DE105984C

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Publication number: DE105984C
Application number: DENDAT105984D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

und Zusatzmaschine.

Zweck der Erfindung ist die Nebenschlufsschaltung einer Accumulatorenbatterie in einem Stromkreis von constantem Potential ohne Zuhülfenahme von Zellenschaltern, d. h. von Apparaten, welche die elektromotorische Kraft durch Ein- und Ausschaltung von Elementen regeln, wobei die Batterie als Buffer dient und das Potential streng constant gehalten wird, auch wenn die elektromotorische Kraft der Batterie durch den Uebergang vom Ladungszustand in den Enlladungszustand sich stark ändert. Aufser den Schwierigkeiten, welche der Gebrauch der Zellenschalter bedingt und welche überwunden werden sollen, verlangt der regelmäfsige Unterhalt einer Batterie, dafs alle Elemente der letzteren streng gleich behandelt werden. Die vorliegende Erfindung bezweckt es, diesen Zweck zu erreichen und die elektromotorische Kraft zu regeln.

In den Stromkreis einer Batterie wird eine Dynamomaschine eingeschaltet, deren magnetisches Feld in weiten Grenzen verändert werden kann , und zwar von einem positiven Maximum durch Null zu einem negativen Maximum. Das Feld kann also vollständig umgeschaltet werden, und der Hauptpunkt der Erfindung ist die Anordnung, welche es gestattet, rasch und sicher die stufenweise Regelung der Quelle einer elektromotorischen Kraft zu erlangen, deren Gröfse infolge der Umkehrung der Polarität das Doppelte der normalen elektromotorischen Kraft einer gewöhnlichen Dynamomaschine ist.

In der Zeichnung ist Fig. 1 das Normalschema einer elektrischen Kraftvertheilung mit constantem Potential, welche mit vorliegender Regelungsvorrichtung versehen ist. D ist der Stromkreis mit constantem Potential, dessen zwei Leiter α b mit den Polen einer oder mehrerer Maschinen G verbunden sind. Der Leiter α ist unmittelbar mit dem einen Pol der Batterie B verbunden. Der zweite Leiter b ist mit dem anderen Pol durch Vermittelung des Ankers einer Maschine g verbunden, welche dazu bestimmt ist, die elektromotorische Kraft zu regeln. Diese Maschine, die durch irgend einen Motor angetrieben wird, ist mit der Batterie in Serie geschaltet und ihre eigene elektromotorische Kraft kann zu derjenigen der Batterie hinzugefügt oder von derselben abgezogen werden; jene Kraft vervollständigt somit die Kraft der Batterie, wenn eine grofse Kraftabgabe stattfindet, und ergänzt die ungenügende Spannung der Vertheilung für die Ladung der Batterie während der schwachen Abgabeperioden, wenn nämlich die Kraft der Hauptmaschine G stärker ist als die Kraftabgabe im Stromkreis. Die Hülfsmaschine g arbeitet somit stets als Stromerzeuger, der abwechselnd die elektromotorische Kraft von ,G während der Ladungsperiode und diejenige der Batterie während der Entladungsperiode

verstärkt, indem die elektromotorische Kraft eines secundären Elementes sich gewöhnlich um 15 pCt. zwischen jenen beiden Perioden ändert und die Spannungsdifferenz zwischen a und b constant ist.

Um dieses Resultat zu erreichen, ist ein Spannungsregler im Nebenschlufs des Stromkreises D angeordnet, der auf das magnetische Feld der Hülfsmaschine g einwirkt, wie dies in den Fig. 2 und 3 angegeben ist, indem er die beweglichen Bürsten eines Schalters verstellt.

