DE124903C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an elektrischen Vertheilungsanlagen nach dem Dreileitersystem. Bei solchen Anlagen, bei denen die Energie dem Verbrauchsnetz durch einen rotirenden Umformer zugeführt wird, ist der neutrale Leiter des Systems in bekannter Weise an den mittleren Punkt des ruhenden Umformers angeschlossen, der den rotirenden Umformer mit Wechselstrom versorgt, und wo ein Stromerzeuger verwendet wird, ist derselbe mit WechselstiOmanschlüssen, die zu einer Umformerwickelung führen, versehen, deren mittlerer Purikt an den neutralen Leiter des Systems angeschlossen ist. Bei Anlagen dieser Art beeinflufst das Steigen oder Fallen des Potentials auf der einen oder anderen Seite des neutralen Leiters in entsprechendem Mafse das Potential der gegenüberliegenden Seite; es läfst sich somit eine unabhängige Regelung beider Seiten des Systems nicht erreichen, ohne dafs irgend ein Hülfsmittel zum Regeln oder Einstellen des Potentials verwendet wird.

Nach vorliegender Erfindung wird eine Hülfseinrichtung zum Regeln der oben erwähnten Apparate verwendet. Diese besteht aus einem Regelungs - Stromerzeuger, dessen Anker in den Stromkreis des neutralen Leiters des Systems eingeschaltet ist, wobei die Feldmagnetspulen des Stromerzeugers so angeordnet sind, dafs die magnetisirende Wirkung sich entsprechend dem Unterschiede der Belastung auf beiden Seiten des Systems ändert. Diese Aenderung der magnetisirenden Wirkung läfst sich dadurch erzielen, dafs man die Feldmagnetwickelungen im Stromkreise mit den positiven und negativen Leitern des Systems derart anordnet, dafs bei Gleichheit der Ströme in den Leitern die magnetisirenden Wirkungen der Wickelungen einander entgegengesetzt beeinflussen, was zur Folge hat, dafs ein Potentialunterschied an den Bürsten des Regelungs-Stromerzeugers nicht vorhanden ist. Eine andere Mafsnahme zur Erreichung der gleichen Wirkung besteht darin, die Feldmagnetwickelungen des Stromerzeugers in Reihe mit dem Anker und dem neutralen Leiter zu schalten, so dafs der Potentialunterschied an den Klemmen des Stromerzeugers von der Stärke und Richtung des in dem neutralen Leiter fliefsenden Stromes abhängig ist.

In der Zeichnung stellt Fig. 1 das Schema einer Verteilungsanlage dar, bei welcher die Energie durch einen in Umdrehung versetzten Umformer geliefert wird. Fig. 2 zeigt das Schema einer Anlage, bei welcher Energie von einem Stromerzeuger aus zugeführt wird. Fig. 3 ist eine schematisch gezeichnete Ansicht des Gleichstromendes eines Stromerzeugers oder eines in Umdrehung versetzten Umformers, wie solcher bei Ausführung der vorliegenden Erfindung Anwendung findet. Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht des Regelungs-Stromerzeugers. Nach Fig. 1, 3 und 4 wird die Energie dem in Umdrehung versetzten Umformer 1 durch einen Transformator 2 zugeführt, der an die Ankerwickelungen des Umformers durch die Schleifringe 3 angeschlossen ist. Die Gleichstrombürsten 4 des Umformers sind durch die in

