DE109208C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

In denjenigen Fällen elektrischer Kraftübertragung, in welchen die secundär betriebene Kraftmaschine (der Empfänger) häufige Drehrichtungswechsel erfährt — wie beispielsweise bei Aufzügen und beim elektrischen Fernantrieb des Steuerruders grofser Schiffe ' —, findet im Allgemeinen bei jedesmaligem Wechsel der Drehrichtung ein Ausschalten und demnächstiges Wiedereinschalten der Kraftübertragungsorgane statt, und das etwa erforderliche Festhalten des Empfängers in der jeweiligen Ruhelage wird durch besondere, im Allgemeinen von der Kraftübertragung unabhängige Hülfsmittel erreicht. Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, in derartigen Fällen ebensowohl den Antrieb des Empfängers in der einen Richtung, wie sein Festhalten in der gewünschten Ruhelage und seinen Antrieb in der anderen Richtung (in allmählichem Uebergange) durch die Kraftübertragungsorgane selbst zu bewerkstelligen und gleichzeitig in der Primärstation (Geberstation) die Bewegung des Empfängers dauernd erkennbar und regulirbar zu machen. Der Antrieb des Empfängers kann dabei sowohl ein positiver, wie ein negativer sein, d. h. der Empfänger kann durch die Kraftübertragung sowohl angetrieben, wie gebremst werden.

Das zur Erreichung des vorbeschriebenen Zweckes benutzte System ist dadurch gekennzeichnet, dafs die Arbeit an der Empfängerstation von einem Mehrphasenstrommotor geleistet wird, dessen beiden mit Mehrphasenstromwickelungen beliebiger, aber gleicher Pplzahl versehenen Theilen je ein Mehrphasenstrom zugeführt wird, und dafs aufserdem Einrichtungen getroffen werden, welche es ermöglichen, an der Geberstation die Periodenzahlen der beiden Mehrphasenströme relativ zu einander zu verändern. Die Schaltung des Motors mufs eine derartige sein, dafs die beiden von jedem der beiden Ströme einzeln erzeugten Magnetfelder in gleicher Richtung rotiren. Bezeichnet man diese Richtung als positiv, so ist stets die Tourenzahl des rotirenden Theiles des Motors gleich der (algebraischen) Differenz der Periodenzahlen der beiden Mehrphasenströme dividirt durch die halbe Polzahl des Motors, während demgemäfs die absoluten Werthe beider Periodenzahlen nur untergeordnete Bedeutung haben. Der Motor steht . also still und wird zugleich in der augenblicklichen Lage festgehalten, wenn beide Ströme gleiche Periodenzahlen haben; er läuft in positiver oder negativer Richtung bei Verschiedenheit dieser Periodenzahlen, und zwar entsprechend der (algebraischen) Differenz derselben.

Um den Empfänger in Gang zu setzen, ist . es erforderlich bezw. zweckmäfsig, dafs zu-. nächst einmal die Periodenzahlen der beiden Mehrphasenströme einander gleich sind. ' Wirken in diesem Augenblicke keine weiteren Kräfte auf den Motor, so stellt sich sein beweglicher Theil so ein, dafs die beiden· rohrenden Magnetfelder einander entgegengesetzte Pole zukehren. Wirken auf den Motor äufsere Kräfte ein, welche den beweglichen Theil desselben nach links oder rechts zu drehen suchen, so bleibt die Erscheinung

zwar wesentlich dieselbe, der bewegliche Theil nimmt also ebenfalls eine feste Einstellung an; die einander zugekehrten ungleichnamigen Pole der beiden rotirenden Magnetfelder aber verdrehen sich gegen einander, und zwar mehr oder weniger, je nach der Gröfse der äufseren Kräfte, so dafs die Achsen der beiden Magnetfelder einen gröfseren oder kleineren Winkel (Verdrehungswinkel) mit einander bilden. Beginnt nunmehr, indem man die Periodenzahlen der beiden Mehrphasenströme verschieden macht, das eine der beiden Drehfelder schneller zu rotiren als das andere, so müssen zufolge der dem Verdrehungswinkel entsprechenden Tangentialkräfte die Drehfelder ihre relative Lage trotzdem beibehalten. Das ist aber nur möglich, wenn der bewegliche Theil des Motors entsprechend der Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Drehfelder rotirt, und zwar mufs derselbe sich offenbar im Sinne der Rotation des magnetischen Drehfeldes des feststehenden Theiles bewegen, wenn dieser Theil von Strömen höherer, und. in entgegengesetzter Richtung, wenn der feststehende Theil von Strömen niedrigerer Periodenzahl erregt ist als der bewegliche Theil. In dieser Weise lassen sich die elektrisch ziemlich verwickelten Vorgänge mechanisch veranschaulichen. Vorauszusetzen ist natürlich, dafs die am Empfänger wirkenden äufseren Kräfte gewisse, durch die Maschinengröfse u. s. w. bedingte Grenzen nicht überschreiten.

