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Anordnung zur Erregung von Gleichstromgeneratoren.
Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur Erregung von Gleichstromgeneratoren die eine von einer Fremdspannungsquelle gespeiste und eine vom Ankerstrome oder einem Teile desselben durchflossene Erregerwicklung besitzen und in Leonardschaltung mit einem Elektromotor verbunden sind. Soll bei einer derartigen Anordnung die Forderung erfüllt sein, dass die Drehzahl des Motors bei allen Belastungen konstant bleiben und ausserdem innerhalb weiter Grenzen und in feiner Abstufung regelbar sein soll, so muss die vom Ankerstrome durchflossene Erregerwicklung des Generators so bemessen sein, dass das von ihr erzeugte magnetische Feld ausreicht, um eine elektromotorische Kraft zu erzeugen, welche die gesamten Ohmschen Spannungsabfälle im Ankerstromkreise zu decken vermag.
Soll nun der Motor, bei dem die erwähnte Forderung erfüllt ist, mit sehr geringer Geschwindigkeit anlaufen und ein grosses Drehmoment abgeben ; so tritt die gegenelektromotorische Kraft des Motors, deren Grösse durch die Fremderregung des Generators bestimmt ist, fast vollständig zurück hinter der vom Ankerstrome im Generator induzierten elektromotorischen Kraft, und der Generator verhält sich daher ähnlich wie ein Hauptstromgenerator. Bei einer derartigen Anordnung bleibt aber die Geschwindigkeit des Motors bei
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Widerstände Sm im Ankerstromkreise ist.
Nun erregt sich aber andrerseits bekanntlich ein Hauptstromgenerator unter sonst gleichen Umständen um so langsamer, er hat also, wie man sagt, eine um so grössere Zeitkonstante T, je geringer der Unterschied zwischen den
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findet überhaupt keine Selbsterregung statt.
Die Erfindung bezweckt nun, bei solchen Gleichstromgeneratoren eine Anordnung zu schaffen, mit der auch in solchen Fällen, wo bei geringer Geschwindigkeit und hoher Belastung des Motors eine konstante Drehzahl des Motors verlangt wird, eine sehr schnelle und sichere Erregung des Generators erreicht werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt
Fig. i ein Schaltungsschema der ganzen Anordnung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines der Erfindung gemäss eingerichteten Gleichstromgenerator
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In Fig. i bezeichnet A den Anker und B die fremderregte Feldwicklung eines Gleichstromgenerators, die durch Vermittlung eines zweipoligen Umschalters C mit einer GleicHstromfremdspannungsquelle D verbunden werden kann. Der Gleichstromgenerator, der unter Anwendung der bekannten Leonardschaltung unmittelbar mit dem Anker E eines mittels einer Feldwicklung EI fremderregten umsteuerbaren Motors verbunden ist, besitzt ferner eine vom Ankerstrome durchflossene Hauptstromwicklung F. Um die Drehzahl des
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in bekannter Weise ein Regelwiderstand G vorgeschaltet.
Der Gleichstromgenerator enthält ferner eine Hilfserregerwicklung H. Diese Hilfserregerwicklung H steht mit der Sekundär-
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Umschalter C ist zu diesem Zwecke mit Kontakten cl, cl, c3, < und c5 versehen, die so angeordnet sind, dass die Schienen des Umschalters C mit je zwei von ihnen gleichzeitig in Berührung kommen können.
Zwei, c2 nnd e*, dieser Kontakte sind Leerkontakte, während die übrigen. cl und < bzw. c3 und c5, dazu bestimmt sind, die Feldwicklung B und den mit dieser in Reihe geschalteten Regelwiderstand G sowie die Primärseite J des Transformators derart mit der Fremdspannungsquelle zu verbinden, dass sie beim Einschalten gleichzeitig Strom erhalten und beim Umschalten sich die Stromrichtung in der Feldwicklung B und der Primärseite j des Transformators gleichzeitig umkehrt.
Zu diesem Zwecke ist die Anordnung so getroffen, dass die Kontakte cl und c5 untereinander und mit je einem Ende der Wicklungen B verbunden sind, während der Kontakt c3 einerseits mit dem anderen Ende der Wicklung J und andrerseits mit dem Regelwiderstande G in Verbindung steht, dessen Gleitkontakt Gl an das andere Ende der Feldwicklung B angeschlossen ist. Die Transformatorwicklung J liegt also in jeder der beiden Schliessstellungen des Umschalters C parallel zu dem die Feldwicklung B und den Regelwiderstand G enthaltenden Stromkreise. Der Wicklungssinn der Hilfserregerwicklung H ist dabei so gewählt, dass sich beim Anwachsen des Stromes in den Wicklungen B und J die durch die Feldwicklungen B und H erregten Magnetfelder addieren.
