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Generator mit axialem Luftspalt, bei dem ein Stator, ein um eine Achse
drehbar gelagerter Rotor und zwischen Stator und Rotor , ein diese trennender Luftspalt
selbsttätig veränderlicher Größe vorgesehen ist Die Erfindung betrifft einen Generator
mit axialem Luftspalt, bei dem ein Stator, ein um eine Achse drehbar gelagerter
Rotor und zwischen Stator und Rotor ein diese trennender Luftspalt selbsttätig veränderlicher
Größe vorgesehen ist.
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Durch die Erfindung wird ein Generator geschaffen, dessen Leistungscharakteristik
bei schwankender elektrischer Belastung derart geregelt wird, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit
und/oder die Leistungsabgabe, und gegebenenfalls auch die Klemmenspannung, im wesentlichen
konstant gehalten wird. Dies wird erreicht durch Ausnutzung innerer Charakteristiken
der Maschine, gegebenenfalls bei Gleichhaltung der Leistungsabgabe und der Mitbenutzung
besonderer physikalischer Mittel.
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Der Erfindung gemäß wird zur weitgehenden Konstanthaltung der Klemmenspannung
oder der Leistungscharakteristik die Weite des Luftspaltes selbsttätig in Abhängigkeit
der zwischen Rotor und Stator infolge von Änderungen der elektrischer Belastung
des Generators, der Umdrehungsgeschwindigkeit und/oder des Leistungsfaktors auftretenden
Drehkraft verändert. Die Regelung kann z. B. dadurch erfolgen, daß der Stator oder
Rotor um seine Achse in Abhängigkeit von den Drehkraftschwankungen gedreht wird
und diese Drehbewegung in eine Bewegung in Richtung der genannten Achse übersetzt
wird. Dabei können elastische, gegebenenfalls einstellbare Mittel der von der Drehkraft
hervorgerufenen Bewegung entgegenwirken.
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Außer den von den Drehkraftschwankungen abhängigen Mitteln können
an sich bekannte fliehkraftabhängige Mittel vorgesehen sein, welche zusätzlich in
Abhängigkeit von der durch die Drehung des Rotors erzeugten Fliehkraft den Stator
vom Rotor oder den Rotor vom Stator wegbewegen, um die Weite des Luftspaltes zwischen
ihnen derart zu verändern, daß die Klemmenspannung oder die Leistung oder auch die
Drehzahl des Generators bei Schwankungen der Drehzahl des Rotors im wesentlichen
konstant bleibt. Der Erfindung gemäß kann die Relativverschiebung auch durch von
der elektrischen Blindleistungskomponente des Generators betätigte Mittel bewirkt
werden, um so eine Spannungsänderung auszugleichen, die durch den wattlosen Strom
in den Synchronreaktanzen des Generators bewirkt wird.
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Bekannt ist eine dynamoelektrische Kupplung zwischen einem Benzinmotor
und einem Generator, bei welcher durch selbsttätige Änderung des Luftspaltes in
axialer Richtung der Benzinmotor vor Überlastung geschützt wird. Weiter sind bekannt
Fahrradlichtmaschinen, also Maschinen sehr geringer Leistung, bei denen infolge
ihres Antriebes durch das Fahrrad naturgemäß erhebliche Geschwindigkeitsänderungen
auftreten, die durch Ausnutzung von Zentrifugalkräften ausgeglichen werden.
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Fig. 1 bis 5 zeigen den Anker und den Feldträger eines dynamoelektrischen
Generators, bei dem die Erfindung angewendet werden kann.
