremderregung, um ein Umpolarisieren der Maschinen durch Kurzschlüsse, falsches Einschalten usw. unmöglich zu machen. Bei Maschinen, die häufig an und ab gestellt werden, erzielt man auch durch die Fremderregung ein schnelles und sicheres Ansteigen der Spannung auf den normalen Wert. Andererseits hat die Fremderregung bei solchen Maschinen den Nachteil, dass entweder während der Zeit des Stillstandes die Batterie in Anspruch genommen und die Magnetspulen erwärmt werden, oder dass bei jedesmaligem Stillsetzen die Magnetspulen besonders ausgeschaltet und beim Anlassen wieder eingeschaltet werden müssen.
Bei Maschinen mit. wechselnder Drehrichtung, z. H. solchen für Zugbeleuchtung, welche von der Wagonachse aus angetrieben werden, bietet die Fremderregung noch die Gefahr, dass bei falscher Stellung des Umschalters din Maschine auf hohe Spannung kommt.
In der deutschen Patentschrift Nr. 156620 war die Anordnung zweier Nebenschlusswicklungen als Mittel angegeben, um ein Mittelding zwischen Fremd- und Eigenerregung zu schaffen und die Nachteile beider zu vermeiden.
In der vorliegenden Erfindung ist dieser Zweck mit einer einzigen Nebenschluss- wicklung erreicht. Das Prinzip der Schaltung besteht darin, dass die Erregerwicklung vor Ingangsetzen der Maschine vom Anker getrennt und mit der fremden Stromquelle durch einen Widerstand verbunden ist, welcher nur wenig Strom hindurchlässt ; nach Ingangsetzen erfolgt dann die Verbindung des Ankers mit der Erregerwicklung und es tritt eine sichere Selbsterregung ein ; nach Erreichung der vollen Spannung erfolgt die-fast widerstandslose-Verbindung der Maschine mit der fremden Stromquelle.
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befinden sich beide Ausschalter in der Ausschaltstellung, so hängt dio Erregerwicklung durch Vermittlung des Widl1rstandos w mit der Batterie B zusammen.
Der Widerstand w ist so bemessen, dass nur ein kleiner Teil des normalen Erregerstromes durch die Feldwicklung geht. Dieser kleine Strom genügt aber, um beim Ingangsetzen der Maschine dieselbe mit Sicherheit richtig zu erregen und im Anker eine, wenn auch kleine Spannung zu erzielen. Wird nun der Ausschalter c'geschlossen, so findet Selbsterregung in normaler Weise statt.
Durch diese Anordnung ist einerseits die Stromentnahme für Erregung aus der
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geschaffen, dans bei falscher Stellung des Umschalters die Maschine nur auf geringe Spannung kommt. Es ist wohl aus der deutschen Patentschrift Nr. 94789 von Dick eine Anordnung bekannt, weiche den ersten Zweck auf andere Weise erreicht, nämlich dadurch, dass der
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geschlosson werden, ist also hier eine andere als bei der vorliegenden Einrichtung.
Diese Anordnung bedingt aber gegenüber der Anordnung der vorliegenden Erfindung eine höhere Inanspruchnahme der Batterie für Erregung während jener Zeit, wo die Maschine noch nicht auf volle Spannung gekommen ist, oder der selbsttätige Schalter, welcher dieselbe mit der Batterie vorbinden soll, noch nicht gewirkt hat. Andererseits kann auch durch die Anordnung nicht, wie durch die neue Erfindung der Zweck erreicht werden, dass die Maschine bei falscher Stellung des Umschalters nur auf geringe Spannung kommt.
Bei der neuen Erfindung ist es auch möglich, an Stelle der mechanisch bewegten Schalter elektrolytische Ventile zu verwenden.
Es ist wohl auch eine Anordnung bereits bekannt, bei welcher solche Ventile, zum Beispiel Aluminiumzellen, verwendet werden, um bei Dynamomaschinen, welche mit einer fremden Stromquelle parallel arbeiten, den Rücktritt des Stromes in den Anker der Dynamomaschine zu verhindern. In Fig. 2 ist nun eine der Fig. 1 entsprechende Schaltung bei Verwendung von elektrolytischen Ventilen anstatt der mechanischen Ausschalter veranschaulich.
Die Ventile C und C'mögen den Strom nur in der durch ihren Pfeilsinn angegebenen Richtung durchlassen, in der entgegengesetzten Richtung aber sperren. Durch die Anordnung des zu C parallelen Widerstandes w, der selbstverständlich auch durch einen nicht unendlich grossen Eigenwiderstand der Zelle C ersetzt werden kann, ist gewissetmassen die Einrichtung geschaffen, dass das Ventil für die eine Stromrichtung fast widerstandslos ist, während es in der entgegengesetzten Richtung nur einen ganz bestimmten kleinen Strom hindurchlässt.
Bei dieser Anordnung wird der kleine Strom, den der Widerstand w in die Erregerwicklung eintreten lässt, sofort beim Ingangsetzen des Ankers A diesen auf Spannung bringen und sowie die Spannung desselben grösser ist, als der durch den kleinen Feldstrom in F hervorgebrachte Spannungsabfall, wird das elektrische Ventil C', das bis dahin gesperrt ist, Strom hindurchtreten lassen, der sich zu dem Feldstrom in der Erregerwicklung addiert. Das Ventil C wird erst durchlässig, wenn die Maschinonspannung grösser als die
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schluss parallel zu dem Widerstand w ein.