Für die technische Ausführung der Anordnung ist es aber auch noch von Bedeutung, zu wissen, welche verschiedenen Arbeiten in dem gesammten System auftreten, und in welcher Weise sich dieselben auf die beiden Mehrphasenströme vertheilen. Geht man von den beiden Mehrphasenstromquellen aus und bezeichnet geleistete Arbeit als positive, aufgenommene Arbeit als negative Arbeit, so kann die Nutzarbeit A₁, d. h. die mechanische Arbeit des Empfängers sowohl negativ als positiv sein, je nachdem der Empfänger durch die Kraftübertragung angetrieben wird und somit Arbeit aus dem Kraftübertragungssystem aufnimmt, oder umgekehrt Arbeit von aufsen zugeführt erhält und an das Kraftübertragungssystem abgiebt. Die zweite im System vorkommende Arbeit, die durch die unvermeidliche Reibung, die Stromwärme und die Ummagnetisirung bedingte Wärmearbeit a, ist stets negativ.· Die in den beiden Mehrphasenstromsystemen auftretenden elektrischen Arbeiten a_x und a.₂ endlich können wiederum Vorzeichen-• wechsel erfahren, je nachdem nämlich der sogen. Winkel der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung kleiner oder gröfser als 90 ° ist. Im ersteren Falle giebt die betreffende Mehrphasenstromquelle Arbeit ab, im zweiten Falle nimmt diese Stromquelle Arbeit auf. Für die Summe aller im System vorkommenden Arbeiten gilt das Gesetz der Erhaltung der Energie, d. h. es ist in jedem Augenblick

A'+ a + U₁ + a₂ = ο
oder

A — — {a + U₁ + a.₂).

Untersucht man nun die Verhältnisse im Einzelnen, so findet man, dafs die beiden Mehrphasenstromsysteme nur dann ausschliefslich Wärmearbeit leisten, wenn bei stillstehendem Empfänger äufsere Kräfte auf diesen nicht einwirken. Dagegen tritt sonst stets, und zwar schon bei Einwirkung äufserer Kräfte auf den ruhenden Empfänger, wenn also immer noch A = ο ist, ebenso wie im Falle einer Bewegung des Empfängers — sei es gegen die äufseren Kräfte oder im Sinne derselben — eine Uebertragung elektrischer Arbeit von dem einen Stromsystem auf das andere ein. Diese Verschiebung stellt sich zunächst als eine theilweise Uebernahme der Wärmearbeit des einen Systems durch das andere, bei gröfseren äufseren Kräften aber als eine directe Arbeitsübertragung auf das erstere dar. Das mehr belastete System hat also dann nicht blos den Antrieb des Empfängers ohne Mitbetheiligung des anderen zu übernehmen, sondern auch noch elektrische Arbeit auf das zweite Mehrphasenstromsystem zu übertragen. Im Empfänger ' kommt, wenn man von der Wärmearbeit absieht, in allen Fällen die algebraische Summe, dem absoluten Werthe nach aber die Differenz der Arbeiten beider Stromsysteme zur Wirkung; denn bei Vernachlässigung der Wärmearbeit haben die beiden elektrischen .Arbeiten stets — aufser im Falle A = O₁ = a.₂=- ο — entgegengesetzte Vorzeichen. Man kann deshalb die vorliegende Anordnung nicht blos mit Rücksicht auf die Bewegungsvorgänge, sondern auch mit Rücksicht auf die Arbeitsvorgänge ein elektrisches Differentialgetriebe nennen. Zugleich ergiebt sich das praktisch wichtige Resultat, dafs bei unveränderter Richtung der äufseren Kräfte, also z. B. bei einem zweitrumigen Aufzuge im Falle dauernder Mehrbelastung der rechten Schale und bei der Steuermaschine im Falle von Bewegungen des Steuers auf der Steuerbordseite, mögen dieselben dem Wasserdrucke entgegen oder im Sinne dieses Druckes erfolgen, von den beiden Mehrphasenstromsystemen immer das eine belastet, das andere aber entlastet wird bezw. sogar Arbeit aufnimmt, und dafs sich diese Functionen bei Umkehrung der Kraftrichtung, also z. B. bei Belastung der linken Schale des Aufzuges und bei allen Bewegungen des Steuers auf der Backbordseite, umkehren.

