AT81513B - DC dynamo machine for generating almost constant voltage at variable speed. - Google Patents

DC dynamo machine for generating almost constant voltage at variable speed.

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AT81513B
AT81513B AT81513DA AT81513B AT 81513 B AT81513 B AT 81513B AT 81513D A AT81513D A AT 81513DA AT 81513 B AT81513 B AT 81513B
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proportional
machine
main
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Fritz Kesselring
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Fritz Kesselring
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Description

  

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  Gleichstrom-Dynamomaschine zur Erzeugung annähernd konstanter Spannung bei veränderlicher
Drehzahl. 



   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Dynamomaschine, mit der auch   bei variahler Tourenzahl   eine annähernd konstante Spannung erzeugt werden kann. ohne dass dazu Besondere Nebenapparate, wie Regulierwiderstände o. dgL. nötig sind. 



   Das Wesen der Erfindung ist in der Beschreibung und in den zeichnerischen Darstellungen näher erläutert. 



   Es sei :
E die im Anke einer Gleichstrom-Dynamomaschine induzierte, elektromotorische   Kiaft (EMK),  
0 der in den Anker pro Polteilung ein- bzw. austretende resultierende, magnetische   Kraftfluss   (unter   Polie. lune   ist verstanden der ankerumfang geteilt durch die Polzahl), 
 EMI1.1 
 
 EMI1.2 
   gleichgültig, oh   der   magnetische Kraftflss # durch Elektromagnete ode. durch   eine Koml) ination   beider erzeugt wird. SoH demnach   konstant   bleiben,   so muss notwendiger Weise 0 umgekehrt proportional zu n sein. 



   Die vorliegende Erfindung bezweckt, zu zeigen. auf welche Weise in einer Dynamomaschine ohne Regulierappatate ein resultierender,   magnetischer Kraftlinienfluss   erzeugt werden   k : lJ1n,   der annähernd der Umdrehungszahl umgekehrt Proportinal ist. Damit ist dann auch gezeigt, wie bei variabler Umdrehungszahl eine annähernd konstante Spannung erzeugt werden kann. 



   Um diese Ziel zu erreichen, erzeugen wir den resultierenden magnetischen Kraft- 
 EMI1.3 
 x. mindestens einem magnetischen   Hauptkcaftfluss #1, der von einem permanentern   Magneten oder einer annäherd konstanten Amperewindungszahl oder einer Kombination eines permanenten Magneten mit einer annähernd konstanten Amperewindungszahl erzeugt wird und
2. mindestens einem magnetischen   Nebenkraftfluss #2   von umgekehrter Richtung, der von einer   Amperewindungszahl   AWn erzeugt wird, die annähernd dem Gesetze 
 EMI1.4 
 gehorcht, wo Ca auch gleich Null sein kann. 
 EMI1.5 
   Hauptkraftfluss.   Der annäheind konstante Teil C3. der den magnetischen Nebenkraftfluss erzeugenden.

     Amperewindungen wird dagegen zweckmässiger Weise   meist so gerichtet, dass er einem   magnetischen Kraftfluss   von gleicher Richtung wie der Hauptkraftfluss zu erzeugen bestrebt ist. Die Amperewindungen C3 können aber auch druch einen permanenten Magneten ganz oder teilweise ersetzt werden. oder sie   können   ganz wegfallen. 

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 den   annähernd   konstanten Teil der Amperewindungen des magnetischen Nebenstromkreises. Diesen kann man aber auch erhalten, indem man in den Stromkreis, der die Ampel e-   windungen C. 11 zu   erzeugen hat, eine annähend   konstante Spannung von passender     Richtung legt.

   Es wirken dann   in diesem Stromkreise   gleichzeitig zwei elektromotorische   Kräfte, eine zur Umdrehungszahl proportionale und eine annähernd konstante. Man kann endlich auch eine solche annähernd konstunte elktromotorische Kraft im Stromkreise der 
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 gleichsromankerwicklung oder einen Teil einer solchen mit einer der   Umdrehungszahl   unserer Dynamomaschine proportionalen Geschwindigkeit   vor   einem annäbernd konstanten 
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   Ankerstrom   nicht mehr. wie hei den bisher betrachteten Anordnungen. annähernd konstant, sondern er nimmt annähernd proportional mit der   Umdrehungszahl   zu. Diese   Ausführung-   
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 Typen in Betracht. 



   Den beiden   Kraftlinienflüssen     01   und      (Fig. 6) können gänzlich voneinander getrennte Wege angewiesen werden. In diesem Falle ist nur dafür zu sorgen. dass die Ankerleiter der Dynamomaschine beide Kraftflüsse schneiden. Den beiden   Kraftlinierflüssen #1 und #2   können aber auch   Wege angewiesen werden,   die teilweise gemeinsam sind. So können den   beiden Kraftlinienflüssen   z. B. besondere Pole   angewiesen werden, während sie das gleiche   Joch und das gleiche Ankereisen durchlaufen (Fig. 7). 



