DE140926C

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Publication number: DE140926C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 21 rf.

Bei Stromerzeugern, die mit veränderlicher Geschwindigkeit betrieben werden, ist es bekannt, das Magnetfeld durch eine der Nebenschlußwickelung entgegenwirkende Hauptstrom-Wickelung zu beeinflussen, damit das Feld geschwächt wird, sobald die Geschwindigkeit und mithin die Spannung und infolgedessen auch die Stromstärke anwächst. Dieses Verfahren wird aber in seiner Wirkung durch den Umstand beeinträchtigt, daß mit wachsender Geschwindigkeit auch die magnetisierende Kraft der Nebenschlußwickelung zunimmt und es besitzt überdies den Mangel, daß es eine konstante Belastung des Stromerzeugers voraussetzt. Denn andernfalls würde z. B. bei Zuschaltung von Lampen, also gerade dann, wenn eine Verstärkung des Feldes wünschenswert wäre, eine Schwächung des Feldes eintreten.
Das vorliegende Verfahren will beide Nachteile ohne Zuhülfenahme einer zweiten Stromerzeugungsmaschine beseitigen. Zu diesem Zweck wird der felderregenden Nebenschlußwickelung eine vom Hauptstrom unabhängige zweite Nebenschlußwickelung entgegengeschaltet, wobei dafür Sorge getragen wird, daß erstens die magnetisierende Kraft der Gegenwickelung kleiner als die der erregenden Wickelung ist, und daß zweitens die magnetisierenden Kräfte beider Wickelungen nicht in gleicher Weise mit der Geschwindigkeit bezw. mit der Spannung der Stromerzeugungsmaschine anwachsen. Der ersten Forderung wird dadurch am einfachsten genügt, daß die Gegenwickelung einen Vorschaltwiderstand erhält und als Mittel zur Erfüllung der zweiten Bedingung dient beispielsweise die Einschaltung eines ^veränderlichen Widerstandes entweder in die Erregerwickelung, irF~weIcEem Falle er mit _wachsender__Gfc. ; schwirrdigkeft vergrößert_werden muß, oder in die "GegenWickelung, in welchem Falle er mit wachsender Geschwindigkeit kleiner werden muß, oder drittens die gleichzeitige Benutzung beider Mittel. Der in die Gegenwickelung eingeschaltete regelbare Widerstand kann dabei ganz oder teilweise mit dem Vorschaltwiderstand vereinigt werden.

In Fig. ι ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher von beiden Mitteln gleichzeitig Gebrauch gemacht wird. Mit den beiden Bürsten des mit veränderlicher Ge-'schwindigkeit laufenden Ankers A der Stromerzeugungsmaschine ist sowohl die erregende Nebenschlußwickelung N als auch die Gegenwickelung G unter Zwischenschaltung der regelbaren Widerstände R¹ und R² verbunden, von denen R¹ fehlen oder R² durch einen konstanten Vorschaltwiderstand ersetzt bezw. mit einem solchen gemeinsam eingeschaltet sein kann. Diese Widerstände jR¹ und R² werden nun so geregelt, daß bei wachsender Geschwindigkeit der Leitungswiderstand von R¹ zunimmt, wodurch die Wirkung der Wickelung N und damit das Magnetfeld geschwächt wird, oder daß bei wachsender Geschwindigkeit der Leitungswiderstand von R² abnimmt, wodurch der Strom in der Gegenwickelung G ansteigt

und somit ebenfalls eine Schwächung des Magnetfeldes eintritt oder es wird schließlich von beiden Mitteln zugleich Gebrauch gemacht und damit eine besonders starke Wirkung auf das Feld erzielt.

Soll die vorbeschriebene Regelung der Widerstände R¹ und R² selbsttätig erfolgen, so kann dies in bekannter Weise mechanisch oder elektrisch oder auch durch die mit dem Stromdurchgang verbundene Temperaturerhöhung geschehen. In letzterem Falle hat man für R¹ solche Stoffe zu wählen, deren Leitfähigkeit mit wachsender Temperatur abnimmt, also z. B. Eisendraht, während das Material von R² im Gegenteil die Eigenschaft haben muß, mit steigender Temperatur an Leitfähigkeit zu gewinnen. Diese letztere Eigenschaft kommt bekanntlich unter anderem manchen Legierungen, z. B. dem Nickelmangankupfer, sowie ferner der Kohle, den Leitern zweiter Klasse und auch Leitern in Pulverform zu, sie mögen aus Kohle, Metallen, Metalloxyden oder ähnlichen Stoffen bestehen. Die Wahl wird im Einzelfalle von dem Maße der Geschwindigkeitsänderung und dem gewünschten Grad von Gleichförmigkeit der Klemmenspannung abhängen ; auch kann es unter Umständen zweckmäßig sein, in bekannter Weise von einer Vorwärmung Gebrauch zu machen oder den erhitzten Leiter gegen Oxydation zu schützen. Schließlich können auch die beiden Widerstände R¹ und R² in einen einzigen. vereinigt werden, dessen Verteilung auf die beiden Stromkreise N und G durch Verschiebung seiner Verbindung mit der einen Bürste in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder der Klemmenspannung erfolgt.