Natürlich kann man erforderlichenfalls mittelst derselben beiden Mehrphasenströme auch

zwei oder mehr Empfänger zugleich antreiben. Dieselben würden dann entweder direct oder nach bestimmten Uebersetzungsverhältnissen synchron rotiren, und zwar je nach ihrer Schaltung entweder in gleicher oder in entgegengesetzter Richtung. Kuppelt man zwei derartige gleich grofse Empfänger mit einander und schaltet dieselben so, dafs, wenn der bewegliche Theil des einen sich im Sinne der Rotation seiner Magnetfelder dreht, der bewegliche Theil des anderen gegen dessen Magnetfelder läuft, so erhält man einen Doppelempfänger, bei welchem die kleinen Verschiedenheiten beider Mehrphasenstromsysteme in Fortfall kommen, welche sonst etwa durch die nicht genaue Uebereinstimmung des festen mit dem beweglichen Theil des Motors bedingt sind. . Im Allgemeinen bedarf es freilich einer Verdoppelung des Empfängers nicht, da bei entsprechender baulicher Anordnung die beiden Theile des Motors sich in elektrischer und magnetischer Beziehung so übereinstimmend herstellen lassen, dafs die Kraftäufserungen des Empfängers nach links und rechts genau gleich ausfallen.

Die Erzeugung der für das vorbeschriebene System erforderlichen zwei Mehrphasenströme relativ veränderlicher Periodenzahl kann an sich irgendwie erfolgen, beispielsweise indem man zwei Mehrphasenströmerzeuger mittelst je einer Dampfmaschine antreibt und die Tourenzahlen der beiden Dampfmaschinen ändert. Da indessen zufolge der beschriebenen Wirkungsweise des Systems wesentlich immer nur die eine elektrische Maschine Strom erzeugt, die andere aber Strom aufnimmt, also angetrieben wird, so müfsten die Dampfmaschinen für den letzteren Fall mit ähnlichen Einrichtungen versehen werden, wie Berglokomotiven für das Abwärtsfahren. Das . beschriebene Kraftübertragungssystem ist aber nur dann anderen Systemen auch industriell gewachsen, wenn die von der einen auf die andere Maschine übertragene Arbeit nicht, wie es bei der Thalfahrt von Berglokomotiven geschieht, durch Umwandlung in Wärme vergeudet, sondern vielmehr nutzbar gemacht wird, indem man sie der zweiten arbeiterzeugenden Maschine wieder zuführt. In diesem Fall braucht von der Energiequelle, nur die Differenz beider Arbeiten, einschliefslich der in den Maschinen selbst verlorenen Arbeit, entnommen zu werden. Ein solcher Arbeitsausgleich aber läfst sich in einfacher Weise auf elektrischem Wege bewirken. Im Folgenden sollen deshalb zwei Methoden beschrieben werden,, mittelst welcher man die Erzeugung der beiden Mehrphasenströme veränderlicher Periodenzahlen so zu bewirken vermag, dafs die vorhandene Quelle elektrischer Energie nur die in dem Ueberträgungssystem wirklich verbrauchte Arbeit zu leisten hat. Als Energiequelle ist in dem einen Falle eine Gleichstrom- , im anderen Falle eine Mehrphasenstromanlage vorausgesetzt. Der erstere Fall ist in Fig. i, der zweite iri Fig. 2 schematisch veranschaulicht.