   Aus den zeichnerischen Darstellungen (Fig. I bis 5) ist ersichlich. dass es durch passende Wahl des Materials und der magnetischen Stromkreise möglich ist, auf die angegebene Weise ohne   Verwendung   von Reuulierapparaten und Regulierwiderständen einen 
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   Tourenintervall   ziemlich genau der Umdrehungszahl umgekehrt proportional ist.
In Fig. i   ist zunächst   ein zur Umdrehungszahl genau umgekehrt proportionaler 
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   Man sieht, dass in der Tat die so erhaltene 6.Kurve eine ganz überraschende Ähnlichkeit mit der ideellen 0-Kurve der Fig. i hat. 



   In Fig. 3 ist beispielsweise angenommen, dass der negative Widerstand des magnetischen Hauptstromkreises mit zunehmender Umdrehungszahl etwas grösser werde. Dies kann d, mn eintreten, wenn den beiden Kraftflüssen teilweise gemeinsame Wege angewiesum werden. wie 
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 motorische Kraft des   magnetischen Hauptstromkreises   nicht genau konstant ist, sondern mit zunehmender Umdrehungsz dil leicht steigt. Auch in diesem Fallc ist es möglich, duich Wahl einer geeigneten Charaktetistik für den magnetischen Nebenstromkreis eine -Kurve zu erzielen, die gut mit der ideellen   #-Kurve   in Fig. i übereinstimmt. Ganz analog könnte die   Cj-Kurve   mit zunehmender Umdrehungszahl leicht abnehmen, Auch dann wäre es möglich, eine gute 0-Kurve zu erhalten. 



   In den Fig. 2, 3 und 4 sind beispielsweise Fälle dargestellt, in denen in den Ampere- 
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   magnetischen Nehenkraftnuss erzeugen,   die Konstante   C3   in Formel II gleich Null ist. In diesen drei Fällen wird also der magnetische Nebenkraftlinienfluss nur durch eine zur Umdrehungszahl proportionale   Amperewindungszahl   erzeugt. 
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 und zwar einen negativen Wert hat. Die Figur ist nach dem bisher gesagten ohne weiteres vetständlich. Ganz analog könnte C3 aber auch einen endlichen positiven Wert haben. 



   Fig. 6 zeigt schematisch für eine beispielsweise zweipolige Maschine die Anordnung, 
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 ersichtlich, ist den beiden Kraftfüasen sowohl das   Joch/ats das   Ankereisen   A   gemeinsam, während jeder   Kraftfluss   besondere Pole durchläuft. Die Hauptbürsten kommen in die neutrale Zone B B zu liegen, während der Teil C2. n der den Kraftfluss   0   erzeugenden Amperewindungen beispielsweise durch eine in der Achse   B'B'liegende     Hitfsbürste   entnommen werden kann. 
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 die. Anordnung, wo den beiden   Kraftflüssen   01 und   O2   völlig getrennte Wege angewiesen sind.

   Der zu erzeugende Strom wird durch eine Wicklung Erzeugt, deren Leiter beide Kraftflüsse   01   und   iz   schneiden. K ist der zu dieser Wicklung gehörende Kollektor. Der Teil   C.   n der den Kraftfluss   #2   erzeugenden Amperewindungen kann beispielsweise durch eine   Hi1fswicklung        mit Kollektor K'erzeugt werden, deren Leiter nur den Kraft- 
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 zunehmender Umdrehungszahl leicht steigende oder leicht fallende Spannung, so geschieht dies durch geeignete Wahl der Charakteristik des magnetischen Nebenstromkreises. Wenn es sich z. B. um die Befeuchtung von Fahrzeugen handelt, so wird zuweilen eine um so intensivere Beleuchtung verlangt, je schneller das Fahrzeug fährt.

   In solchen Fällen wird 
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 0-Kurve natürlich nicht   möglich   ist, so ergeben sich immerhin gewisse Abweichungen von der gewünschten Spannungskurve. Solche Abweichungen können durch an sich bekannte Mittel reduziert werden. Als wirksamste kommen hierfür in Betracht : i. Dem magnetischen   Hauptstiomkreise   oder Nebenstromkreise wird eine positive oder negative Zusatz-Amperewindungszahl beigegeben, die der Umdrehungszahl proportional ist. 