Die Fig. 2 zeigt in gröfserem Mafsstabe die Anordnung des Erregungsstromkreises. Letzterer besteht aus zwei parallel geschalteten Stromkreisen. Jeder derselben ist selbst in eine Anzahl Abtheilungen getheilt, welche hinter einander geschaltet sind, wie die inducirten Windungen einer Gr am me'sehen oder Siemensschen Gleichstrommaschine. Diese Abtheilungen sind mit einer Reihe fester Stromschlufsstücke verbunden, auf denen zwei Bürsten m m¹ verstellt werden, welche selbst mit dem Verbrauchsstromkreis oder der Erfegungsstromquelle verbunden sind, z. B. durch Vermittelung der Sectoren s s¹. In der gezeichneten Lage geht der in die linke Bürste m und das Stromschlufsstück ι eintretende Strom durch die beiden Hälften der Feldmagnetwickelung im Sinne der eingezeichneten Pfeile und tritt rechts durch das StromschlufsstUck 10 aus. Durch Verstellung der Bürste m bis zum StromschlufsstUck 5 und der Bürste m¹ bis zum StromschlufsstUck 6 ist die Stromrichtung in der Feldwickelung vollständig umgekehrt und' die Polarität gewechselt. Wird die Bürste m auf das StromschlufsstUck 3 und die Bürste m¹ auf das StromschlufsstUck 8 eingestellt, so läuft der Strom durch die Hälfte der Abtheilungen einer und derselben Feldmagnetspule im einen Sinne und durch die andere Hälfte im anderen Sinne, so dafs die Induction vollständig aufgehoben wird. Unter diesen Umständen ist die elektromotorische Kraft der Dynamomaschine gleich Null. Die Zwischenstufen bedingen andere Werthe der Induction, indem die Anzahl der inducirenden Windungen, welche in einem bestimmten Sinne durchlaufen werden, diejenige der im entgegengesetzten Sinne durchlaufenen Windungen mehr oder weniger übertrifft; durch eine zweckentsprechende Vermehrung der Abtheilungen erhält man somit eine sehr weite Scala der elektromotorischen Kraft, welche regelmäfsig von einem positiven zu einem negativen Maximum geändert wird, so dafs die regelnde Wirkung der Dynamomaschine verdoppelt wird.

Der übliche Spannungsregler braucht sodann nur noch die Büsten m m¹ nach Bedarf zu verstellen. Wenn die Stromabgabe im Stromkreis die normale Leistung von G übertrifft, so trachtet die elektromotorische Kraft danach, zu sinken. Der Spannungsregler wirkt im entsprechenden Sinne und erhöht derart die Spannung der Batterie, deren Stromabgabe die Leistung von G vervollständigt. Wenn das Gegentheil eintritt, d. h. wenn die Stromabgabe des Stromkreises geringer ist als die Leistung der Hauptmaschine, so steigt die Spannung in der letzteren etwas, der Spannungsregler wirkt, verstärkt die elektromotorische Kraft der Maschine G über diejenige der Batterie hinaus und gestattet derselben somit, die Batterie zu laden, ohne die Spannung der Vertheilung zu ändern.

Die Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Anordnung.

Der Feldmagnet/¹,1'² kann durch eine einzige Wickelung erregt werden, deren Enden mit den Stromschlufsstücken 1 und 10 eines selbstthätigen Widerstandsschalters verbunden sind. Die beiden Pole der Erregungsstromquelle sind mit zwei Bürsten m m^l mittelst zweier fester Sectoren s s¹ verbunden. Die Bürsten bewegen sich gleichzeitig und können somit den Erregungsstrom entweder unmittelbar in die FeId-/wickelung einleiten, wenn sie sich auf den Stromschlufsstücken 1 und io¹ oder i¹ und 10 befinden, oder der Strom wird durch eine gröfsere oder geringere Zahl von Widerständen geleitet, welche so berechnet sind, dafs der Strom nach und nach bis auf Null abgeschwa'cht wird, wenn die Bürsten bis zum StromschlufsstUck ο verschoben werden.

Der Erregungsstrom ändert sein Zeichen, sobald die beweglichen Bürsten über Null hinausgehen, und wächst regelmäfsig im entgegengesetzten Sinne, um sein Maximum zu erreichen, sobald die Bürsten die zwei Stromschlufsstücke i¹ und 10 erreichen (wie punktirt angegeben). Es kann somit die Erregung stufenweise umgeschaltet werden, wobei dieselbe durch Null hindurchgeht. Die Stromschlufsstücke 1,2,3 u. s. w. sind mit den Stromschlufsstücken 1 *, 2¹, 3¹ u. s. w. verbunden, welche mit zwei unabhängigen Widerständen verbunden sind, die je auf einen der beiden Pole einwirken. Der selbstthätige Widerstandsschalter, der nach irgend einem bekannten System gebaut sein kann , wirkt auf die Bürsten m m^l.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Einrichtung zur Spannungsregelung in Gleichstrom vertheilungsanlagen mit Sammlerbatterie und einer mit dieser Batterie in Serie geschalteten Zusatzmaschine, dadurch gekennzeichnet, dafs die Spulen der unterteilten, zur Hauptmaschine parallel geschalteten Feldwickelung der Zusatzmaschine durch

einen selbsttätigen, den Spannungsschwankungen folgenden Schalter derart in zwei Gruppen gegen einander geschaltet werden, dafs sich die Spannung der Zusatzmaschine von einem positiven Maximum durch Null zu einem negativen Maximum ändert.
Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs an Stelle der untertheilten Feldwickelung zwei Gruppen von untertheilten, im Feldstromkreis liegenden Widerständen durch den selbsttätigen Schalter derart ein-, um- und ausgeschaltet werden, dafs sich die Spannung der Zusatzmaschine von einem positiven Maximum über Null zu einem negativen Maximum ändert.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.