DE125921C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf die Vertheilung elektrischer Ströme und bezweckt, eine sich gleichbleibende elektromotorische Kraft auf selbsttätige Weise in einer Nebenleitung zu schaffen, welche Energie von einer Hauptleitung erhält, deren elektromotorische Kraft veränderlich ist. Die Erfindung läfst sich auch dazu verwenden, um die elektromotorische Kraft des Nebenstromkreises zu vergröfsern oder zu verringern, so dafs sie gröfser oder kleiner als diejenige des Hauptstromkreises wird.

Gemäfs vorliegender Erfindung verwendet man drei Dynamomaschinen, deren Anker in irgend einer zweckentsprechenden. Weise mit einander gekuppelt sind. Eine dieser Maschinen ist so angeordnet, dafs ihr Feldmagnet unter allen gewöhnlichen Betriebsbedingungen gesättigt ist, und diese Maschine ist quer zu den Hauptleitern verbunden. Die zweite Maschine ist so angeordnet, dafs das Eisen ihres FeId-. magneten stets an einem Punkte arbeitet, welcher unterhalb demjenigen der Sättigung liegt, und ihre eine Polklemme ist an eine von den Hauptleitungen, die andere dagegen an das eine Ende der Feldmagnetwickelung der dritten Maschine angeschlossen, wobei der Anker der letzteren in den Nebenstromkreis eingeschlossen ist.

In der Zeichnung stellt Fig. 1 die Erfindung schematisch dar, während Fig. 2 das Schema einer geänderten Ausführung zeigt. Die Hauptvertheilungsleiter 1,2 erhalten Strom von einem Gleichstromerzeuger 3 und übertragen Energie auf einen Nebenstromkreis 4, 5, dessen elektromotorische Kraft gleichbleibend erhalten werden soll. Nach der Zeichnung wird dieser Stromkreis z. B. zum Laden von Sammlern ausgenutzt, zu welchem Zwecke es bekanntlich sich empfiehlt, eine selbstthätige Regelung der elektromotorischen Kraft vorzusehen.

Die Anker 10, 11, 12 der drei Dynamomaschinen 7, 8 und 9 sind auf mechanische Weise, nach der Zeichnung z. B. durch Riemen, mit einander gekuppelt. Die erste Maschine liegt parallel zu den Hauptleitern und besitzt einen Feldmagneten mit Nebenschlufswickelung, dessen Spule 13 hinsichtlich ihres Kernes so eingerichtet ist, dafs das Eisen des Feldmagneten unter allen gewöhnlichen Betriebsbedingungen gesättigt ist. Der Anker 11 der zweiten Maschine ist an der einen Seite an den Ver-' theilungsleiter 1 und an der anderen Seite an die eine Polklemme der Feldmagnetwickelung 14 der Maschine 9 angeschlossen. Nach der Zeichnung ist ein verstellbarer Rheostat 15 mit der Feldwickelung 1.4 verbunden, damit der diese Wickelung durchlaufende Strom erforderlichenfalls verändert werden kann.

Der Feldmagnet der Maschine 8 ist mit einer Nebenschlufsspule 16 versehen, die hinsichtlich ihres Kernes eine solche Abmessung erhalten hat, dafs das Eisen des letzteren stets an einem Punkte arbeitet, welcher auf alle Fälle unter demjenigen der Sättigung liegt, wobei es sich empfiehlt, einen Kern von gut angelassenem und gestrecktem Eisen zu verwenden, um einem schädlichen magnetischen Rückstande vorzubeugen. Der Anker 12 der Maschine 9 ist in

den Nebenstromkreis 4, 5 geschaltet, wobei dasjenige Ende seiner Feldmagnetspule 14, welches nicht mit der Maschine 8 verbunden ist, an den Hauptleiter 2 angeschlossen ist.

Es ist ohne Weiteres verständlich, dafs die Bewegungsgeschwindigkeit der Anker ii, 12 durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers 10 beherrscht wird, und da der FcId-. magnetkern der Maschine 7 fortwährend gesättigt ist, so pafst sich ihre Ankergeschwindigkeit sofort allen Aenderungen in der elektromotorischen Kraft des mit ihr verbundenen Stromkreises 1,2 an. Da diese Aenderungen der Geschwindigkeit dem Anker 11 mitgetheilt werden, dessen Feldmagnet ungesättigt ist, so wird die seitens dieses Ankers seinem Stromkreise zugeführte elektromotorische Kraft sich rasch mit diesen Bewegungsgeschwindigkeiten ändern, dadurch die Erregung des Feldmagneten 14 der Maschine 9 und somit auch die von dieser Maschine dem Stromkreise 4, 5 mitgetheilte elektromotorische Kraft ändern. Durch entsprechende Abmessung der Wickelungen läfst sich die dem Stromkreise 4, 5 von der Maschine 9 mitgetheilte, die Regelung bewirkende elektromotorische Kraft so einrichten, dafs sie fast genau dem Unterschiede zwischen der elektromotorischen Kraft der Hauptleitung 1,2 und der für den Nebenstromkreis 4, 5 gewünschten gleichbleibenden elektromotorischen Kraft entspricht. Je nachdem die elektromotorische Kraft des Hauptstromkreises kleiner oder gröfser als die gewünschte unveränderliche ist, wird die vorerwähnte, dem Nebenstromkreise auf diese Weise mitgetheilte elektromotorische Kraft derjenigen der Hauptleitung gleich- oder entgegengesetzt gerichtet sein.

