DE139967C

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Publication number: DE139967C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei den bekannten Vorrichtungen zur elektrischen Kraftübertragung, bei denen eine beliebige, die Kraft verzehrende Vorrichtung, beispielsweise ein Fahrstuhl, ein Hebezeug oder dergl., durch den Gangunterschied zweier Elektromotoren betrieben wird, zeigt sich u. a. der Übelstand, daß der mit der größeren Geschwindigkeit laufende Motor den größeren Teil der Arbeit leistet, so daß die Stärke seiner Feldmagnete verringert und durch diese Abnahme der Feldstärke wiederum die Drehkraft vermindert wird. Die vorliegende Erfindung beseitigt u. a. diesen Nachteil, indem die Stärke der Feldmagnete aufrecht erhalten und dadurch

15* erreicht wird, daß die gewünschte Leistung mit geringeren Kosten erzielt wird.

Bei den eingangs erwähnten bisher bekannten Anordnungen werden zwei einzelne, getrennt arbeitende Motoren verwendet. Nach

ao der vorliegenden Erfindung dagegen werden vier (oder mehr) elektrische Motoren angewendet, von denen jeder halb so groß oder halb so stark sein kann, als wenn zwei Motoren zur Verwendung gelangen. Mit anderen Worten: die beiden Motoren, die gewöhnlich zur Anwendung kommen, werden praktisch in je zwei zerlegt, so daß vier elektrische Motoren entstehen mit eigenen Feldmagneten, Ankern, Stromabgebern und Stromkreisen; jedoch wird für jedes Motorpaar eine einzige Welle vorgesehen, auf welcher die beiden Anker des Motorpaares befestigt sind und welche eine Scheibe oder dergl. zur Kraftübertragung erhält.

Diese vier Motoren können in verschiedener Weise zwischen den Polen der Stromleitung geschaltet werden, und zwar werden die Erregerwicklungen der Motoren und die Anker paarweise hintereinander geschaltet, d. h. die Feldmagnetwicklungen eines der Motoren auf der einen Welle werden mit den Feldmagnetwicklungen eines der Motoren auf der anderen Welle hintereinander geschaltet, und der Anker eines der Motoren auf einer der Wellen wird mit dem Anker eines der Motoren auf der anderen Welle in Reihe geschaltet.

Im vorliegenden Falle gelangen vier Motoren zur Anwendung (an Stelle der bisher üblichen zwei), die paarweise auf zwei Wellen angeordnet sind, so daß die Reaktion zwischen den vier Motoren, entsprechend der Regelung des Feldstromes, ermöglicht, den erforderlichen Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Wellen mit geringerer Schwächung der Drehkraft auf der schneller laufenden Welle zu erzielen, als wenn nur zwei Motoren vorhanden sind, was eine Ersparnis im Stromverbrauch bedeutet.

Der mit höherer Geschwindigkeit laufende Motor muß hierbei allerdings den größeren Teil der Arbeit leisten; er tut dies aber mit geringeren Kosten und größerem Nutzen, aus dem Grunde, weil die Feldstärke erhalten bleibt, da die Geschwindigkeit des schnell laufenden Motorpaares niedriger ist, als es bei den älteren Anordnungen mit zwei Motoren der Fall sein würde.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar ist

Fig. ι eine Übersichtsdarstellung einer Schaltungsweise, während

Fig. 2, 3 und 4 andere Schaltungen zeigen.

In Fig. ι sind mit + und — die Pole einer Hauptleitung bezeichnet, die einen Strom von gleichbleibender elektromotorischer Kraft zuführt, α und b bezeichnen zwei Anker auf einer gemeinsamen Welle e, die mit einer Treibscheibe g ausgestattet ist. j j sind die Felder für den Anker α und i i die Felder für den Anker b. Auf einer zweiten Welle f mit Treibscheibe h sind zwei Anker c und d angeordnet, von denen der erstere sich vor den Feldern k k, der letztere vor den Feldern ■// bewegt. Der Anker b ist mit der positiven Leitung verbunden und nach diesem Schaltungsbeispiel mit dem Anker c in Reihe geschaltet, der mit der negativen Leitung verbunden ist; der Strom fließt von der positiven Leitung bei ι nach dem Bürstenhalter 2, durch den Anker b nach dem Bürstenhalter 3, von hier nach dem Bürstenhalter 4 des Ankers c, durch den Ankere nach dem Bürstenhalter 5 und von da nach der negativen Leitung bei 6. Der Anker α ist an die positive Leitung angeschlossen und mit dem Anker d hintereinander geschaltet, der mit der negativen Leitung in Verbindung steht.