Reihenschaltung verbundenen Feldmagnetwickelungen 5 an die positiven und negativen Leiter 6 und 7 des Dreileitersystems angeschlossen, während die mittleren Punkte 8 der sekundären Windungen des Transformators sowohl mit einander als auch mit dem neutralen Leiter 9 des Systems verbunden sind. In den Stromkreis mit dem neutralen Leiter ist der Anker des Regelungs-Stromerzeugers 10 eingeschlossen ; letzterer ist zweckmäfsig ein solcher von geringer elektromotorischer Kraft. Die Feldmagnetwickelungen 11 dieses Stromerzeugers sind auf den Polstücken so angeordnet, dafs bei Gleichheit der Ströme in den positiven und negativen Leitern 6 und 7 die magnetisirenden Wirkungen einander entgegengesetzt beeinflussen, so dafs ein Potentialunterschied zwischen den Bürsten 12 der Maschine nicht vorhanden ist. Wenn aber auf der einen oder anderen Seite des Dreileitersystems die Belastung vergröfsert wird, dann erzeugt der erhöhte Strom, welcher durch die entsprechenden Feldmagnetspulen 11 fliefst, eine magnetische Strömung, welche diejenige Strömung übertrifft, die durch den Strom auf der anderen Seite hervorgerufen wird, und es zeigt sich infolge dessen ein entsprechender Potentialunterschied zwischen den Bürsten 12. Fig. 4 stellt den Regelungs - Stromerzeuger als eine vierpolige Maschine dar, wobei die in den Stromkreis des Leiters 6 eingeschlossenen FeIdmagnetspulen auf ein Paar Pole und die in den Stromkreis mit dem Leiter 7 eingeschalteten auf ein zweites Paar Pole gewickelt sind. Der in Umdrehung zu versetzende Umformer 1 ist mit einer als Nebenschlufs angeordneten Feldmagnetwickelung 13 versehen, deren Spulen sich auf den Polstücken befinden und in gewöhnlicher Weise so verbunden sind, dafs wechselweise positive und negative Pole hervorgebracht werden. Die eine Hälfte der Spulen der in Reihenschaltung angeordneten Feldmagnetwickelungen 5 ist in Reihenschaltung zwischen den positiven Bürsten des Stromwenders und dem positiven Leiter 7 angeordnet, während die andere Spulenhälfte in Reihenschaltung zwischen den negativen Bürsten und dem negativen Leiter 6 angeordnet ist; dabei ist die Anordnungsweise der Spulen eine solche, dafs die an der positiven Seite des Systems befindlichen Spulen entweder einzeln oder gruppenweise mit den an die negative Seite angeschlossenen Spulen ihre Stellung wechseln. Die Anordnungsweise ergiebt sich sehr leicht aus Fig. 3, woselbst der Umformer als ein achtpoliger dargestellt ist. Die Spulen sind symmetrisch angeordnet, und es sind wechselständige Spulen in Reihenschaltung zwischen den entsprechenden Bürsten und den zugehörigen Hauptleitern verbunden, um die Uebercompoundirung bei zunehmender Belastung zu sichern, ohne Rücksicht auf diejenige Seite des Dreileiterstromkreises, welche die höhere Belastung erhält, und um ferner ein gleichmäfsig vertheiltes magnetisches Feld zu sichern.

Nach Fig. 2 kann der Stromerzeuger 14 seiner Bauart nach im Wesentlichen dem Umformer der Fig. 1 gleich sein, nur mufs er mit einer Einrichtung versehen sein, um von irgend einer Kraftquelle aus auf mechanische Weise angetrieben zu werden. Die Ankerwickelungen des Stromerzeugers sind durch die Schleifringe 3 an einen Transformator 15 angeschlossen; dieser ist nach der Zeichnung ein dreispuliger mit sternartiger Verbindungsweise, indessen kann auch irgend eine andere zweckentsprechende Form und Anordnungsweise der Wickelungen verwendet werden. Der mittlere Punkt der Transformatorwickelung ist an den neutralen Leiter 9 des Dreileiterstromkreises angeschlossen. In Fig. 2 ist eine geänderte Ausführungsweise des Regelungs-Stromerzeugers 10 angedeutet, indem die Feldmagnetspulen 11 dieses- Stromerzeugers in Reihenschaltung mit dem Anker und dem neutralen Leiter des Systems verbunden sind, statt in die Stromkreise der positiven und negativen Leiter des Systems eingeschlossen zu sein.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnungen ist folgende: Wenn die Belastung der beiden Seiten des Dreileitersystems die gleiche ist, dann sind auch die in den positiven und negativen Leitern 6 und 7 fliefsenden Ströme einander gleich, und es gleichen sich somit bei dem in Fig. 1 dargestellten Systeme' die magnetisirenden Wirkungen der Wickelungen 11 gegenseitig aus, so dafs kein Potentialunterschied zwischen den Bürsten 12 des Regelungs-Stromerzeugers entsteht. Da ferner unter diesen Umständen in dem neutralen Leiter ein Strom nicht fliefst, so wird bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnungsweise des Systems an den Bürsten des Regelungs-Stromerzeugers 10 ebenfalls ein Potentialunterschied nicht vorhanden sein, weil in dessen Feldmagnetwickelungen ein Strom nicht fliefst. Wenn aber die eine Seite des Systems eine weitere Belastung erfährt, was eine Uebercompoundirung auf dieser Seite bedingt, so dienen im einen Falle die in Reihenschaltung angeordneten Feldmagnetwickelungen 5 des drehbaren Umformers ι oder im anderen Falle der Stromerzeuger 14 zur Sicherung einer ausreichenden Uebercompoundirung, um die erforderliche Steigerung der elektromotorischen Kraft ganz oder zum Theil hervorzurufen; es würde indessen diese erhöhte elektromotorische Kraft auf die beiden Seiten gleichmäfsig vertheilt werden, wenn hier nicht der Regelungs-Stromerzeuger 10 zur Wirkung'käme. Nimmt man beispielsweise an, dafs die gewöhnliche elektromotorische Kraft zwischen jedem Hauptleiter