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Fig. 1 zeigt den Anker von der Seite; Fig. 2 zeigt die Ansicht auf
den Anker von rechts; Fig. 3 zeigt den Feldträger von der Seite, teilweise im Schnitt;
Fig. 4 zeigt die Ansicht von links auf den Feldträger; Fig.5 zeigt Anker und Feldträger
in Betriebsstellung von der Seite; Fig. 6 zeigt einen axialen Schnitt durch einen
Generator, bei welchem der Anker gegen Federwirkung in Abhängigkeit vom Drehmoment
begrenzt drehbar ist; Fig. 7 zeigt eine Stirnansicht des Ankers, bei welcher die
Wicklungen nicht dargestellt sind; Fig.8 zeigt eine Schnittansicht des genuteten
Ankerträgers; Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht des Generators mit einer anderen
Ausführung des Ankerträgers; Fig. 10 und 11 zeigen im Längsschnitt bzw. in Ansicht
eine dritte Ausführung des Ankerträgers, welche eine Axialbewegung des Ankers erlaubt;
Fig. 12 zeigt eine vierte Ausführung des Ankerträgers;
Fig. 13 zeigt
teilweise im Schnitt eine Anordnung, bei welcher der Feldträger oder Läufer auf
seiner Welle begrenzt axial verschiebbar ist; Fig. 14 zeigt eine der bei Konstruktion
nach Fig. 13 zur Anwendung kommenden Kurvenplatten in Ansicht; Fig.15 zeigt von
der Seite teilweise im Schnitt eine abgewandelte Ausführung der verschiebbaren Anordnung
des Läufers oder Feldträgers; Fig. 16 zeigt eine Dynamometeranordnung, bei welcher
sowohl das bewegliche als auch das feststehende Glied Wicklungen tragen.
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Die Fig. 1 bis 5 zeigen schematisch die Konstruktion des Läufers 3
und Stators 1 bei einem Permanentmagnetgenerator mit scheibenförmigem Luftspalt.
Der Generator hat vier Pole; es kann jedoch auch eine beliebige andere Zahl von
Polen zur Anwendung kommen. Im Stator 1 sind Nuten, welche zur Aufnahme der nicht
dargestellten Wicklung angeordnet sind. Der Rotor 3 besitzt Magnete 5 und Polschuhe
4, welche dem Stator zugewendet sind. Der Rotor ist mit der Welle 6 drehbar.
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Zwischen Rotor und Stator wirken verschiedene Kräfte, die nachfolgend
zum Verständnis der Erfindung erläutert werden: Zuerst ist die Anziehungskraft zwischen
der Polfläche und dem Stator über den Luftspalt zu betrachten. Diese Kraft ist durch
folgende Formel gegeben:
B ist dabei die Kraftliniendichte und A die umfaßte Fläche. Alle Dimensionen
sind im cgs-System gemessen. Da B nicht immer gleichförmig an -allen Stellen der
Polfläche ist, bedeutet der Ausdruck B2 genauer das mittlere Quadrat von B über
der umfaßten Fläche mit schwankender Kraftliniendichte. Um ein Bild der Größenverhältnisse
zu geben, sei angeführt, daß bei einem Vierpolgenerator von einem Fluß von 600 000
Kraftlinien pro Pol und einem Gewicht von etwa 40 kg die Anziehungskraft zwischen
Rotor und Stator etwa 680 kg beträgt.