Die Stromrichtung ist dabei von der positiven Leitung bei 7 nach dem Bürstenhalter 8, durch den Anker α nach dem Bürstenhalter 9, von hier nach dem Bürstenhalter 10 des Ankers d, durch diesen Anker d hindurch nach dem Bürstenhalter 11 und von hier zu der negativen Leitung bei 12. Die Felder ii und // sind in diesem Falle hintereinander geschaltet und in geraden Leitungen quer zu den Zuführungsleitungen verbunden. Danach fließt der Strom von der positiven Leitung bei 13 durch eine Feldspule z, die Leitung 14 und die zweite Feldspule i, von hier durch den Leiter 15 nach einer der Feldspulen /, durch den Leiter 16 nach der anderen Feldspule / und durch den Leiter 17 nach der negativen Leitung. Die Felder j j und k k sind ebenfalls hintereinander geschaltet und liegen in gerader Linie parallel zu den Zuleitungen, und der Strom fließt von der positiven Hauptleitung am Punkte 18 durch eines der Felder j, durch den Leiter ig nach dem anderen Felde j, durch den Leiter 20 nach dem Felde k, von dort durch die Leitung 21 nach dem anderen Felde k und endlich durch den Leiter 22 nach der negativen Leitung.

Außerdem ist folgender Nebenschluß zu den Feldern angeordnet: Von der positiven Leitung wird bei 23 Strom abgeleitet. Dieser kann nach dem Punkte 24, durch den Widerstand m, den Hebel p, die Leitung 27, Widerstand 0 und Leiter 28 nach dem Leiter 20 gelangen, so daß ein Teil des Stromes der Felder' jj nebengeschlossen wird, oder der Strom von

• den Feldern k k kann nebengeschlossen werden, indem man den Hebel ρ nach dem Widerstand η bewegt und den Nebenschluß durch einen nach dem Punkt 25 und von diesem nach Punkt 26 auf der negativen Hauptleitung führenden Draht vervollständigt.

Vermittels dieser Schaltung kann ein Paar Anker in der Geschwindigkeit verlangsamt und sogar stillgesetzt werden, während das andere Paar bis zu dem gewünschten Grade beschleunigt werden kann; auf diese Weise kann der relative Gangunterschied der beiden Motorpaare aufrecht erhalten werden, welches auch ihre wirkliche Geschwindigkeit sein mag. Beispielsweise kann das Motorpaar mit den Ankern c und d bis zu jedem gewünschten Grade verlangsamt oder selbst vollständig stillgesetzt werden, während die relative Geschwindigkeit zwischen diesem Motorpaar und den Motoren mit den Ankern α und b aufrecht erhalten bleibt, und dies ist theoretisch, wie vorher auseinandergesetzt, offenbar die ökonomischste und wirksamste Beziehung zwischen dem Gange der beiden Motorpaare.

Unter normalen Bedingungen wird angenommen, daß beide Motorpaare mit ihren normalen Geschwindigkeiten gleichförmig laufen, so daß die Scheiben g und h mit derselben Geschwindigkeit sich drehen, und es sollen nun die Anker c d verzögert oder angehalten und die Anker α b beschleunigt werden, um die geeignete Geschwindigkeitsdifferenz zwi- go sehen den beiden Wellen e und f zu erlangen; ferner wird vorausgesetzt, daß der Widerstand 0 zu diesem Zwecke entsprechend eingestellt worden ist.

Um dies auszuführen, wird der Rheostathebel ρ so bewegt, daß er mit dem Widerstand m Kontakt herstellt und ihn allmählich ausschaltet und auf diese Weise einen Teil des durch die Feldspulen j j fließenden Stromes nebenschließt; dadurch werden natürlich die Spulen geschwächt, und der Anker α wird seine Geschwindigkeit beschleunigen. Diese Steigerung der Geschwindigkeit des Ankers a verursacht verschiedene Änderungen in den Stromkreisen der Motoren und in ihrer Wirkungsweise. So wird, da die Anker α und b auf derselben W^Telle e angeordnet sind, wenn der Anker α seine Geschwindigkeit steigert, der Anker b mit einer Geschwindigkeit getrieben, die höher als seine normale Drehzahl ist, und dies würde veranlassen, daß der Anker b als Erzeuger wirkt und die Leitung speist; der Anker c ist nun mit dem Anker b hintereinander geschaltet, und da diese Anker bei normalem Gange die elektromotorische Kraft gleichmäßig teilen, so würde, sobald der Anker b eine höhere elektromotorische Kraft durch seine Beschleunigung erzeugt, während die Feldstärke dieselbe bleibt, der Anker c weniger gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen haben und infolgedessen mit viel geringerer Geschwindigkeit laufen. Der Anker c ist mit dem Anker d

durch die Welle / fest verbunden; folglich muß der Anker d mit derselben niedrigen Geschwindigkeit wie der Anker c laufen, und da die Anker α und d hintereinander geschaltet sind und bei normalem Gange die elektromotorische Kraft der Leitung gleichmäßig teilen, der Anker d nun aber langsamer als mit seiner normalen Geschwindigkeit läuft, so muß er notwendig weniger gegenelektromotorische