Soll die regelnde Wirkung der Wickelungen N und G aufgehoben werden, so kann man R¹ kurz schließen, G stromlos machen oder auch die Wickelung G ganz oder teilweise so umschalten, daß sie in gleichem Sinne wie N wirkt. Zu welchen Zwecken der nach vorliegendem Verfahren geregelte Stromerzeuger dient, ob er insbesondere noch mit einer Sammelbatterie verbunden ist und ob letztere an der Bildung des Magnetfeldes beteiligt ist, ist unerheblich. Doch kann in letzterem Falle der betreffende Widerstand durch einen Zellenschalter ersetzt werden, wenn er nicht ganz wegbleiben soll. Auch ist es gleichgültig, ob die Verbindung mit einer Batterie unter Zwischenschaltung eines selbsttätigen Ausschalters oder von Polarisationszellen erfolgt. Ferner kann auch gleichzeitig von anderen bekannten Regelungsmethoden Gebrauch gemacht werden, es können also etwa die Lampen mit Vorschaltwiderständen aus hoch erhitzten Eisendrähten versehen werden.

Wenn während des Betriebes Lampen in erheblicher Menge aus- und eingeschaltet werden oder sonst starke Belastungsänderungen zu erwarten stehen, die unzulässige Spannungsschwankungen zur Folge haben können, so kann diesem Umstände dadurch Rechnung getragen werden, daß noch eine dritte Wickelung, nämlich eine Hauptstromwickelung zur Felderregung benutzt wird. Diese darf indessen der Erregerwickelung N nicht entgegengeschaltet sein, sondern muß vielmehr in gleichem Sinne wie diese wirken, damit bei wachsendem Hauptstrom und sonst gleichen Verhältnissen eine Verstärkung des Feldes und damit eine Aufhebung der Ankerrückwirkung und des vermehrten Spannungsverlustes im Anker oder auch in den Leitungen erfolgt.

Eine derartige Ausführung zeigt schematisch und unter Weglassung aller der üblichen und etwa erforderlichen Schalt-, Sicherheits-, Regulier- und Meßvorrichtungen Fig. 2, bei weleher H die Hauptstromwickelung bezeichnet. Es ist dabei der Fall dargestellt, daß der Stromerzeuger in Parallelschaltung mit Sammlern B zur Speisung der Lampen L dient.

Andere Ausführungsformen ergeben sich, wenn die Widerstände R¹ und R² ganz oder teilweise durch Schaltvorrichtungen ersetzt werden, die an ihrerstatt die magnetisierenden Kräfte der Wickelungen N und G entsprechend der Geschwindigkeit verändern. Dies kann z. B. in der Weise geschehen, daß die das Magnetfeld beeinflussenden Wickelungen in Gruppen zerlegt und je nach Bedarf ein- oder aus-, parallel oder in Reihe, als Erregerwickelung oder als Gegenwickelung geschaltet werden.

Fig. 3 zeigt beispielsweise eine solche Ausführungsform unter Benutzung von vier Gruppen auf jedem Schenkel. Die Gruppen N sind mit den Polen dauernd, die Gruppen G aber mit vier Kontaktpaaren der Schaltvorrichtung S verbunden. In der gezeichneten Stellung wirken die beiden oberen Gruppen G im Sinne der Gruppen N, die beiden unteren Gruppen G aber diesen entgegen. Wird nun bei abnehmender Geschwindigkeit die Schaltvorrichtung in der Pfeilrichtung gedreht, so wird zunächst die obere Gegenwickelung außer Betrieb gesetzt und bei weiterer Drehung wird sie als Erregerwickelung im Sinne der Wickelung N geschaltet. Die gezeichnete Unterteilung der Wickelung N hat den Zweck, für alle acht Gruppen gleiche Drahtquerschnitte und gleiche Windungszahlen wählen zu können. Die Parallelschaltung kann natürlich auch ganz oder teilweise durch Reihenschaltung ersetzt werden.

Bei einem Wechsel in der Drehrichtung der Gleichstrommaschine, wie sie z. B. beim Antrieb derselben von der Achse eines Eisenbahnwagens aus eintritt, kann noch die Anbringung

eines Polwenders
lieh werden.

in bekannter Weise erforder-

Claims

Patent-Ansprüche:
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i. Verfahren zur Regelung der Spannung von Stromerzeugern veränderlicher Umdrehungszahl, bei welchem die Felderregung im wesentlichen durch zwei von derselben

ίο Maschine gespeiste, einander entgegenwirkende Nebenschlußwickelungen bewirkt wird, wobei die magnetisierende Kraft eines Teiles oder aller dieser Wickelungen in der Weise geregelt wird, daß sie, soweit es sich um Erregerwickelungen handelt, mit wachsender Geschwindigkeit abnimmt, oder doch weniger als die Geschwindigkeit zunimmt, und, soweit es sich um Gegenwickelungen handelt, mit wachsender Geschwindigkeit mehr als diese zunimmt, zu dem Zwecke, eine von den Geschwindigkeitsänderungen möglichst unabhängige Spannung zu erzielen.
2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Benutzung einer oder mehrerer, im Sinne der eigentlichen Erregerwickelung wirkender Hauptstromwickelungen, zu dem Zwecke, das Feld der Belastung der Stromquelle entsprechend zu regeln.
3. Bei dem Verfahren nach Anspruch 1, die Anwendung von Widerständen verschiedenen Materials in den Erregerwickelungen, wobei letzteres derart gewählt ist, daß der in die eigentliche Erregerwickelung eingeschaltete Widerstand infolge seiner bei wachsender Stromstärke eintretenden Erwärmung zunimmt, hingegen der in der Gegenwickelung liegende Widerstand gleichzeitig abnimmt, zum Zwecke, eine selbsttätige Regelung des Magnetfeldes zu schaffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.