Im ersteren Falle werden von der Stromquelle J-. zwei gleich grofse Gleichstrom-Mehrphasenstromumformer angetrieben. In der Figur ist jeder Umformer als aus einem Gleichstrommotor G₁ bezw. G₂ mit dem Anker A₁ bezw. A₂ und den Erregerwickelungen JV₁ bezw. JV₂ und aus einer Mehrphasenstromerzeugermaschine D₁ bezw. D₂ bestehend dargestellt. Man kann aber in bekannter Weise den Mehrphasenstrom auch direct dem Gleichstrommotor entnehmen. Die Wirkungsweise des gesammten Systems würde bei dieser Modification nicht wesentlich verändert werden; es würden vielmehr insbesondere nur Verschiedenheiten in der Stärke der Magnetisirung der beiden Theile des Empfängers und in den Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung in den einzelnen Systemtheilen auftreten. Die vorerwähnte Modification der Anordnung gegenüber Fig. 1 ist deshalb' im Folgenden nicht mehr besonders erwähnt, die Ausführungen gelten vielmehr für beide Fälle gleichmäfsig.

Die Gleichstromanker A₁ und A₂ der beiden rotirenden Umformer sind parallel geschaltet und können mittelst des Anlassers 5, dessen Widerstand vor beiden liegt, gemeinsam in Gang gesetzt werden. Die Drehstromerzeuger D₁ und D₂ führen mittelst der Leitungen I und II die Mehrphasenströme den beiden Theilen des Empfängers D zu. Um dann die Periodenzahlen der beiden Mehrphasenströme, d. h. die Tourenzahlen der Umformer relativ zu einander zu verändern, hat man nur nöthig, die beiden ursprünglich auf gleiche Tourenzahl erregten Motoren verschieden stark zu erregen, indem man etwa gleichzeitig die Erregung des zu beschleunigenden Motors schwächt und diejenige des zu verlangsamenden verstärkt. Zu diesem Zweck sind bei der in Fig. 1 beispielsweise dargestellten Ausführungsform die beiden Erregerwickelungen JV₁ und JV₂ ebenfalls parallel geschaltet, und den beiden letzteren gemeinsam ist ein Regulirwiderstand R vorgeschaltet, welcher den Geber bildet, und zwar sind die Verbindungen so angeordnet, dafs durch Drehung der dauernd mit dem einen Pol der Gleichstromquelle verbundenen Schaltkurbel H die Vertheilung des . vorgeschalteten Widerstandes auf die Wickelungen JV₁ und JV₂ geändert werden kann. Sobald zufolge einer derartigen Aenderung der eine Umformer, beispielsweise G₁ D₁, schneller läuft, rotirt der Empfänger D in

einer gewissen, leicht vorher zu bestimmenden Richtung; umgekehrt. rotirt D in entgegengesetzter Richtung, wenn die Schaltkurbel nach der entgegengesetzten Seite gelegt wird und nun G₂ D₂ schneller läuft als G₁ D₁.

Im Falle primär vorhandenen Mehrphasenstromes kann man die erforderlichen Betriebsströme ohne Zuhülfenahme von rotirenden Umformern mittelst eines ruhenden Periodenumformers, jedoch unter Benutzung von Bürsten erhalten, welche auf einem Stromwender schleifen. Eine in Fig. 2 schematisch dargestellte Stromerzeugung mittelst Periodenumformers ist folgende:

Der parallel zur Zeichnungsebene untertheilte cylinder- oder hohlcylinderförmige Eisenkörper E enthält parallel zur Cylinderachse Durchlochungen, welche in einem Kreise von passendem Durchmesser angeordnet und zur Aufnahme von Wickelungen geeignet sind. Durch diese Löcher hindurch wird auf den Eisenkörper irgend eine Gleichstromwickelung aufgebracht, welche so angeordnet ist, als wäre der innerhalb der Löcher liegende Theil des Eisenkörpers mit einer Trommelwickelung für Gleichstrom zu versehen. Die Polzahl der Gleichstromwickelung wählt man zweckmäfsig so, dafs ihre Hälfte durch die Phasenzahl des vorhandenen Mehrphasenstromes, also z. B. bei Drehstrom durch 3 nicht theilbar ist, und dafs aufserdem die Magnetisirungs- und Gewichtsverhältnisse des Eisenkörpers möglichst günstig ausfallen. In dem Schema ist der Einfachheit wegen die Gleichstromwickelung als etwas Bekanntes fortgelassen, dagegen ist der zur Gleichstromwickelung gehörige Stromwender angedeutet, dessen Stegzahl man so grofs als irgend möglich bemifst, also beispielsweise im Falle der sogen. Wellenwickelung gleich der Anzahl der Wickelungsabtheilungen multiplicirt mit der halben Polzahl macht. In dem — einer vierpoligen Wickelung entsprechenden — Schema ist nur die Hälfte der zum Stromwender führenden Drähte angedeutet; die freibleibenden Stromwenderstege sind in bekannter Weise mit den gegenüber gelegenen, schon angeschlossenen Stegen zu verbinden.