  Dadurch erreicht man, dass die   0,-Kulve oder   die   #2-Kurve   eine schwache Abweichung nach oben oder unten von ihrer normalen Form erhält,
2. dem magnetischen   Haupt-oder Xebenstromkreise   wird eine positive oder negative Zusatz-Amperewindungszahl beigegeben, die dem von der Dynamomaschine abgegebenen Strome proportional ist,
3. dem magnetischen Haupt-oder Nebenstromkreise wird eine positive oder negative   Zusatz-Amperewindungszah ! beigegeben,   die dem   Lade- und Entladungsstrom   einer parallel zur Dynamomaschine geschalteten Akkumulatorenbatterie proportional ist,
4. der Haupte regerwicklung wird ein Eisenwiderstand vorgeschaltet,
5.

   in den äusseren Stromkreis oder vor die Stromverbraucher werden ein oder mehrere gewöhnliche oder   Eisenwiderstände   vorgeschaltet. 
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  DC dynamo machine for generating approximately constant voltage with variable
Rotational speed.



   The present invention relates to a direct current dynamo machine with which an approximately constant voltage can be generated even with a variable number of revolutions. without the need for special auxiliary devices, such as regulating resistors or similar. are necessary.



   The essence of the invention is explained in more detail in the description and in the drawings.



   Let it be:
E the electromotive force (EMK) induced in the anchor of a direct current dynamo machine,
0 the resulting magnetic flux of force entering or exiting the armature per pole pitch (Polie.lune means the armature circumference divided by the number of poles),
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 EMI1.2
   indifferent, oh the magnetic flux through electromagnets ode. is generated by a combination of both. IfH therefore remain constant, then 0 must necessarily be inversely proportional to n.



   The present invention aims to show. How a resulting magnetic flux of lines of force can be generated in a dynamo machine without regulating apparatus k: lJ1n, which is approximately inversely proportional to the number of revolutions. This also shows how an approximately constant voltage can be generated with a variable number of revolutions.



   To achieve this goal, we generate the resulting magnetic force
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 x. at least one main magnetic flux # 1 which is generated by a permanent magnet or an approximately constant number of ampere-turns or a combination of a permanent magnet with an approximately constant number of ampere-turns and
2. at least one magnetic secondary force flux # 2 from the reverse direction, which is generated by a number of ampere-turns AWn, which approximates the law
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 obeys where Ca can also be zero.
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   Main force flow. The nearly constant part C3. the one that generates the secondary magnetic force flow.

     Ampere-turns, on the other hand, are expediently usually directed in such a way that it strives to generate a magnetic flux in the same direction as the main flux. The ampere turns C3 can also be completely or partially replaced by a permanent magnet. or they can be omitted entirely.

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 the approximately constant part of the ampere-turns of the magnetic branch circuit. However, this can also be obtained by placing an approximately constant voltage in the appropriate direction in the circuit that has to generate the traffic light windings C. 11.

   Two electromotive forces then act simultaneously in this circuit, one proportional to the number of revolutions and one approximately constant. One can finally also have such an approximately constant electromotive force in the circuit of the
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 DC armature winding or part of one with a speed proportional to the number of revolutions of our dynamo machine in front of an approximately constant
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   Armature current no longer. as in the arrangements considered so far. approximately constant, but it increases approximately proportionally with the number of revolutions. This execution-
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 Types into consideration.



   The two lines of force flows 01 and (Fig. 6) can be given completely separate paths. In this case just take care of that. that the armature conductors of the dynamo machine intersect both power flows. The two power line flows # 1 and # 2 can also be directed to paths that are partly common. So the two lines of force flows z. B. special poles are instructed while they pass through the same yoke and the same anchor iron (Fig. 7).



   From the drawings (Fig. I to 5) can be seen. that by suitable choice of material and magnetic circuits it is possible to unite in the specified way without the use of regulating devices and regulating resistors
 EMI2.5
   Tour interval is almost exactly inversely proportional to the number of revolutions.
In Fig. I, a first is exactly inversely proportional to the number of revolutions
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   It can be seen that the 6th curve obtained in this way actually has a very surprising similarity to the ideal 0-curve in FIG.



   In FIG. 3 it is assumed, for example, that the negative resistance of the main magnetic circuit becomes somewhat greater with increasing number of revolutions. This can occur d, mn when the two power flows are partially instructed to have common paths. as
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 motor force of the main magnetic circuit is not exactly constant, but rather increases slightly with increasing revolutionsz dil. In this case, too, it is possible, by choosing a suitable characteristic for the secondary magnetic circuit, to achieve a curve which corresponds well to the ideal # curve in FIG. Analogously, the Cj curve could decrease slightly with increasing number of revolutions. Then it would also be possible to obtain a good 0 curve.



   In Figs. 2, 3 and 4, for example, cases are shown in which the ampere
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   Generate magnetic force nut, the constant C3 in formula II is zero. In these three cases, the magnetic secondary force line flux is only generated by a number of ampere turns proportional to the number of revolutions.
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 namely has a negative value. According to what has been said so far, the figure is easily understandable. Analogously, C3 could also have a finite positive value.