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Die zweite zu berücksichtigende Kraft ist diejenige, welche als zusätzliche
Anziehung oder Abstoßung durch Ankerströme entsteht. Liegt der Ankerstrom genau
in Phase mit der erzeugten Spannung, so sind die auf der Stirnseite des Stators
gebildeten Pole um einen elektrischen Winkel von genau 90° gegenüber denen des Rotors
verschoben und jeder Abschnitt, in dem Abstoßung (N gegen N oder S
gegen S) besteht, ist durch einen gleichen Abschnitt ausgeglichen, in dem Anziehung
(N gegen S) herrscht. Das gilt für eine mehrphasige Wicklung, bei welcher die Ankerreaktion
in der Größe konstant ist und gleichförmig genau im Gleichlauf mit dem Läuferfeld
umläuft. Ist das mehrphasige System unsymmetrisch belastet oder hat man einen Einphasengenerator,
so treten abwechselnd Anziehung und Abstoßung auf. Diese Anziehung und Abstoßung
sind jedoch im Durchschnitt über einer Periode gleich Null; mit Ausnahme einer Neigung,
Schwingungen zu erzeugen, besteht keine resultierende Kraft.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß der Leistungsfaktor ein weniges kleiner
als Eins und voreilend sein muß, wenn der Belastungsstrom exakt in Phase mit der
erzeugten Spannung sein soll. Eine Belastung mit dem Leistungsfaktor 1 ist zwar
in Phase mit der Klemmenspannung. Dadurch wird aber die Phasenlage der erzeugten
Spannung auf Nacheilen beeinflußt, da sie als Komponente den induktiven Spannungsabfall
in der Synchronreaktanz des Generators enthält, welcher immer eine Verschiebung
auf Nacheilen bewirkt. So wird durch eine Belastung mit dem Leistungsfaktor 1 in
gewissem Grad eine Phasenverschiebung zwischen erzeugter Spannung und Belastungsstrom
bewirkt, die nachfolgend besprochen wird.
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Eilt der Ankerstrom der erzeugten Spannung um 90° nach, so liegen
die am Anker gebildeten Pole unmittelbar denen des Feldes oder Feldträgers gegenüber.
Dadurch wird eine Abstoßungskraft erzeugt, welche leichter durch die resultierende
Verringerung von B und daraus folgende Verringerung der Kraft ausgedrückt werden
kann. Es wird sich zeigen, daß diese Kraft weitgehend von einer Anzahl besonderer
Faktoren im Aufbau des Generators abhängt.
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Eilt der Ankerstrom der erzeugten Spannung um 90° voraus, so unterstützen
die am Anker gebildeten Pole diejenigen des Feldes, so daß eine resultierende Anziehungskraft
erzeugt wird.
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Die dritte zu betrachtende Kraft ist die vom Rotor auf den Stator
ausgeübte Drehkraft. Eine gewisse Kraft besteht selbst ohne Belastung. Sie rührt
von den Hysteresis- und Wirbelstromeinflüssen her, die vom Feldträger oder Feld
auf den Stator ausgeübt werden sowie von der Luftreibung in dem dünnen Luftspalt.
Diese Kräfte sind auf jeden Fall ziemlich klein und außerdem verhältnismäßig konstant.
Eine große Drehkraft entsteht aber, wenn an den Anschlußklemmen des Generators Leistung
abgenommen wird. Diese Drehkraft wird am bequemsten als Reaktionsdrehmoment oder
Leistungsaufnahme des Stators angesehen, die wieder in Form elektrischer Energie
zum Vorschein kommt. Stellt man die in den Wicklungen und anderweitig auftretenden
Verluste neben der abgegebenen Leistung in Rechnung, so ist diese Darstellung ganz
genau. Nimmt man einen Wirkungsgrad von 9011/o (10°/a innere Verluste) an, so sind
die abgegebene Leistung P in kW und das Drehmoment T, das auf den Stator wirkt,
durch nachfolgende Beziehung gegeben:
n bedeutet dabei die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute. Diese Gleichung ist nur
angenähert, da die inneren Verluste bei niedrigem Leistungsfaktor wachsen und der
Wirkungsgrad abfällt. Daher ist das Drehmoment nicht ganz proportional der abgegebenen
Leistung, sondern hat eine Tendenz, dem Stromwert zu folgen.
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Bei einem Generator, der nach Fig. 1 bis 5 gebaut ist, kann die in
der Ankerwicklung erzeugte Spannung über einen großen Bereich durch eine geringe
Änderung des Luftspaltes variiert werden. Eine Vergrößerung des Luftspaltes verringert
die Spannung, und umgekehrt.
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Entsprechend der nun beschriebenen Erfindung können die oben analysierten
Kräfte angewendet werden, um Bewegungen des Ankers zu erzeugen, die den Luftspalt
derart beeinflussen, daß den durch die Belastung verursachten Spannungsschwankungen
entgegengewirkt wird. Auf diese Weise können diese Schwankungen gering gehalten
werden.