ίο Kraft erzeugen, so daß zur Aufrechterhaltung der elektromotorischen Kraft der Leitung der Anker α ausreichend beschleunigt werden muß, um diesen Unterschied zu erzeugen. Wenn der Anker α beschleunigt wird, verstärkt er diese Wirkung, und die Anker α und b beschleunigen sich weiter, während die Anker c und d in ihrer Geschwindigkeit weiter herabgesetzt werden, bis sie aufhören sich zu drehen und irgend welche gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen ; alsdann laufen die Anker α und b mit der gesamten elektromotorischen Kraft der Leitung und werden in der ergiebigsten Weise betrieben. Die Geschwindigkeit der Anker a und b kann nicht erhöht werden, nachdem die Anker c und d stillgesetzt worden sind, ohne zu veranlassen, daß der Anker b Strom zur Speisung der Leitung erzeugt; sie regeln sich auf diese Weise selbst. Wenn indessen der Rheostathebel ρ in seine normale Lage bewegt wird, so stellen sich die Ströme derart ein, daß alle Anker mit derselben Geschwindigkeit wie unter normalen Bedingungen laufen. Die gleiche Wirkung ergibt sich natürlich, wenn der Hebel ρ auf und über den Widerstand η bewegt wird und die Felder k k geschwächt werden; nur wird dann die Geschwindigkeit der Anker c und d erhöht und die der Anker a und b vermindert und schließlich aufgehoben. In der Praxis ist es nur notwendig, die Felder j j oder die Felder k k um ein geringes Maß zu schwächen, damit die bezüglichen Ankerpaare in ihrer Geschwindigkeit vermindert oder ganz abgestellt werden oder mit ihrer maximalen Geschwindigkeit laufen; diese Einstellung kann

+5 erfolgen, ohne daß Funkenbildung eintritt.

In Fig. 2 sind dieselben Motoren dargestellt, nur in anderer Schaltung. In diesem Falle sind die Anker α und c hintereinander geschaltet und auch die Anker b und d in Reihe angeordnet, während die Schaltung der Felder die gleiche wie in Fig. 1 ist. Bei dieser Schaltung fließt der Strom wie zuvor von 13 durch die Feldwicklungen i i und // nach 17 und von 18 durch die Feldwicklungen j j und kk nach 22. Auch hier ist ein den Regelungswiderstand und den Schalthebel ρ einschließender Nebenschluß zu den Erregerwicklungen vorgesehen. In diesem Falle geht jedoch der Ankerstromkreis von 1 durch die Bürsten 2 und 3 des Ankers b weiter durch die Bürsten 10 und 11 des Ankers d nach 12, und andererseits von 7 durch die Bürsten 8, 9 des Ankers α zu den Bürsten 4, 5 des Ankers c nach 6.

In Fig. 3 ist die Schaltung der Anker dieselbe wie in Fig. 2; dagegen sind die Erregerwicklungen j j und //in Hintereinanderschaltung, und die Felder i i und k k, sowie der Rheostat sind so angeordnet, daß der Strom in den Feldern j j und / / geändert werden kann.

In Fig. 4 sind die Anker in derselben Weise wie in Fig. 2 und 3 geschaltet und die Felder i i und k k sind, wie in Fig. 3, hintereinander geschaltet, doch sind die Stromkreise derart angeordnet, daß der Strom in den Feldern i i und k k geändert wird.

Claims

Patent-Anspruch :

Motorenschaltung zur elektrischen Kraftübertragung derjenigen Art, bei welcher eine beliebige, die Kraft verzehrende Vorrichtung, z. B. ein Fahrstuhl, ein Hebezeug oder dergl., durch den Gangunterschied zweier Elektromotoren betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser beiden Motoren durch zwei (oder mehrere) ersetzt ist, indem je zwei (oder mehr) Anker (a b bezw. c d) mittels einer einzigen Welle (e hezw.f) verbunden werden, jeder Anker jedes Paares in Reihe geschaltet ist mit einem der Anker des anderen Paares, jeder Anker seine eigenen Erregerfelder besitzt und jedes der Felder eines Paares in Reihe geschaltet ist mit einem der Felder des anderen Paares, während im Nebenschluß zu den hintereinander geschalteten Erregerwicklungen ein Regelungswiderstände (m η und 0), sowie einen Schalthebel (p) einschließender Nebenstromkreis angeordnet ist, wodurch erreicht wird, . daß mit der Regelung des Feldstromes eine solche Verteilung der Ankerspannungen eintritt, daß die Erzielung des erforderlichen Geschwindigkeitsunterschiedes zwischen den beiden Wellen (ef) bei geringerer Abnahme der Drehkraft erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.