Führt man der Gleichstromwickelung an geeigneten (bei obigen Verhältnissen symmetrisch gelegenen) Stellen von den Leitungen I aus den primär vorhandenen Mehrphasenstrom zu, so erhält man zufolge der · getroffenen Anordnung in dem feststehenden Eisenkörper ein rotirendes Magnetfeld, dessen Kraftlinien sich, da Luftzwischenräume nicht vorhanden sind, in diesem Falle vollständig im Eisen schliefsen können, so dafs man nur einer geringen magnetisirenden Stromstärke bedarf. . Die Tourenzahl des rotirenden Magnetfeldes ist gleich der Periodenzahl des zugeführten Mehrphasenstromes dividirt durch die halbe Polzahl der Gleichstromwickelung. Läfst man nun eine der Phasenzahl entsprechende Anzahl von Bürsten B₁ B₂ B_s . . . auf dem Stromwender und eben dieselben gleichzeitig auf leitenden Ringen R₁R₂R₃.... schleifen, so wirkt bei Umdrehung der die Bürsten tragenden Achse der beschriebene Apparat als Periodenumformer, und man erhält in den von den Ringen R₁ R₂ R₃ . . . ausgehenden Leitungen II einen Mehrphasenstrom, dessen Periodenzahl gleich derjenigen des primären Mehrphasenstromes ist, vermindert oder vermehrt um die mit der halben Polzahl der Gleichstromwickelung zu multiplicirenden Tourenzahl der rotirenden Bürsten, je nachdem nämlich die Drehung der Bürsten im Sinne der Rotation des Magnetfeldes oder in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Führt man dem Empfänger D einmal den primären Strom I und zweitens den secundären Strom II zu, so rotirt der Empfänger, wenn er dieselbe Polzahl hat wie die Gleichstromwickelung, direct synchron mit den Bürsten, anderenfalls steht seine Tourenzahl in constantem Verhältnifs zu derjenigen der Bürsten.

Die Umdrehung der in der Zeichnung nicht dargestellten Bürstenachse kann direct von Hand oder auch mit größerer Geschwindigkeit unter Zwischenschaltung eines geeigneten Betriebes etwa von einem Spillrade aus oder auch von einem kleinen Hülfsmotor mit umkehrbarer Drehrichtung bewirkt werden. Auch die übrigen hier nicht besonders beschriebenen Einzelheiten der Construction ergeben sich leicht aus bekannten Grundsätzen. Nach solchen kann man auch offenbar, wenn man zwei unabhängig von einander drehbare Bürstensätze verwendet, zwei umgeformte Mehrphasenströme erhalten und dieselben an Stelle des einen umgeformten Stromes" und des primären Stromes dem Empfänger D zuführen. In diesem Falle entspricht dessen Tourenzahl der algebraischen Differenz der Umdrehungen beider Bürstensätze. ■ Ersichtlich ist ferner, dafs man die Rotation der Bürsten vermeiden kann, wenn man an ihrer Stelle den gesammten', entsprechend drehbar anzuordnenden Körper des Umformers umdreht, welchem dann natürlich der primäre Strom durch Schleifringe zuzuführen ist. Ebenso erhält man offenbar zwei umgeformte Mehrphasenströme relativ veränderlicher ,Periodenzahlen von feststehenden Bürsten mittelst einer einzigen Drehung, wenn man zwei (gekuppelte) Umformerkörper gemeinsam drehbar anordnet und ihre Wickelungen so schaltet, dafs die beiden von diesen gebildeten magnetischen Drehfelder in entgegengesetzter Richtung rotiren. In allen Fällen· mufs man aber bei Ausführung der beschriebenen Anordnung in