Falls die elektromotorische Kraft des Stromkreises i, 2 gröfser ist, als die für den Stromkreis 4, 5 verlangte, so läuft die Maschine 9 als Motor und die Maschine 7 als Stromerzeuger; wenn dagegen die elektromotorische Kraft des Hauptstromkreises kleiner als die für den Nebenstromkreis verlangte ist, dann läuft die Maschine 7 als Motor und die Maschine 9 als Stromerzeuger. Im ersteren Falle wird die elektromotorische Kraft des Stromkreises 4, 5 verringert und im zweiten Falle um den erforderlichen Betrag vergröfsert.

Nach Fig. 2 ist die Polklemme der Feldmagnetwickelung 14 der Maschine 9 nicht unmittelbar mit dem Hauptleiter 2 verbunden, sondern an den Leiter 5 an derjenigen Seite des Ankers 12 angeschlossen, weiche \^ron dem Hauptleiter 2 entfernt liegt. Im Uebrigen sind die schematischen Darstellungen 1 und 2 einander gleich. Es ist klar, dafs man die Maschinen 7 und 8 zusammen als einen Motorstromerzeuger auffassen kann, der für den einen Anker einen gesättigten Feldmagneten mit Nebenschlufswickelung und für den anderen Anker einen ungesättigten Feldmagneten mit Nebenschlufswickelung besitzt, wobei beide Anker parallel zum Hauptstromkreise liegen und mit dem im Nebenstromkreise befindlichen Anker mechanisch verbunden sind.

Gegenüber einer ähnlichen, in der deutschen Patentschrift 113987 angegebenen Schaltungsweise, nach welcher ebenfalls drei mechanisch mit einander gekuppelte Dynamomaschinen Anwendung finden, weist die vorliegende Erfindung wesentliche Unterschiede auf.

Während hier die drei mit einander gekuppelten Dynamomaschinen in verschiedenem (veränderlichem) Sinne laufen, da die eine Dynamomaschine an die Hauptleiter veränderlichen Potentials angeschlossen ist, wird bei der Einrichtung gemäfs der deutschen Patentschrift 113987 der Elektromotor (an dessen Stelle dort übrigens jede beliebige andere bewegende Kraft gesetzt werden könnte, ohne dafs dadurch an der Wirkung etwas geändert würde) mit fast gleichbleibender Geschwindigkeit angetrieben und nicht von einem Hauptstromkreise veränderlicher elektromotorischer Kraft aus. Demgegenüber besteht das wesentliche Merkmal bei der vorliegenden Erfindung darin, dafs der Nebenleitung eine elektromotorische Kraft von einer Hülfsdynamomaschine aus zugeführt wird, welche mechanisch mit einem vom Hauptstromkreise angetriebenen Motorstromerzeuger gekuppelt ist. Der Hauptstromkreis istdabei, wie gesagt, ein solcher veränderlicher elektromotorischer Kraft. Bei der Anordnung der deutschen Patentschrift wird ferner durch Zuführen von Energie nach den Hauptleitern die Spannung in der anderen Leitung erhöht. Dagegen läfst sich nach vorliegender Erfindung die den Nebenstromleitern 4, 5 zugeführle Spannung verringern, wenn die Spannung in den Hauptleitern 1,2 zu hoch ist, weil die eine Maschine parallel zu den Hauptleitern 1, 2 liegt. Durch die eine Leitung der Anordnung gemäfs der Patentschrift 113987 wird die quer zu den Stromsammlerleitern angeschlossene Batterie geladen, wogegen dies bei der Einrichtung nach vorliegender Erfindung nicht der Fall ist, indem hier die Zuführung der Energie immer von der Dynamomaschine 3 aus erfolgt. Ferner wird die Energie nicht entweder von der Batterie oder durch das eine Leiterpaar zugeführt, sondern es erhält die Batterie Energie stets durch die Leiter 1,2 zugeführt.

Die weiteren Unterschiede ergeben sich aus folgenden Erläuterungen:

E³ bezeichne die elektromotorische Kraft der Dynamomaschine 3,

E¹⁰ Eⁿ E¹² die elektromotorischen Kräfte der Anker 10 bezw. 11 und 12, und

Fⁱ⁰ die Feldmagneterregung der Dynamomaschine 7. Diese Erregung ist im Wesentlichen gleichbleibend, da angenommen ist, dafs

der Magnet über dem Punkte der Sättigung arbeitet.