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Wächst die Belastung an, so sinkt die erzeugte Spannung ab. Die gewünschte
Bewegung muß also auf Verringerung des Luftspaltes hinwirken. Die Anziehungskraft
zwischen Rotor und Stator sinkt jedoch ebenfalls ab; und wollte man den Stator auf
Federn
montieren, so würde die Bewegung gerade entgegengesetzt zur
gewünschten Richtung erfolgen. Das auf den Stator ausgeübte Drehmoment ist recht
groß und verursacht in der Regel eine größere Kraft am mittleren Ankerradius als
die obenerwähnten Schwankungen in der Anziehung. Entsprechend der Erfindung ist
der Stator so gelagert, daß dieses Drehmoment eine Bewegung erzeugt, die auf Verengung
des Luftspaltes gerichtet ist. Dieser vom Drehmoment erzeugten Bewegung wird von
einer elastischen Tragvorrichtung Widerstand geleistet, welche derart einstellbar
ist, daß der Grad des Luftspaltes, der Bewegung und somit der Spannungsregulierung
auf den gewünschten Wert geregelt wird.
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Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform dieser Regelung. Wie aus
Fig. 7 ersichtlich, sind vier Stifte 8 in den Stator eingesetzt und in ihm befestigt.
Sie überragen seinen Umfang in einem geeigneten Betrag. Obwohl im Ausführungsbeispiel
vier Stifte gezeichnet sind, kann offensichtlich auch irgendeine andere Zahl von
drei an aufwärts Verwendung finden. Diese Stifte sind in vier Schrägschlitzen 9
eines Statorträgers 10 geführt. Der Statorträger ist wiederum im Gehäuse 11 befestigt.
Die Schlitze sind besser in Fig. 8 zu erkennen. Sie sind an der Vorderseite geschlossen,
um die Bewegung des Stators zu begrenzen, bevor er in wirkliche Berührung mit dem
Rotor kommt. An der Hinterseite sind sie zur Montage offen. In Betriebsstellung
verhindert jedoch die Rückplatte 12 eine übermäßige Vergrößerung des Luftspaltes
über einen vorbestimmten Maximalbetrag.
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Zwischen Federstiften 13 des Stators und Federstiften 15 an der Rückplatte
sind Federn 14 ausgespannt, welcher einer Drehbewegung des Stators entgegenwirken.
Die Spannung dieser Federn kann durch Drehung der Rückplatte 12 reguliert werden,
welche so montiert ist, daß sie in eine Vielzahl von Stellungen gedreht und arretiert
werden kann. Durch Einstellung dieser Federn wird der Stator so gesteuert, daß seine
Drehung grob proportional dem auf den Stator ausgeübten Drehmoment ist. Wird der
Stator gedreht, so führen ihn die Schlitze auf den Rotor zu und verringern dadurch
den Luftspalt um den gewünschten Betrag.
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Zur Erzielung optimaler Ergebnisse ist die Steigung der Schlitze 9
von Wichtigkeit. Da der magnetische Zug des Rotors auf den Stator beim Ansteigen
der Belastung absinkt und damit unter dem Einfluß des als schiefe Ebene wirkenden
Schraubaggregats 8, 10 eine Tendenz zur Drehung in der falschen Richtung verursacht,
muß dem Motordrehmoment eine bestimmte mechanische Überlegenheit zur Überwindung
dieser Tendenz gegeben werden. Da andererseits die Änderung des magnetischen Zuges
normalerweise kleiner ist als die Kraft des Drehmomentes am Radius der Nuten 9,
ist jede Steigung unter 45° geeignet. Je kleiner die Steigung ist, um so größer
muß die Drehbewegung des Stators werden. Der direkte Eingriff in die Schlitze 9
kann auch durch ein vollständiges mehrgängiges Gewinde ersetzt werden. Der weibliche
Teil ist dabei in den Träger 10 eingeschnitten, während der männliche Teil wiederum
in einen Bund des Stators 1 geschnitten ist. Die weiblichen und männlichen Gewinde
können auch zwischen diesen Teilen vertauscht werden. Diese Konstruktion ist in
Fig.9 gezeigt. Zur Begrenzung der Bewegung des Stators ragt dabei ein Bolzen 17
in den Schlitz 16, welcher sich über den richtigen Winkel erstreckt, um die gewünschte
Bewegung zuzulassen. Eine flache oder Blattfeder 15, die mittels der Schraube 18
eingestellt wird, entwickelt einen direkten 1 Zug nach hinten. Bei dieser Form hängt
die Federkraft von der Ganghöhe der Schraube ab. Es können auch Federn, wie die
in Fig. 6, 7 und 8 gezeigten, verwendet werden.