und dem neutralen Leiter noVoIt beträgt, und dafs auf der positiven Seite eine Belastung hinzugefügt wird, weiche eine elektromotorische Kraft von 114 Voll erfordert, während die Belastung auf der anderen Seite unverändert bleibt, so kann man annehmen, dafs die Maschine ι für eine Uebercompoundirung derart eingerichtet ist, dafs dadurch 112 Volt auf jeder Seite erreicht werden. Unter diesen Umständen hat die Feldmagnetwickelung 11 des Regelungs-Stromerzeugers, welche sich in Reihenschaltung mit dem positiven Leiter 7 des Systems befindet, infolge der erhöhten Belastung auf jener Seite einen gröfseren Strom als die entsprechende Feldmagnetwickelung auf der negativen Seite. Es ist demnach an den Bürsten 12 ein Potentialunterschied von etwa 2 Volt vorhanden, welcher zu den 112 Volt hinzukommt, welche durch den Umformer 1 auf der positiven Seite des Systems hervorgebracht worden sind, so dafs zwischen den Leitern 9 und 7 eine Uebercompoundirung von 4 Volt erforderlich ist. Durch den Vorgang werden auch von den 112 Volt auf der negativen Seite des Systems 2 Volt fortgenommen, so dafs zwischen den Leitern 6 und 9 eine elektromotorische Kraft von 110 Volt verbleibt, wie sie ursprünglich war und sein soll, da diese Seite eine weitere Belastung nicht erfahren hat. Bei Erhöhung der Belastung der negativen Seite des Systems ist die Wirkung natürlich genau die umgekehrte. Wenn bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnungsweise die Belastung auf der positiven oder negativen Seite erhöht wird, dann fliefst, je nachdem die eine oder die andere Seite die Mehrbelastung erfährt, Energie durch den neutralen Leiter 9 in der einen oder in der anderen Richtung, und demgemäfs liefert der Regelungs-Stromerzeuger für die mit der Mehrbelastung versehene Seite
elektromotorische Kraft.

die erforderliche Es liegt auf der Hand, dafs die Verbindungsweise der Feldmagnetspulen des Regelungs-Stromerzeugers nicht davon abhängig ist, ob ein in Umdrehung zu versetzender Umformer oder ein Stromerzeuger zur Versorgung des Dreileitersystems mit Energie verwendet wird; es ist hier lediglich zum Zwecke der Erläuterung bei einem drehbaren Umformer die eine und bei dem dynamoelektrischen Stromerzeuger die andere Verbindungsweise gezeigt. Es ist ferner klar, dafs bei Anwendung eines Umformers entweder einphasige oder mehrphasige Ströme verwendet werden können, obwohl letztere vorzuziehen sind, damit der Umformer sich leichter von selbst in Bewegung setzt. Die Erfindung ist keineswegs auf die besondere, in der Zeichnung dargestellte Ausführungsweise der Maschinen beschränkt, vielmehr sollen diese Darstellungen lediglich als Ausführungsbeispiele gelten.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Das Verfahren, die elektromotorische Kraft auf jeder Seite eines Dreileitersystems nach Mafsgabe der Belastung selbstthätig zu regeln, wobei in bekannter Weise ein Regelungs-Stromerzeuger in dem neutralen oder ausgleichenden Leiter vorgesehen ist, derart, dafs er je nach der Aenderung der Belastung auf der einen oder anderen Seite des neutralen Leiters einen Potentialunterschied in der einen oder der anderen Richtung, wie erforderlich, hervorbringt, dadurch gekennzeichnet, dafs diese Einrichtung in Verbindung gebracht wird mit einem Stromerzeuger oder rotirenden Umformer, mit Verbundwickelung und mit symmetrisch angeordneten Verbundfeldspulen, von denen die eine Hälfte zwischen dem positiven Draht und dem Anker und die andere Hälfte zwischen dem negativen Draht und dem Anker eingeschaltet ist.

   Hierzu t Blatt Zeichnungen.