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Momentanreserveaggregat Für Fernmeldeanlagen ist es eine unerläßliche
Bedingung, daß der notwendige Betriebsstrom ständig zur Verfügung steht; auch kurze
Unterbrechungen in der Stromversorgung sind nicht zulässig. Gewöhnlich werden solche
Anlagen von einem Wechselstromnetz gespeist, und als Energiereserve dient ein Stromerzeuger,
der gewöhnlich von einem Dieselmotor angetrieben wird. Da es aber, wie erwähnt,
notwendig ist, jede Unterbrechung in der Lieferung des Betriebsstromes zu vermeiden
und da ein solches Aggregat für die Ingangsetzung eine gewisse, wenn auch kurze
Zeit erfordert, so ist man bisher gezwungen, in der Anlage noch eine momentan wirkende
Energiequelle vorzusehen, die die Stromlieferung übernimmt, bis das Aggregat angefahren
ist. Bisher dienten diesem Zweck Akkumulatoren, aber um diese möglichst zu vermeiden,
ist bereits vorgeschlagen worden, einen Schwungradgeiierator als Momentanreserveaggregat
zu benutzen. Derartige Aggregate müssen aber ständig in Betrieb sein; das hat den
Nachteil, daß sie im Leerlauf eine nicht unbedeutende Energiemenge verbrauchen.
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Die Erfindung betrifft ein ständig rotierendes NIomentanreserveaggregat,
das einen sehr geringen Verbrauch an. Energie hat und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet
ist, daß es aus einer elektrischen Maschine mit einem gleichstromgewickelten Anker
und einer Erregerwicklung bestellt, die über feststellende Bürsten am Kommutator
der Maschine angeschlossen ist. Die Maschine hat außerdem einen am Kommutator anliegenden
Satz drehbarer Bürsten, die durch einen besonderen Antrieb im Verhältnis zum Kommutator
gedreht werden. Diese Bürsten sind über Schleifringe auf der Antriebswelle des Bürstensatzes
mit der Last verbunden. Die Maschine kann auch wie ein Ankerumformer Schleifringe
haben, die mit der Ankerwicklung fest verbunden und vorzugsweise über Induktanzen
am Netz angeschlossen sind.
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In der Zeichnung sind zwei verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
gezeigt. In Fig. 1 bezeichnet 1 eine elektrische Maschine mit gleichstromgewickeltem
Anker. 2 bezeichnet die Erregerwicklung der Maschine, die über feststehende Bürsten
3 mit dem Kommutator 4 verbunden ist. Die Welle der Maschine ist mit einem Schwungrad
19 gekuppelt. Am Kommutator 4 liegt ein Satz Bürsten 5 an, die durch eine Welle
6 relativ zum Kommutator 4 gedreht werden, wobei die Welle 6 von einem elektrischen
otor 7 angetrieben wird. Die Bürsten 5 sind mit auf der Welle 6 angebrachten Schleifringen
8 und diese sid mit der Belastung 10 über den Schalter 9 verbunden. 11 bezeichnet
das Netz, das normalerweise all der Belastung 10 über den Schalter 12 angeschlossen
ist. 13 bezeichnet einen Antriebsmotor, beispielsweise einen Dieselmotor, der mit
einem Wechselstromgenerator14 gekuppelt ist. Der Generator kann über den Schalter
15 an die Belastung 10 angeschlossen werden. Der Antriebsmotor 7 für den Bürstensatz
5 ist in normalem Betrieb über die Umschalter 16 und 17 an den Schleifringen 8 angeschlossen,
die über den geschlossenen Schalter 9 all Spannung liegen.
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Bei eintretendem Fehler im Netz 11, d. li. hei ausbleibendem Strom,
wird der Schalter 12 geöffnet, und die Belastung 10 erhält im ersten Moment die
erforderliche Energie von der Maschine 1 über di,° Schleifringe 8 und den geschlossenen
Schalter 9. Auch wenn die Drehzahl der Maschirne 1 mit abiiehmender Energie des
Schwungrades 2 sinkt, erhält doch die Belastung 10 Strom mit einer konstanten Spannung
und Frequenz. Das hat seinen Grund darin, daß der Motor 7 an den Schleifringen 8
über ein in der Zeichnung nicht gezeigtes Glied angeschlossen ist, das dem Motor
7 eine konstante Drehzahl gibt. Ein solches Glied kann z. B. aus einem Resonanzkreis
bestehen. Die Spannung über der Belastung 10 wird durch einen Spannungsregler aufrechterhalten,
der im Stromkreis der Erregerwicklung 2 eingeschaltet ist.
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In dem Moment, wo das Netz 11 aufhört, Strom zu liefern, wird der
Schalter 12 geöffnet, und die Kraftmaschine 13 erhält einen Anlaufimpuls. Wenn anschließend
der von dieser angetriebene Generator 14 die volle Geschwindigkeit und volle Spannung
erreicht hat, wird der Umschalter 16 an den Generator
14 geschaltet,
wonach der Motor 7 mit der vom Generator 14 bestimmten synchronen Geschwindigkeit
läuft. Wenn dabei die Spannung über den Schleifringen 8 znit der Spannung des Generators
14 in Phase kommt, wird der Schalter 15 geschlossen, und die Belastung 10 sowie
die Maschine 1 erhalten danach die erforderliche Energie vom Generator 14.
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Wenn das Netz wieder in Funktion tritt, öffnet der Schalter 15, und
das Reserveaggregat 13 und 14 wird stillgeseszt, wonach die Maschine 1 erneut die
Stromversorgung der Belastung übernimmt. Wenn der Schalter 15 geöffnet wird, wird
auch der Umschalter 17 umgeschaltet, so daß der Motor 7 direkt all das Netz 11 angeschlossen
wird. Der Antriebsmotor 7 (und die Bürsten 5) läuft dann synchron mit dem Netz 11,
der Schalter 12 wird geschlossen, und das Netz übernimmt wieder die Lieferung von
Energie an die Maschine 1 und Belastung 10 und sorgt für die Ladung des Schwungrades
19.
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Statt die Belastung direkt mit Strom vom Netz zu versorgen, kann man,
wie vorher erwähnt, die Maschine 1 mit Schleifringen versehen, die mit dem Netz
11 über den Schalter 17 verbunden werden. Das Netz wird in diesem Fall seine Energie
an die Belastung 10 über die Maschine 1 liefern, welche dabei als Finankerumformer
arbeitet, doch mit dem Unterschied, daß zufolge der rotierenden Bürsten 5 die Maschine
an die Belastung 10 Wechselstrom statt Gleichstrom liefert.
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Wenn man in der letztgenannten Anordnung eine Induktanz zwischen die
Schleifringe und das Netz schaltet, kann man durch Regelung der Magnetisier ung
der Maschine die Spannung über der Belastung unabhängig von der Netzspannung verändern.
Hierdurch gewinnt man den Vorteil, daß die Frequenz des an die Belastung gelieferten
Stromes unabhängig von Frequenzveränderungen im Netz bleibt.
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Die in Fig. ? gezeigte Anordnung betrifft eine Abänderung der in Fig.
1 gezeigten Anordnung lind is' im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten
5 von einer Welle angetrieben werden, die ein Schwungrad 20 trägt und über eine
Kupplung 21 mit der Welle der Maschine 1 verbunden ist. Bei dieser Anordnung erhält
man unabhängig von der Drehzahlsenkung der Maschine 1 eine im wesentlichen konstante
Drehzahl der Bürsten 5.