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Bei der in Fig. 10 bis 11 gezeigten Ausführung sind Lenker 16 vorgesehen,
welche die Beziehung zwischen der Rotation und der Axialbewegung regeln. Jeder Lenker
besitzt eine Feder 18, welche das bewegliche Ende des Lenkers mit einer einstellbaren
Verankerung 19 verbindet. Bei Verwendung von Lenkern ist manchmal ein Axiallager,
wie es bei 20 gezeigt ist, angezeigt, um ein Verkanten und das daraus resultierende
Ungleichwerden der Lenker zu verhüten. Am Ende jeder der Lenker 16 ist ein Gelenkbolzen
17' angeordnet.
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Eine weitere Ankerträgeranordnung ist in Fig. 12 gezeigt. Hierbei
gleiten geneigte Flächen 22, die am Anker befestigt sind, auf ähnlichen Flächen
21 des Ankerträgers. Die dabei zur Anwendung kommende Feder 23 muß stark genug sein,
um sowohl die magnetische Anziehung zwischen Rotor und Stator zu überwinden, als
auch die zusätzliche Widerstandskraft aufzubringen, die durch das Gleiten der geneigten
Fläche überwunden wird, wenn infolge von Belastung des Generators ein Drehmoment
auf den Stator aufgebracht wird. Bei dieser Ausführung können die geneigten Flächen
in unmittelbar gleitender Berührung oder durch Kugeln oder Rollen getrennt sein.
Ein Stift 24, der in einen Schlitz des Teils 22 ragt, begrenzt dabei die Winkelbewegung.
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Bei Generatoren, wie sie bei der Erfindung verwendet werden, schwankt
die Klemmenspannung in Abhängigkeit von der Drehzahl, wenn alle anderen Faktoren
konstant bleiben. Bei Permanentmagnetfeldgeneratoren ist das Abhängigkeitsverhältnis
stark angenähert eine direkte Proportionalität. Die oben beschriebene Drehmomentregelung
für Belastungsschwankungen eignet sich nicht zum Ausregeln von durch die Drehzahl
verursachten Effekten. Eine derartige Regelung wird nach der Erfindung auf folgende
Weise erzielt: In Fig. 13 ist eine Konstruktion des Rotors gezeigt, bei welcher
dieser mittels der Kurvenkörper 25 oder ähnlicher Mittel, die eine Axialbewegung
gegen Federwiderstand gestatten, jedoch die Koaxialität der Achse des Rotors mit
der Welle 29 gewährleisten, auf der Welle 29 gelagert ist. In Fig. 14 ist ein solcher
Kurvenkörper 25 in Ansicht gezeigt. Fliehgewichte 26 und Lenker 27 oder ähnliche
nicht dargestellte, jedoch dem Fachmann bekannte Mittel liefern eine von der Drehzahl
abhängige Kraft, die auch beeinflußt wird in Abhängigkeit von den Kurvenkörpern
25. Wenn erforderlich, kann eine zusätzliche Feder 28 vorgesehen sein. Mit dem Anwachsen
der Drehzahl ziehen die Gewichte 26 stärker nach außen und ziehen damit den Rotor
vom Stator weg, Ein Anschlag 30 ist vorgesehen, da anderenfalls die Federwirkung
bei niedrigen Drehzahlen eine Berührung zwischen Rotor und Stator zulassen würde.