   Fig. 6 shows schematically for a two-pole machine, for example, the arrangement,
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 It can be seen that both the yoke / ats the anchor iron A are common to the two phases of force, while each flow of force passes through special poles. The main brushes come to rest in the neutral zone B B, while the part C2. n can be taken from the ampere-turns generating the power flow 0, for example, by means of a heating brush located in the axis B'B '.
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 the. Arrangement where the two power flows 01 and O2 have to rely on completely separate paths.

   The current to be generated is generated by a winding, the conductors of which intersect both power flows 01 and iz. K is the collector belonging to this winding. The part C. n of the ampere turns generating the power flow # 2 can be generated, for example, by an auxiliary winding with a collector K ', the conductor of which only carries the power
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 If the voltage increases or decreases slightly as the number of revolutions increases, this is done by suitable selection of the characteristics of the magnetic auxiliary circuit. If it is z. B. is the humidification of vehicles, the faster the vehicle drives, the more intensive lighting is required.

   In such cases it will
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 0 curve is of course not possible, there are at least certain deviations from the desired voltage curve. Such deviations can be reduced by means known per se. The most effective are: i. A positive or negative additional number of ampere-turns, which is proportional to the number of revolutions, is added to the main magnetic circuit or branch circuit.



  This ensures that the 0, curve or the # 2 curve has a slight deviation upwards or downwards from its normal shape,
2. A positive or negative additional number of ampere-turns is added to the main or secondary magnetic circuit, which is proportional to the current delivered by the dynamo,
3. the main or secondary magnetic circuits will have a positive or negative additional ampere-turn number! added, which is proportional to the charge and discharge current of an accumulator battery connected in parallel to the dynamo machine,
4. the main excitation winding is preceded by an iron resistor,
5.

   One or more ordinary or iron resistors are connected upstream in the external circuit or in front of the electricity consumers.
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Claims (1)

änderlicher Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, dass ausser mindestens einem annähernd konstanten Hauptkraftfluss (1 - Fig. I bis 7) noch mindestens ein von einer annähernd proportional der Drehzahl veränderlichen magnetomotorischen Kraft erzeugter Nebenkraftfluss (O2) von umgekehrter Richtung vorhanden ist, dessen vom magnetischen Haupt- <Desc/Clms Page number 4> te ! d zum Teil oder ganz getrennter Eisenpfad so ausgeführt ist, dass infolge seiner Sättigung in dem in Betracht kommenden D ehzahlbereich der resultierende Kraftfluss (0-Fig. i bis 5) möglichst nach einer gleichseitigen Hyperhel verläuft. variable speed, characterized in that in addition to at least one approximately constant main force flux (1 - Fig. I to 7) there is also at least one secondary force flux (O2) generated by a magnetomotive force that is approximately proportional to the speed variable, from the opposite direction, whose main magnetic flux <Desc / Clms Page number 4> te! d partially or completely separate iron path is designed so that, due to its saturation in the number range in question, the resulting power flow (0-Fig. 1 to 5) runs as far as possible after an equilateral hyperhelion. 2. Gleichst ommaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebekraftfluss (02) ausser von der proportional mit der Drehzahl veränderlichen, magneto- moto@ischen Kraft noch von einer dieser entgegenwirkenden, annäbernd konstanten magneto- motorischen Kraft e@zeugt wird. EMI4.1 proportional ist. 2. DC machine according to claim 1, characterized in that the secondary force flux (02) is generated not only from the magnetomotive force, which is proportionally variable with the speed, but also from an approximately constant magnetomotive force e @ which counteracts this. EMI4.1 is proportional. 4. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptcder Xebenpfad noch eine positive oder negative Amperewindungszahl erhält, die dem von der Dynamomaschine abgegebenen Strome proportional ist. 4. DC machine according to claim 1, characterized in that the Hauptcder Xebenpfad still receives a positive or negative number of ampere-turns which is proportional to the current delivered by the dynamo. 5. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass der Hauptoder Nebenpfad noch eine positive oder negative Amperewindungszahl erhält. die dem Lade- EMI4.2 proportional ist. 5. DC machine according to claim 1, characterized. that the main or secondary path still receives a positive or negative number of ampere turns. the loading EMI4.2 is proportional. 6. Gleichstrommaschine nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet. dass der Haupteregerwicklung in üblicher Weise ein Eisenwiderstand vorgeschaltet Ist. 6. DC machine according to claim x, characterized. that the main excitation winding is usually preceded by an iron resistor.
AT81513D 1916-05-18 1916-05-18 DC dynamo machine for generating almost constant voltage at variable speed. AT81513B (en)

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