Betracht ziehen, dafs der Empfänger D seines Trägheitsmomentes, wie ..der von ihm zu leistenden Arbeit wegen nicht. sofort mit irgend einer beliebigen Geschwindigkeit den Relativdrehungen der Bürsten folgen kann. Man hat deshalb in ,geeigneter Weise eine übermäfsige Beschleunigung der Drehung ebenso wie ein übermäfsig schnelles Anhalten der rohrenden Bürsen bezw. des ganzen Umformers zu verhindern. Läfst man den letzteren an Stelle der Bürsten rotiren, so wird der gewünschte Erfolg mehr oder weniger schon durch das Trägheitsmoment des Umformerkörpers erreicht werden, ebenso, wie bei der Anordnung in Fig. ι die Trägheitsmomente der rotirenden Theile der beiden Gleichstrom - Mehrphasenstromumformer übermäfsig schnelle Aenderungen ihrer Geschwindigkeiten verhindern.

Hinsichtlich der Handhabung des Gebers unterscheiden sich die beiden beschriebenen Antriebssysteme ■ praktisch folgendermafsen: Werden die beiden Mehrphasenströme unter Benutzung eines Periodenumformers erzeugt, so steht der Empfänger, mögen — innerhalb der durch die Maschinengröfse bedingten Grenzen — äufsere Kräfte auf denselben wirken oder nicht, still, sobald der Geber still gehalten wird. Der Empfänger folgt hier überhaupt (innerhalb obiger Grenzen) momentan den Bewegungen des Gebers. Werden die beiden Mehrphasenströme dagegen . durch Gleichstrom-Mehrphasenstromumformer erzeugt, so steht zunächst der Empfänger bei gleicher Erregung beider Umformer, also bei der Mittelstellung der Schaltkurbelüf (Fig. i) nur dann still, wenn äufsere Kräfte auf ihn nicht wirken. Befindet sich der Empfänger unter :dem Einflüsse solcher Kräfte, so erfordert sein Stillstand eine von der Mittellage nach der einen oder anderen Seite abweichende Stellung der Schaltkurbel, und diese Abweichung — der erforderliche Stützwinkel — wächst mit der Gröfse der äufseren Kräfte. Wie erörtert, findet nämlich in diesem Falle eine Arbeitsübertragung von einem der beiden Mehrphasenstromsysteme auf das andere statt, die beiden primär arbeitenden Gleichstrommotoren müssen also ungleich belastet werden. Bei gleicher Tourenzahl und gleicher Ankerspannung ist dies aber nur möglich, wenn beide Motoren verschieden stark erregt werden. Naturgemäfs besteht dabei eine gewisse Beziehung zwischen dem Stützwinkel der Schaltkurbel und. dem Verdrehungswinkel der. rotirenden Magnetfelder des Empfängers: denn beide sind abhängig von der Gröfse der am Empfänger wirkenden äufseren Kräfte. Ist der Stützwinkel der Schaltkurbel zu klein, so giebt der Empfänger, wenn auch unter Umständen nur ganz langsam, den äufseren Kräften nach; ist der Stützwinkel zu grofs, so geht der Empfänger mehr oder weniger schnell gegen die äufseren Kräfte an. Aufserdem ist bei dieser Anfriebsmethode natürlich die Stellung bezw. die Bewegung des Empfängers nicht momentan mit der Stellung der Schaltkurbel gegeben; der Empfänger nimmt vielmehr den durch die jeweilige Stellung der Schaltkurbel bedingten Zustand immer erst allmählich an. Man hat also hier — ganz ähnlich wie bei der Oeffhung eines Ventils — die jeweilig beabsichtigte Wirkung immer erst abzuwarten, während bei der anderen Methode Ursache und Wirkung — bis auf eine ganz kleine Nacheilung — gleichzeitig erfolgen.