Durch Regelung des Winkels zwischen den Lenkern 27 und der Masse des Gewichts 26
ist es möglich, Kräfte zu erzeugen, die das Gewicht des Rotors bei weitem übersteigen,
so daß Beschleunigungen, die auf den Generator als Ganzes in Richtung seiner Achse
ausgeübt werden, keine ernsthaften Spannungsschwankungen bewirken.
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Es können auch sowohl die vom Drehmoment als auch die von der Geschwindigkeit
abhängigen Ausgleichsbewegungen in den Rotor verlegt werden. Der Stator ist dabei
in der üblichen Weise fest gelagert. Weiter kann der Stator mit einer auf Hand betätigbaren
Vorrichtung
zum axialen Verschieben versehen sein, um den Ausgangswert der Spannung einzustellen.
Diese Ausführungsform ist in Fig. 15 gezeigt, bei welcher der Rotor 3 auf der Welle
39 gelagert und mittels des Gewindes 31, 32 axial verschiebbar ist. Das Gewinde
hat dabei eine geeignete Ganghöhe, wie sie bereits in bezug auf die Fig. 6 bis 15
beschrieben ist. Federn 40 und eine Anschlagschraube 41 zur Begrenzung der möglichen
Winkelbewegung wirken ebenfalls ähnlich wie die Federn 14 in Fig. 6 und 7 und die
Schraube 17 in Fig. 9. Das Teil 33 ist am Rotor 3 befestigt und drückt gegen den
Ring 34, der von den Federn 35 und dem Reglergewicht 36 geregelt wird. Zur Verringerung
der Reibung sind Kugeln 37 vorgesehen. Oft ist hier jedoch ein gewisses Maß von
Reibung erwünscht, um Schwingungen des Rotors beim Ansteigen der Belastung zu verhindern.
In der Regel wird es auch vorteilhaft sein, die Enden des Schlitzes, in den der
Anschlag 41 ragt, zu polstern, um bei plötzlichen Belastungsänderungen einen Bruch
zu vermeiden. Die in Fig. 15 gezeigte Ausführungsform, bei welcher sowohl die lastabhängige
als auch die drehzahlabhängige Regelung in den Rotor verlegt ist, ist einfacher
als eine, bei welcher die Belastungsregelung am Stator vorgesehen ist und die Drehzahlregelung
am Rotor. Jedoch werden Änderungen der Drehzahl der Antriebsvorrichtung infolge
.der Trägheit des Rotors Winkelbewegungen desselben in bezug auf die Welle hervorrufen,
welche die Spannung stören. Das ist bei getrennten Steuerfunktionen nicht der Fall.
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Die Kombination der Schraube 31, 32 und des Zentrifugalreglers 35,
36 wirkt zugleich als Korrektur für Belastungs- und Drehzahlschwankungen, wenn der
Leistungsfaktor der Belastung konstant bleibt. Schwankt der Leistungsfaktor über
.einen großen Bereich, so sind zusätzliche Kraft erzeugende Einrichtungen erforderlich,
um die resultierenden Spannungsschwankungen auszugleichen.
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Ein Generator mit im wesentlichen konstantem Effektivwiderstand R
und einer Synchronreaktanz X kann als ideale Stromquelle angesehen werden, die mit
ihren Klemmen über Elemente R und X in Reihe-verbunden ist. Generatoren ohne Feldregelung,
wie die bei der Erfindung in Betracht kommenden, haben normalerweise solche im wesentlichen
konstanten Werte von R und X. In normaler Vektorschreibweise gilt:
IR ist die Komponente des Stromes I, die .mit der Spannung V in Phase ist, während
Ix die Komponente des Stromes I ist, die gegenüber der nacheilenden Spannung TV
eine Phasenverschiebung von 90° hat.