Analog können bei den mechanischen Schaltern c'und c der Fig. 1, um die richtige Reihenfolge der Schliessungen zu sichern, die Wicklungen derselben an die entsprechenden
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Wenn man den Widerstand wals Glühlampe ausbildet, so gibt das Leuchten und Erlöschen der Lampe ein sichtbares Zeichen, wenn die Maschine ausser und in Funktion ist. Bei Dynamomaschinen, deren Drehrichtung umgekehrt werden soll, wird bei falscher Stellung des Umschalters die Maschine nur auf geringe Spannung kommen.
Die Anordnung der beiden hintereinander geschalteten Ventile C und C'bietet auch eine Sicherheit bei einem etwa eintretenden Kurzschluss eines der Ventile.
Von den beiden Ventilen C und C'kann selbstverständlich ebensogut das eine in der positiven, das andere in der negativen Verbindungsleitung zwischen Anker und Batterie angebracht werden.
In Fig. 3 ist noch angegeben, wie bei Verwendung einer aus vier elektrischen Ventilen zusammengesetzten Brücke behufs Gleichrichtung eines Stromes von wechselnder Polaritlit unter Anwendung der vorliegenden Erfindung die Schaltung erfolgt. Das Ventil C mit dem dazu parallel geschalteten Widerstand w ist in die Diagonale der Brücke geschaltet, welche die Batterie B enthält. Die Erregerwicklung F liegt an den Endpunkten dieser Diagonale III und IV, der Anker an den Endpunkten der anderen Diagonale 1 und 11. Der Verbrauchsstromkreis wird zwischen 7F und 777'angeschlossen.
Auch hier geht bei Stillstand der Maschine durch die Feldwicklung ein geringer Strom, welcher ausreicht, um beim Ingangsetzen der Maschine dieselbe sicher auf Spannung zu bringen. Der Spannungsunterschied zwischen 111 und IV ist nur gleich dem Spannungsabfall, den der kleine durch den Widerstand w hindurchgelassene Strom in der Felderregerwicklung F erzeugt. Sowie die Ankerspannung grösser wird als dieser Spannungsabfall, werden bei Rotation in der einen Drehrichtung die elektrolytischen Ventile Cl und C, bei Rotation in der anderen Drehrichtung C2 und 03 Stromdurchgang vom Anker nach der Magnetwicklung erlauben, wodurch in jedem Falle normale Selbsterregung eintritt.
Das Ventil C in der Brückendiagonale sperrt so lange, bis die Maschinenspannung der Baitoriespannung gleichkommt
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ein einziges der Ventile schadhaft, so ist der Betrieb noch mindestens in einur Droh. richtung möglich, während für die andere Drehrichtung keine Zerstörung auftritt.
Bei den Schaltungen der Fig. 1-3 sind sämtliche Ausschaltorgane im Hauptstrom-
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Ankerstrom führen. Man kann nun das die Erregerwicklung vom Anker trennende Ausschaltorgan auch so anordnen, dass dasselbe nur den Erregerstrom zu führen hat.
Die der Fig. 1 entsprechende Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt. c ist das Ausschaltorgan, das den Anker von der Batterie trennt, y ist der Ausschalter, welcher den Anker von der Erregerwicklung trennt. Die Erregerwicklung ist mit der Batterie durch den Widerstand w verbunden. In Fig. 5, die der Fig. 2 entspricht, sind statt der Ausschalter elektrolytische Ventile C und y eingebaut. Das elektrolytische Ventil y führt einerseits nur wenig Strom, andererseits ist es aber auch, wenn der Anker ruht, nu. geringer Spannung ausgesetzt, da für dasselbe nur der Spannungsabfall in der Felderregerwicklung F in Betracht kommt. Dieses Ventil wird daher erheblich kleiner als das im Hauptstrom gelegene Ventil C, welches für vollen Strom und volle Spannung dimensioniert sein muss.
In Fig. 6 ist die Anordnung für Maschinen mit variabler Drehrichtung und Brückenschaltung dargestellt. Die Erregerwicklung ist einerseits mit einem Batterieende IV ver- bunden, andererseits an den Punkt 777'angeschlossen, welcher mit dem anderen Batterie- ende 111 durch den Widerstand w mit den Ankerldemmen 1 und 11 durch die für kloinen Stromdurchgung dimensionierten Ventile "11 und Yg verbunden ist, die den Stromdurchgang nur in einer Richtung, z. B. von der jeweilig positiven Ankerklemme gegen 777"erlauben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Erregungsanordnung für mit einer fremden Stromquelle parallel arbeitende Dynamomaschinen, bei welcher zwischen Anker-und Erregerwicklung einerseits und zwischen Anker und fremder Stromquelle andererseits angeordnete Ausschaltorgane (0 und c bezw. t beim Abstellen der Maschine die Erregerwicklung vom Anker trennen und mit der fremden Stromquelle über einen Widerstand ( verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Schaltorgan (c'bezw.
1) durch die Spannungsdifferenz von Anker-und Erregerwicklung betätigt, bei Anlauf der Maschine schon nach Erreichen einer geringen Ankerspannung von richtiger Polarität die Erregerwicklung fast widerstandslos mit dem Anker verbindet, während das andere Schaltorgan (c), durch die Spannungsdifferenz von Anker und fremder Stromquelle betätigt, den Anker erst nach Erreichung der vollen Spannung von richtiger Polarität unter Kurzschliessung des Widerstandes c) an die fremde Stromquelle anschliesst, zu dem Zwecke, um einerseits der fremden Stromquelle nur einen kleinen Strom zu entnehmen, welcher hinreicht, um bei richtigem Drehsinn die Maschine mit Sicherheit zur richtigen Selbsterregung zu bringen und um andererseits zu verhüten, dass der Anker bei falschem Drehsinn auf hohe Spannung kommt.