Bei vielen , nach dem beschriebenen Verfahren auszuführenden Anordnungen wird noch das Bedürfnifs vorliegen, an der Geberstelle die Bewegungen des Empfängers genau controliren zu können bezw. eine mit denselben genau synchrone Bewegung unmittelbar vor Augen zu haben. Dies läfst sich in zweifacher Art erreichen. Einmal kann man bei jeder beliebigen Methode der Stromerzeugung mittelst derselben beiden Mehrphasenströme, welche man dem Empfänger zuführt, zugleich an der Gerberstelle einen ganz kleinen Motor Z (Zeigermotor) betreiben, welcher die nöthigen Anzeigen ausführt; zweitens kann man je nach der Methode der Stromerzeugung einen entsprechenden Apparat direct mechanisch von dem Geber bezw. den stromerzeugenden Maschinen aus antreiben.

Der erste Fall ist in den Fig. ι und 2 angedeutet. Der Zeigermotor Z hat keine erhebliche Arbeit zu leisten, sondern nur ein Zeigerwerk zu bewegen, dessen Einrichtung natürlich den jeweiligen Umständen angepafst sein mufs. In den Zeichnungen ist beispielsweise eine für den Fernantrieb eines Steuerruders besonders zweckmäfsige Einrichtung veranschaulicht. Bei derselben trägt etwa die Achse des beliebig vielpoligen, also beliebig schnell rotirenden Zeigermotors direct den kleinen mittleren Zeiger (Laufzeiger), während 'der gröfsere Zeiger (Steuerzeiger) mit Hülfe eines kleinen Getriebes von der rotirenden Achse aus bewegt wird. Der Laufzeiger läfst bei gewünschtem Stillstand des Steuerruders mit grofser Genauigkeit erkennen, ob der Zeigermotor, also auch der Empfänger und somit das Steuerruder, wirklich steht oder sich noch ein wenig nach der einen oder anderen Richtung bewegt; der Steuerzeiger dagegen giebt dauernd in einfacher Gröfse die jeweilige Winkelstellung des Steuerruders an. Die Uebersetzung auf den Steuerzeiger ist diesem Zweck entsprechend so anzuordnen, dafs, eine richtige Anfangsstellung vorausgesetzt, der Steuerzeiger mit seiner Mittellage in jedem Augenblicke genau denselben Winkel

bildet, wie . das Steuerruder mit der Längsachse des Schiffes, wobei natürlich hinsichtlich der Schaltung des Zeigermotors, sowie der Uebertragung vom Laufzeiger auf den Steuerzeiger darauf zu sehen· ist, dafs eine Linksstellung des Steuerruders nach Wunsch einer Links- oder Rechtsstellung des Steuerzeigers oder umgekehrt entspricht. Genau genommen, kann zwar die Winkelstellung des Steuerzeigers nicht ganz und gar derjenigen des Steuers entsprechen, da die Verdrehungswinkel der Magnetfelder des Empfängers und des Zeigermotors ganz verschiedene Werthe haben können; bei der praktisch stets sehr grofsen Uebersetzung zwischen Empfänger und Steuer einerseits, Zeigermotor und Steuerzeiger andererseits kommt jedoch die geringe Ungenauigkeit vollkommen aufser Betracht. Vielmehr gewährt die Combination von Steuerzeiger und Laufzeiger die denkbar genaueste Controle der grofsen wie der kleinsten Bewegungen des Steuerruders, etwa wie man auf dem Zifferblatt einer Uhr die gröfseren Bewegungen am Stunden- und Minutenzeiger, die kleineren Bewegungen bezw. den Stillstand der Uhr aber am Secundenzeiger . erkennt. Gegebenen Falles kann man auch noch mittelst eines mit dem Zeigermotor verbundenen Tachometers die momentane Geschwindigkeit des Empfängers zur Anschauung bringen.

In dem zweiten erwähnten Fall hängt die besondere Anordnung des Zeigerwerkes von der Methode der Stromerzeugung ab. So kann man beispielsweise bei der in Fig. ι dargestellten Methode die beiden rotirenden Umformer in bekannter Weise derartig mit einem Differentialgetriebe ausrüsten, dafs die Drehung einer Achse desselben genau der (halben) Differenz der Drehungen der beiden Motoren entspricht. Von dieser Achse aus treibt man dann genau wie vom Zeigermotor Z aus ein Zeigerwerk an. Bei der in Fig. 2 dargestellten Methode der Stromerzeugung entspricht dagegen die Bewegung des rotirenden Theiles des Gebers (eventuell unter Berücksichtigung des durch die Polzahlen bedingten constanten Faktors) direct der Bewegung des Empfängers, vermag also unmittelbar zum Antrieb des Zeigerwerkes zu dienen. Ebenso würde, wenn man die beiden Mehrphasenströme von entgegengesetzt rotirenden Bürstensätzen abnehmen wollte, die Summe ihrer Drehungen bis auf einen constanten Faktor der Drehung des Empfängers entsprechen, somit auch die Drehung eines Bürstensatzes in constantem Verhältnifs zu letzterer stehen und direct zum Antrieb des Zeigerwerkes benutzt werden können.