Fⁿ bezeichne die Feldmagneterregung der Dynamomaschine 8.

Es ist dies ein nicht gesättigter Magnet und somit wechselt die elektromotorische Kraft Eⁿ des Ankers 11 in hohem Mafse mit der Drehgeschwindigkeit.

F¹'² bezeichne die Feldmagneterregung der Dynamomaschine 12.

Diese ist veränderlich.

e bezeichne die in der Nebenleitung 4, 5 verlangte und gleichbleibend zu erhaltende elektromotorische Kraft.

Erster Fall:

Die Spannung des Stromkreises 1, 2 ist höher, als für den Stromkreis 4, 5 erforderlich, d. h. E³ ist für gewöhnlich gröfser als e. Die Maschine 9 läuft als Motor und die Maschine 7 als Stromerzeuger. Die Antriebsgeschwindigkeit des Motors 9 hängt von dem Unterschiede zwischen e und E³ ab, und dieser Unterschied stellt natürlich die für den Antrieb des Motors verfügbare elektromotorische Kraft dar. Wenn nun E³ gröfser ist als e, dann ist E¹² von der entgegengesetzten Richtung und e = E³

. £"12_

A. Mit der Zunahme von E³ nimmt auch E¹⁰, welches von der entgegengesetzten Richtung ist, zu und ebenso die Bewegungsgeschwindigkeit der Anker 10, 11, 12; somit nimmt auch E^u zu und ebenso -F¹², und da auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers 12 zunimmt, so nimmt auch E^x2 zu, während der Unterschied e zwischen E^[2 und E³ constant bleibt.

B. Mit der Abnahme von E³ nimmt auch E'⁰ ab, ebenso die Bewegungsgeschwindigkeit der Anker 10,11,12, ferner Eⁿ und F'². Demnach nimmt auch E¹² ab, und der Unterschied E³ — E^v2 bleibt constant.

Zweiter Fall:

E³ ist kleiner als e. Die Maschine 7 läuft als Motor und die Maschine 9 als Stromerzeuger, d. h. die elektromotorische Kraft, E¹², ist in gleicher Richtung mit E^& und e = E³ -\- E¹².

A. Wenn E³ zunimmt, dann nimmt auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers 10 und somit auch diejenige von 11 und 12 zu. E^xl nimmt zu, und da der Spannungsunterschied an den Enden der Feldmagnetspule 14 dem Unterschiede zwischen der elektromotorischen Kraft zwischen den Hauptleitern 1, 2 (E³) und der von dem Anker 11 entwickelten elektromotorischen Kraft entspricht (E¹¹J, so wird F¹² vermindert, und ebenso nimmt E¹² ab, trotzdem die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers 12 erhöht worden ist; infolge dessen nimmt E¹² ab, trotzdem E³ erhöht worden ist, und es bleibt deshalb e constant.

B. Bei Abnahme von E³ nimmt die Bewegungsgeschwindigkeit der Anker 10, 11, 12 ab. J?¹¹ nimmt ab; somit nimmt JF¹² zu und ebenso E''², trotz der Verminderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers 12, und es wird somit, obwohl E³ abgenommen hat und E¹'² die elektromotorische Kraft der Zweigleitung vergröfsert hat, e constant bleiben.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Einrichtung zur Entnahme von Strom gleichbleibender Spannung aus einer Hauptstromquelle veränderlicher Spannung vermittelst einer in die für gleichbleibende Spannung bestimmteLeitung geschalteten HUlfsdynamo, deren Feldwickelung von der Stromquelle veränderlicher Spannung und einem mit der Hülfsdynamo und einer dritten Dynamo gekuppelten Stromerzeuger erregt wird, dadurch gekennzeichnet, dafs die Anker beider Dynamos parallel an die Hauptstromquelle (veränderlicher Spannung) angeschlossen sind, so dafs sämmtliche unter einander gekuppelte Dynamomaschinen, je nachdem die veränderliche Spannung gröfser oder kleiner als die gleichbleibende ist, in verschiedenem Sinne und mit veränderlicher Geschwindigkeit als "Motor oder Erzeuger umlaufen, wobei die Erregerwickelungen dieser Maschinen derart bemessen sind, dafs die dem Nebenstromkreis zugeführte, die Regelung bewirkende elektromotorische Kraft im Wesentlichen gleich dem Unterschied zwischen der verlangten gleichbleibenden und der veränderlichen elektromotorischen Kraft der Hauptleitung ist.
2. 2. Ausführung der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs der unmittelbar parallel zur Stromquelle veränderlicher Spannung geschaltete Anker mit einem gesättigten und der mittelbar über die Erregerwickelung der Hülfsdynamo an diese Stromquelle angeschlossene Anker mit einem ungesättigten Feldmagneten versehen ist.
3. 3. Abänderung der Ausführung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch den Ersatz der beiden gekuppelten Dynamomaschinen durch eine Motordynamo.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.