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Durch Multiplikation erhält man
Der Imaginärteil (Koeffizient von j) wirkt meistens auf Drehung des Vektors Ein
bezug auf den Vektor TV und hat auf dessen Größe bei normalen Werten von IR, I"
R und X wenig Einfluß. Er kann daher praktisch vernachlässigt werden, so
daß man folgende 65 Gleichung erhält:
Das heißt, daß der Abfall im Generator E-V, der durch die Spannungsregelung auszugleichen
ist, gleich ist dem Wirkstrom IR multipliziert mit dem Effektivwiderstand R zuzüglich
dem Blindstrom Ix multipliziert reit der Reaktanz X. Sollen also Belastungen mit
schwankendem Leistungsfaktor ausgeglichen werden, d. h. nicht übereinstimmende Werte
von IR und Ix,
so muß jeder Ausdruck für sich ausgeglichen werden. Die Leistung
ist durch den Ausdruck V . IR
gegeben. Das Drehmoment ist also proportional
IR, da V im wesentlichen konstant ist. Die oben beschriebenen drehmomentabhängigen
Regelvorrichtungen werden also diesen Abfall ausgleichen, wenn sie richtig eingestellt
sind.
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Zum Ausgleichen von Ix - X muß ein zusätzliches Drehmoment
entwickelt werden, das proportional Ix ist.
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Eine derartige Kraft kann beispielsweise durch die Konstruktion eines
Elektrodynamometers erzeugt werden, in dem die Feldspule einen Kraftlinienfluß entwickelt,
der 90° außer Phase mit V ist und die Stromspule einen Strom, der mit dem Belastungsstrom
I in Phase ist. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung ist in Fig.
16 gezeigt. Hierbei stellt der feststehende Teil 42 das Feld dar, während der Teil
43 beweglich ist und mit dem Teil, den er bewegt, über einen Lenker 46 verbunden
ist. Dabei sind geeignete, nicht dargestellte Mittel vorgesehen, welche eine Bewegung
des Teils 43 parallel zu Teil 42 in nur geringem Abstand von diesem, aber ohne tatsächliche
Berührung erlauben. Die Wicklung 44 der Feldspule ist hoch induktiv. Wird die Spannung
h an sie angelegt, so eilt der resultierende magnetische Fluß in der Phase etwa
90° hinter der Spannung V nach. Die Wicklung 45 des Ankers 43 führt den Belastungsstrom
I entweder unmittelbar oder über einen Zwischenumformer. Die auf 43 ausgeübte Kraft
ist dann proportional zu V -I, und somit zu IX. Ein ähnliches Ergebnis kann in Form
einer Drehbewegung erzielt werden, wenn man einen Standard-Universalreihenschlußmotor
verwendet, der wie folgt geschaltet ist: Die Feldklemmen werden freigelegt und mit
der Spannung V verbunden. Das Feld ersetzt dann den Teil 42 von Fig. 16. Die Bürstenklemmen
des Ankers führen dann den Strom I unmittelbar oder über einen Umformer. Der Anker
ersetzt den Teil 43 von Fig. 16.
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Der durch diese Dynamometer entwickelte Zug kann in die in Fig.6,
7 und 8 gezeigten Konstruktionsbeispiele durch Verbindung des Lenkers 46 von Fig.
16 mit einem Stift 13 des Statörs eingebracht werden. Wenn gewünscht, kann ein Übersetzungsgestänge
zwischengeschaltet werden, um die richtige Größe der Kraft zu sichern, die zur Eliminierung
des induktiven Spannungsabfalls Ix # X erforderlich ist.
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Die oben beschriebene Regelung mittels selbsttätiger Axialverstellung
zwischen Rotor und Stator kann auch bei Luftspalten Anwendung finden, die nicht
scheibenförmig sind, aber derart, daß eine Veränderung der Luftspaltstärke durch
Axialverschiebung möglich ist.