Aufser zur Controle kann der Zeigermotor naturgemäfs auch noch zur Bedienung eines Automaten benutzt werden, welcher den Empfänger in eine bestimmte Lage zu bringen oder darin festzuhalten hätte, indem er entsprechend auf den Geber wirkte. Der Zeigermotor bezw. dessen Zeiger würde in solchem Falle bei seiner Links- oder Rechtsdrehung etwa ein Wendegetriebe zu stellen oder Contacte zu schliefsen haben, welche einen auf den Geber wirkenden Motor, ein Klinkwerk oder dergl. in der jeweilig benöthigten Richtung in Gang setzen.

Selbstverständlich kann man in allen Fällen zwecks Rückcontrole und gröfserer Sicherheit nach. irgend einer bekannten Methode noch eine zweite, von dem Empfänger bezw. etwa von dem Steuer direct bethätigte Rückmeldung unabhängig von der Mehrphasenstromübertragung anordnen.

Schliefslich ist noch als wesentlich zu bemerken, dafs bei dem vorliegenden System und den besprochenen Einrichtungen die beiden Mehrphasenströme nicht nothwendigerweise dieselben Phasenzahlen zu haben brauchen, sondern dafs diese Zahlen auch für beide Ströme verschieden sein können, ohne dafs die Vorgänge dadurch irgendwie erheblich beeinflufst würden.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Mehrphasenstromkraftmaschine, in deren beiden mit Mehrphasenstromwickelungen gleicher Polzahl versehenen und durch je einen Mehrphasenstrom erregten Theilen magnetische Drehfelder gleichen Drehungssinnes erzeugt werden, und deren beweglicher Theil dadurch nach links oder rechts angetrieben oder äufseren Kräften gegenüber festgehalten wird, dafs man die Periodenzahlen der beiden Mehrphasenströme von einander verschieden oder einander gleich macht.

2. Einrichtung zur Erzeugung der beiden zum Betriebe der Kraftmaschine nach. Anspruch ι erforderlichen Mehrphasenströme veränderlicher Periodenzahl von einer nur die Differenz der Arbeiten beider Stromsysteme liefernden Quelle elektrischer Energie aus, dadurch gekennzeichnet, dafs die beiden Mehrphasenströme zweien von derselben Gleichstromquelle gespeisten Gleichstrom-Mehrphasenstromumformern entnommen und ihre Periodenzahlen durch Beeinflussung der Erregung der Umformer relativ verändert werden.

3. Einrichtung zur Erzeugung der beiden zum Betriebe der Kraftmaschine nach Anspruch ι erforderlichen Mehrphasenströme veränderlicher Periodenzahl von einer nur die Differenz der Arbeiten beider Stromsysteme liefernden Quelle elektrischer

Energie aus, dadurch gekennzeichnet, dafs einer der beiden Mehrphasenströme von einer Mehrphasenstromquelle direct, der andere von einem durch dieselbe gespeisten Periodenumformer, oder auch beide Mehrphasenströme von einem solchen Periodenumformer entnommen werden.

4. Controleinrichtung zum Zwecke der Erkennbarkeit bezw. Regelbarkeit der Bewegungen der im Anspruch 1 beschriebenen Mehrphasenstromkraftmaschine (des Empfängers) an der dieselben beeinflussenden Stelle (der Geberstelle), dadurch gekennzeichnet, dafs ein an letzterer befindlicher, entweder elektrisch von' den auf den Empfänger wirkenden beiden Mehrphasenströmen oder mechanisch direct vom Geber bezw. von den kraftübertragenden Maschinen angetriebener Apparat die Bewegungen des Empfängers mittelst eines Zeigerwerkes wiedergiebt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.