Steht bei der Benutzung der beschriebenen Anordnung der Umschalter C auf den Kontakten c2, cl, so fliesst in den Erregerwicklungen B, F und H des Generators kein Strom und der Motoranker JE steht still. Wird nun der Umschalter C in die stark ausgezogene Stellung gebracht, in welcher er auf den Kontakten e, c2 steht, so fliesst aus der Fremdspannungsquelle D über den Kontakt cl Strom einerseits in die Primärwicklung J des Transformators und von dieser über e3 nach D zurück, andrerseits fliesst ein Strom von der Fremdspannungsquelle D über cl in die Erregerwicklung B des Generators und weiter über Gi, G und t-3 nach D zurück. Die Wicklungen B werden dabei im Sinne der Pfeile x bzw. y (Fig.
I) durchflossen. Es entsteht also in der Wicklung J ein Stromstoss, der sich auf den die Sekundärwicklung J1 enthaltenden Stromkreis durch
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Strome von kurzer Dauer durchflossen wird. Der auf diese Weise durch die Hilfserregerwicklung H fliessende Strom erzeugt bei entsprechender Wahl der Abmessungen aller Teile im Magnetestelle des Generators ein magnetisches Feld, welches das von der Feldwicklung B erzeugte Feld um einen solchen Betrag verstärkt, dass im Ankerstromkreise ein Strom von solcher Stärke entsteht, dass der Motoranker E auch bei der grössten Belastung rasch anläuft. Seine Geschwindigkeit nimmt dabei einen durch die Stellung des Gleitkontaktes G bestimmten Wert an.
Sobald der Strom in der Primärseite J des Transformators seine volle Stärke erreicht hat, wird die Sekundärseite/ und damit auch die Hilfserregerwicklung H stromlos.
Inzwischen hat aber das von der Hauptstromwicklung F erzeugte magnetische Feld eine solche Stärke erlangt, dass trotz des Verschwindens des Stlomes in der Wicklung H ein genügend starkes Feld im Generator bestehen bleibt. Infolgedessen wird ein Rückgang der Ankerstromstärke im Stromkreise A, F, E und ein Stehenbleiben des Motorankers. E mit Sicherheit verhindert.
Wird der Umsch titer C in die Ausschaltstellung c2, c4 gebracht, so verschwindet der Strom in der Primärseite J des Transformators und in der Feldwicklung B sehr rasch. Da nach den bekannten Induktionsgesetzen hierbei der Strom im Stromkreise J, H die entgegengesetze Richtung wie beim Einschalten des Umschalters C hat, wirkt jetzt die Hilfserregerwicklung H der fremderregten Wicklung B und der Hauptstromwicklung F entgegen und die Stromstärke im Ankerstromkreise A, F, E sinkt dementsprechend schnell, so dass der Motoranker E sehr schnell zum Stillstande kommt.
Es leuchtet ohne weiteres ein, dass genau dieselben Vorgänge nur bei vertauschter Stromrichtung in allen Stromkreisen sich abspielen müssen, wenn der Umschalter C in die gestrichelt gezeichnete Stellung c3, c5 bzw. aus dieser in die Nullstellung c2, cl gebracht wird. Der einzige ins Auge fallende Unterschied ist nur, dass der Anker E des Motors jetzt im umgekehrten Drehsinne umläuft wie vorher.
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In sehr einfacher Weise lässt sich der Transformator J, mit dem Gleichstromgenerator A, B, F, H vereinigen, wenn man, wie in Fig. 2 dargestellt, das Joch All des Magnetgestelles, auf dessen Polen A2 die Erregerwicklungen B, F und H untergebracht sind, unmittelbar als Eisenkern für den Transformator benutzt, indem man dessen Wicklungen J und/ darüber wickelt.
Ohne dass am Wesen der Erfindung etwas geändert wird, kann die primäre Transformatorwicklung J auch in den Stromkreis gelegt werden, in dem sich die Feldwicklung B befindet, Mit dieser Anordnung ist der Vorteil verbunden, dass nicht nur beim Ein-oder Ausschalten des Umschalters C sondern auch beim Verstellen des Gleitkontaktes G in der Hilfserregerwicklung H ein Stromstoss hervorgerufen werden kann. Der Motoranker E wird daher die der neuen Stellung des Gleitkontaktes G'entsprechende Geschwindigkeit wesentlich rascher annehmen als bei der Anordnung nach Fig. I.
PATENT-ANSPRÜCHE :
I. Anordnung zum Erregen von Gleichstromgeneratoren, die eine von einer Fremdspannungsquelle gespeiste und eine vom Ankerstrome (oder einem Teile desselben) durchflossene Erregerwicklung besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Erregerwicklung (H) mit der Sekundärwicklung (je) eines Transformators verbunden ist, dessen Primärwicklung (J) über einen Schalter (C) derart an die Fremdspannungsquelle (D) angeschlossen werden kann, dass der Transformator (J, JI) und die zuerst genannte Erregerwicklung (B) beim Einschalten des Schalters (C) Strom aus der Fremdspannungsquelle erhalten.